土壤盐渍化严重影响了植物的正常生长,危害了我国的生态环境及农业的发展,严重影响农作物的产量。前期课题组发现一株盐生植物中华补血草内生弯曲芽孢杆菌KLBMP 4941,通过组培方式能促进宿主植物生长。因此本论文围绕盐胁迫下内生细菌KLBMP 4941如何促进宿主植物中华补血草生长以及根际定殖相互作用的机理进行研究,开展盆栽实验,对补血草生理特征的影响及KLBMP494全基因组的解析,以及盐胁迫下根系分泌物介导的中华补血草与KLBMP4941相互作用的研究,取得了以下的结果:1、我们采用了前期验证的对植物促生效果较好的内生菌KLBMP 4941为研究对象,用200 mM NaCl对接菌KLBMP 4941和未接菌的中华补血草处理,研究KLBMP 4941对中华补血草促生作用与相关机制。结果表明在盐胁迫下,接菌的中华补血草在根长、茎长及鲜重上比未接菌的要明显提高;对离子含量测定,接菌后的叶片中Na~+浓度比对照组降低,提高了K~+/Na~+比;且KLBMP 4941能够促进植物叶片内脯氨酸的含量;接菌后的植物体内抗氧化酶活性如SOD、CAT和POD均有一定量的提高。以上研究表明KLBMP 4941通过调节宿主抗氧化酶活性、离子平衡和渗透调节物的积累等共同作用使植物耐盐能力增强。2、为了继续解析弯曲芽孢杆菌KLBMP 4941解盐促生作用,我们对其全基因组进行测序解析。通过对KLBMP 4941进行三代测序,我们发现它具有一个环状染色体和两个质粒,总基因组大小为4,104,242bp,G+C含量为38.09%。一共有3426个基因被分成20个直系同源群(COG)功能类别,大部分基因与氨基酸转运和代谢、碳水化合物转运和代谢、转录、DNA复制、重组和修复以及无机离子转运、细胞游动和代谢等功能有关。对KLBMP 4941基因组分析,发现了与植物生长促进相关的基因,如固氮,铁载体生物合成,吩嗪类抗生素生物合成,亚精胺和植物挥发性促生物质3-羟基-2-丁酮(acetoin)合成;同时菌株自身有一系列耐受盐胁迫相关的基因,如Na~+/H~+逆向转运蛋白,甘氨酸甜菜碱转运蛋白和甜菜碱醛脱氢酶;还发现了一些抗逆的基因,如SOD,POD;且基因组中还发现了与细菌化学趋化、游动相关的基因,如鞭毛合成基因等。基因组的分析表明了该菌株KLBMP 4941有多个耐盐基因和促进植物生长相关的基因。3、本实验通过原生质体转化法将持续表达的绿色荧光蛋白(GFP)质粒PHT43成功引入到了KLBMP 4941中去,成功获得了GFP标记的KLBMP 4941菌株(4941-GFP)。其菌体可以在荧光显微镜下观察到发出绿色荧光,但荧光强度较弱,GFP表达不太稳定。随后通过土培和水培方式,利用根际菌落计数及显微镜观察,研究KLBMP-4941在补血草根部定殖情况,随着时间的延长,根际定殖密度降低,在灌菌后第一天,菌株在根部定殖密度约为8.92×10~3个,灌菌后第五天后,菌落密度为3.75×10~3。在荧光显微镜下能看到在补血草须根上有4941-GFP定殖,但由于发光较弱,无法拍照。4、我们通过在盐胁迫下对中华补血草根系分泌物的收集,根系分泌物对KLBMP 4941生长及趋化作用表明,能够显著促进菌的生长和对菌具有明显的趋化现象,因此将根系分泌物进行GC-MS分析,发现2-甲基丁酸、硬脂酸、棕榈酸、棕榈油酸、丁香酚和油酸六种化合物是根系分泌物的主要成分。通过购于sigma公司,纯度大于99%单体化合物(浓度为0.02 g/m L)对KLBMP 4941生长的影响、游动直径的变化、毛细血管趋化实验以及水培条件下单体化合物对KLBMP 4941根际定殖密度的影响研究,发现棕榈酸与棕榈油酸有效地促进菌株生长,而丁香酚有抑制其生长作用。KLBMP 4941对2-甲基丁酸、棕榈酸和棕榈油酸的趋化反应较强烈,对丁香酚的趋化反应较弱。加入2-甲基丁酸、棕榈酸和棕榈油酸发现其根际定殖密度增加,游动直径变大,但是丁香酚作用不明显。利用Illumina HiSeq高通量测序平台对KLBMP 4941转录组进行测序分析,发现在根系分泌物介导的条件下,KLBMP 4941主要发生ABC转运蛋白,双组分调控系统以及趋化相关的基因转录调控;在盐胁迫介导的条件下,发现营养代谢方面的基因转录调控。初步揭示了根系分泌物介导的KLBMP 4941与中华补血草相互作用的机理。本文通过盐胁迫下弯曲芽孢杆菌KLBMP 4941对中华补血草促生作用的机理研究以及根际定殖互作机制的初步探讨,对于揭示盐生植物内生菌的生态学功能及其相互作用具有重要意义,也为后续深入探讨盐生植物与内生细菌的相互作用,以及耐盐促生菌剂的研制奠定了前期基础。