磷是植物生长发育必不可少的元素,但土壤中可溶性磷含量稀少,难以满足植物需要。土壤中的有益微生物能够通过产生酶或有机酸将土壤中的难溶性磷转化为植物可直接吸收利用的磷,从而促进植物的生长发育。然而,低磷胁迫下微生物对植物促生的机制是多方面的,其中微生物能否在植物根际有效定殖也是影响促生的重要因素。棘孢木霉(Trichoderma asperellum)T6是本实验室从植物根际分离并鉴定的具有抗生物、非生物胁迫的生防促生真菌。前期研究发现,棘孢木霉菌在缺磷和缺铁条件下均能促进植物生长,但其促生机制并不明确。棘孢木霉菌在缺铁胁迫下产生的次级代谢产物嗜铁素与低磷胁迫下菌体在植物根际的定殖是否有关也尚未开展研究。本实验以棘孢木霉T6为出发菌株,研究不同磷浓度下棘孢木霉对拟南芥生长的影响,探究不同磷浓度对棘孢木霉菌生长素(IAA)产量、溶磷情况、嗜铁素产量及在拟南芥根际定殖的影响,分析了低磷胁迫对棘孢木霉嗜铁素基因和拟南芥生长素基因表达量的影响,通过比较嗜铁素敲除突变株和嗜铁素负突变株与野生木霉菌株在拟南芥根部的定殖动态,进一步明确了嗜铁素与棘孢木霉根际定殖量的关系。本论文首次研究了缺磷胁迫下,棘孢木霉菌对拟南芥生长素表达及其嗜铁素对根际定殖的影响,为完善棘孢木霉菌促生机制提供了理论依据。具体研究内容如下:(1)以实验室分离并鉴定的棘孢木霉T6为出发菌株,探究低磷胁迫下棘孢木霉菌对拟南芥种子萌发、根长和生长量的影响。结果表明,低磷胁迫下接种棘孢木霉菌的拟南芥种子萌发率、根长和生长量较接菌前均显著性增加,但足磷条件下接菌前后拟南芥生长量差异性不大,说明棘孢木霉菌在缺磷胁迫下对拟南芥有促生作用。(2)测定不同磷浓度对棘孢木霉T6嗜铁素、IAA产量及溶磷能力的影响,并利用抗利福平标记法研究不同磷浓度下T6在拟南芥根际的定殖情况。结果表明,不同磷浓度对棘孢木霉菌IAA产量和溶磷能力无显著性差异,但低磷胁迫促进了棘孢木霉菌嗜铁素的产量。缺磷和低磷胁迫下,棘孢木霉菌根际定殖量分别是足磷条件下的3倍和2.5倍,表明磷胁迫促进了棘孢木霉菌在植物根际的定殖。(3)利用RT-PCR和Q-PCR技术研究了低磷胁迫对棘孢木霉菌嗜铁素基因sidA的表达量以及拟南芥体内IAA及生长素基因的影响,结果表明,低磷胁迫能够促进嗜铁素基因sidA表达,而且还能促进拟南芥转基因型DR5::GFP根部荧光强度(即生长素)的增加以及拟南芥根部生长素基因YUC的表达。(4)利用紫外诱变获得了嗜铁素产量负突变株T6-1,虽然该菌株和本实验室前期获得并保存的棘孢木霉菌嗜铁素敲除突变株ΔsidA嗜铁素产量与野生型棘孢木霉菌T6相比均显著性降低,但IAA产量和溶磷能力无显著性差异。在低磷胁迫下,通过比较三者在拟南芥根际的定殖量,发现在含铁培养基中(不产嗜铁素)三株菌定殖量不存在显著性差异,而在缺铁培养基中(产嗜铁素)T6-1和ΔsidA在根际的定殖量明显低于野生型棘孢木霉菌T6,从而明确了嗜铁素在棘孢木霉在植物根际定殖中的促进作用。