大豆是一种重要的食品、饲料和生物燃料来源,同时大豆与根瘤菌共生的生物固氮作用是农业氮的主要来源。全球的酸性土壤约有67%存在潜在的铝毒害问题。土壤中的铝毒性可以抑制根瘤菌与寄主的生长,同时抑制两者共生导致氮固定率低、作物产量下降。由于铝的毒害作用及其广泛分布,使其成为限制酸性土壤中大豆生长和生物固氮的主要因素。接种耐铝胁迫的根瘤菌与植物共生后可以增强植物对逆境的抵抗能力;同时,耐铝微生物在土壤的生物修复过程中起着不可或缺的作用。因此,筛选耐铝根瘤菌并探索其耐铝机制具有重要意义。本研究首先以在红壤上生长的两种基因型大豆BX10(耐铝品种)和BD2(铝敏感品种)的根瘤为材料,从中筛选出耐铝的根瘤菌,通过回接结瘤实验、16S rDNA及持家基因系统发育分析及生理生化性质鉴定,鉴定根瘤菌的种属;对得到的根瘤菌进行耐铝性分析,发现RFS-1与RFS-2分别可在铝浓度为350μmol/L、200μmol/L的条件下正常生长。本研究使用RNA-Saq技术对根瘤菌耐铝机制进行了初步探讨。通过研究RFS-1在不同铝浓度条件下转录组的表达差异,发现与0μmol/L相比,350μmol/L处理下,1752个基因的表达水平发生了显著变化(Fold Change>2.00),其中844个基因表达上调,908个基因表达下调。差异表达基因显著富集的代谢通路主要涉及物质代谢合成和能量代谢,其中大部分为表达上调的基因,说明根瘤菌在铝胁迫下其相关代谢途径更加活跃。进一步分析发现,特异响应基因与氧化磷酸化、三羧酸循环、丙酮酸代谢、胞外多糖合成、铁离子转运体有关。同时,对胞外多糖含量进行测定,发现高铝胁迫下,胞外多糖产量显著升高。综上说明参与胞外多糖合成途径、三羧酸循环与铁载体转运的基因表达上调可能与RFS-1对铝离子的耐受性有关,这对进一步研究根瘤菌耐铝机制及其应用提供了有益参考。