植物细根与细菌之间可通过小分子信号物质的传导发生互作,这种调节机制称为细菌的群感效应(Quorum sensing,QS)。革兰氏阴性菌可分泌产生小分子物质N-乙酰基高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactones,AHLs),植物细根能感应自身周围的AHLs信号,从而调控植物根系的生长。本研究选用从杨树根际土壤中分离获得的N-辛酰基-DL-高丝氨酸内酯(C8-HSL),C8-HSL是含有8个碳原子的高丝氨酸内酯。通过研究不同浓度的C8-HSL对杨树细根形态特征以及解剖结构的影响;地上部分叶片与地下部分细根之间的互作;通过转录组测序获取AHLs与CHS基因水平之间的联系,以期获得群感信号AHLs对欧美杨107号细根生长的影响与调控机制,为进一步探究群感信号在植物体中的传导机制提供理论支持。研究结果如下:1、外源添加不同浓度的高丝氨酸内酯(AHLs)对杨树细根不同直径的细根的观察发现,0-0.5mm直径的细根长度、根尖数量、细根表面积总量大于0.5-1.0mm径级范围;而细根体积较小。AHLs具有显著的浓度效应,呈现低浓度促进而较高浓度抑制的规律,即在4-8μmol/L水平内,对根系形态变化有明显的促进作用;而在12-20μmol/L范围内根系形态的变化则受到了明显抑制。AHLs对细根生长动态的影响呈现出早期生长速率缓慢,中期生长速率加快,后期生长速率又变缓的趋势。2、外源添加AHLs对杨树细根解剖结构产生显著影响。随着AHLs浓度梯度的增加,根系的横剖面细根直径、皮层厚度以及维管束直径都表现相似的变化规律:即低浓度促进增长,而高浓度会表现出一定的抑制作用。不同根序变化程度不同,导管直径逐渐降低。3、叶片面积随着AHLs浓度的增加而逐渐增加,但是上升趋势缓慢,各处理间差异不显著;叶片中叶绿素的含量(Chl a+b)随着浓度梯度的增加,含量逐渐增多,但差异不显著,而Chl a/b则随着浓度的增加表现出逐渐下降的趋势。4、通过不同浓度AHLs影响下杨树细根的转录组测序,筛选出4个与AHLs响应的查尔酮合成酶(CHS)基因。荧光定量分析发现C8-HSL浓度的增加,CHS基因表达量会表现出不同的变化。这说明说明植物体内查尔酮合酶的含量与根系生长具有一定关系。