农药在控制病虫害、促进农作物质量和产量中发挥着重要作用,是农业生产中最有效的工具之一。随着集约化农业的发展,农药的使用量快速增加。除草剂用量占农药总使用量的40%以上,除草剂的大量使用已引发了严重的环境问题。作为植物的第二个“基因组”,植物共生微生物不可避免的受到影响。本文以植物共生微生物组为研究对象,探究环境中典型除草剂对植物共生微生物组的影响,以期深入评估除草剂的环境风险,加深对植物与共生微生物组之间联系的理解。精异丙甲草胺是一种典型的酰胺类除草剂,其除草效应要高于异丙甲草胺的1.4-1.6倍,而被推荐使用。本研究中,以小麦为模式植物,应用16S r RNA基因测序和代谢组学等手段,研究精异丙甲草胺土壤处理下小麦幼苗的生理反应、小麦根系分泌物的代谢反应及小麦共生微生物的变化。研究表明,精异丙甲草胺显著抑制小麦幼苗的茎重及根节点数量;精异丙甲草胺处理激活了小麦幼苗组织中超氧化物歧化酶、过氧化物酶的活性,并且明显增加氧化物质和氧化产物,如丙二醛和过氧化氢,引发小麦的氧化损伤。小麦幼苗的根系分泌物也受到精异丙甲草胺的影响:有机酸(如;己酸)及一些具有抗氧化特性的化合物(如;咔唑、2-羟基喹啉)分泌增加。16S r RNA分析表明,精异丙甲草胺减少小麦根际微生物群落的丰富度,但招募了有益微生物,如根瘤菌科和伯克氏菌科。斯皮尔曼相关性分析表明,小麦幼苗根际中富集的根瘤菌科和伯克菌科分别与小麦幼苗根系分泌的己酸和丙氨酸呈强烈正相关,说明有益微生物可能被小麦幼苗根系分泌的有机酸所吸引。对小麦的叶际微生物群落分析表明:在精异丙甲草胺处理后,叶际微生物群落多样性显著降低,并且有益微生物根瘤菌科和伯克氏菌科的相对丰度减少,尤其是伯克氏菌科。本论文研究结果证实,精异丙甲草胺对小麦的生长具有明显的植物毒性,并影响小麦根系分泌物的分泌。此外,发现精异丙甲草胺明显改变小麦幼苗的根际微生物群落,招募部分有益植物生长的微生物,有根际有益微生物的富集与精异丙甲草胺调节根系分泌物有关。我们结果还证明了精异丙甲草胺不利于叶际有益微生物的定殖,降低叶际微生物的群落多样性。总之,本研究对于探究除草剂与植物微生物之间的相互作用关系具有指导意义,帮助我们了解植物与共生微生物组之间的联系,同时也更全面的对除草剂环境风险进行了评估。