植物根际细菌是土壤生态系统和植物微生态系统的重要组成部分,尤其是根际促生细菌,在植物生长发育和提高植物抗逆性方面起着重要作用。本研究以中国西北干旱地区甘肃民勤和宁夏盐池的荒漠植物根际细菌为研究对象,采用生理生化和分子生物学相结合的方法,对其功能进行了研究,并将功能菌株接种于植物,分析其在干旱和盐胁迫条件下对植物生长和生理特性的影响,从生理水平阐明了荒漠植物根际细菌对植物抗逆性的影响及其促生、抗旱和解盐机理。其主要研究结果如下:1)荒漠植物根际细菌具有多种多样的功能特性。83.33%的菌株具有固氮功能,其中20%菌株能够表达固氮基因(nifH);66.67%的菌株对无机磷具有溶解能力;56.38%的菌株可以分泌生长素IAA,其中16%产IAA量超过20 ug/mL,44%的菌株其IAA含量在3~15 ug/mL之间;具有产生铁载体能力的菌株占27.78%;47.22%的菌株具有合成ACC脱氨酶能力,其中23.53%菌株能够表达ACC脱氨酶基因(acd S)。个别菌株有极强的耐盐性,其中15%的细菌耐盐能力达10%Na Cl浓度甚至更高。具有多种功能效应的根际细菌主要集中于链霉菌属(Streptomyces)、芽孢杆菌属(Bacillus)及节细菌属(Arthrobacter)等,并且多分离自小叶锦鸡儿和白刺。2)链霉菌属(Streptomyces)菌株DN-14显著促进小叶锦鸡儿和玉米幼苗生长并提高其抗旱性。在不同干旱条件下,接菌后两种植物的根长、株高、叶片相对含水量(RWC)、鲜重及干重与不接菌植株相比均有不同程度增加,并在较轻程度胁迫时增加幅度最显著。在轻度和中度干旱时,随时间延长,对照组植株丙二醛(MDA)含量先升高后降低,而接菌株一直呈降低趋势,两者差异显著;与对照组相比,接菌后植株抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、叶绿素含量、可溶性糖含量均大幅度升高,但在重度胁迫和接种后期时,又呈现下降的趋势;另外,随着干旱胁迫加剧和时间延长,对照组电导率一直呈上升趋势,而菌株DN-14显著地降低两种植物的电导率,稳定细胞质膜透性。菌株DN-14对正常含水及轻度干旱下小叶锦鸡儿和轻度及中度干旱下玉米生长均有显著影响,而菌株CN-15在不存在干旱胁迫时对植物的影响较明显。在不同胁迫下,接种菌株对玉米抗旱性的影响较小叶锦鸡儿更明显,并且菌株DN-14的影响更显著。3)芽孢杆菌属(Bacillus)菌株AN-6显著促进玉米幼苗生长并提高其耐盐能力。在150、200 mmol/L NaCl胁迫下,接种CN-15和AN-6的玉米植株其株高、根长、叶片含水量及生物量均不同程度增加,同时改变了玉米光合作用相关参数,即提高净光合速率、气孔导度和蒸腾速率值,降低胞间CO2浓度,从而促进玉米光合作用;在150 mmol/L NaCl胁迫下,接菌显著降低玉米叶片电导率即细胞质膜透性,增加植株的渗透调节能力;在150、200、250 mmol/LNa Cl不同浓度下,接菌后均降低了植株Na+含量和Na+/K+值,保K排Na,从而减轻了盐分胁迫。不同盐胁迫条件下,在接种14d后菌株对植物作用最显著,菌株AN-6促进玉米生长和增强耐盐性的效果尤其显著。本研究表明荒漠植物根际细菌具有多种功能特性,并且接种功能菌株对处在干旱胁迫中的农作物玉米及荒漠植物小叶锦鸡儿幼苗均有促生长及增强抗旱性作用,同时,对盐胁迫环境中玉米幼苗的生长也产生了积极影响。研究结果具有较强的实用价值和理论意义,为阐明根际细菌与植物相互作用的机制及其提高植物抗逆性奠定了基础,也为荒漠化治理和农作物产量提高以及品质改善提供了更广的研究思路和调控手段。