天麻（Gastrodia elata B1.）为兰科植物天麻的干燥块茎,是我国传统名贵中药材,具有平抑肝阳、息风止痉等功效。天麻作为完全异养植物,在无性繁殖阶段,其生长发育完全依赖菌根真菌蜜环菌（Armillaria gallica）提供营养。天麻常栽培于山坡林地,一般于当年三月栽培,十月即可收获。栽培环境、天麻品种、菌材种类、蜜环菌状况、菌根根际细菌等因素均影响天麻和蜜环菌的共生以及天麻的生长,但目前有关菌根根际细菌对天麻和蜜环菌生长的影响及其作用机制还未见报道。本论文选择了林地和田地两种栽培方式,分析了其对天麻生长及其菌根根际细菌多样性的影响;并对菌根根际细菌进行分离和鉴定,筛选影响天麻块茎生长的核心菌根根际细菌;在此基础上,分析了菌株HPDA25对蜜环菌和天麻生长的影响及其分子机制,为高质量天麻定向栽培技术体系的建立奠定基础。主要研究结果如下:1、不同栽培方式对天麻主要农艺性状、活性成分及其菌根根际细菌多样性的影响。与田地栽培天麻相比,林地栽培天麻的产量和块茎重量显著增高,块茎宽、距鹦哥嘴1 cm处宽度和距肚脐眼1 cm处宽度也显著增高,而天麻素、天麻素和对羟基苯甲醇的总含量显著降低。与未栽培天麻土壤相比,栽培天麻土壤中细菌的组成和丰度变化较大,且两种栽培方式对菌根根际细菌的组成和丰度影响也较大。将菌根根际细菌丰度与天麻农艺性状、化学成分指标进行关联分析,结果筛选获得与天麻农艺性状呈正相关的细菌分别属于11个属,与天麻化学成分呈正相关的细菌分别属于6个属,为进一步开展菌根根际细菌的相关研究提供参考。2、天麻菌根根际细菌的分离、鉴定及核心菌株的筛选。分别从4个天麻主产区采集了新鲜天麻样本,并对天麻菌根根际细菌进行了分离、鉴定、纯化及保藏,最终获得103株不同的细菌菌株。在受控实验条件下将分离的细菌菌株与蜜环菌进行共培养,结合菌根根际细菌丰度与天麻农艺性状、化学成分指标关联分析结果,筛选获得了 1 3株天麻菌根根际核心细菌菌株,其中HPDA25（Rahnella）促进了蜜环菌生长及分支数增加;SSNA4（Raoultella）抑制了蜜环菌生长,促进了蜜环菌分支数增加;YND10（Herbaspirillum）抑制了蜜环菌生长同时抑制蜜环菌分支数增加;YNC5（Pseudomonas）抑制了蜜环菌生长,促进了蜜环菌分支数增加。3、菌株HPDA25的鉴定与生物学特性分析。综合16S rRNA基因鉴定、全基因组特征鉴定、菌体和菌落形态鉴定、全细胞脂肪酸和Biolog GENⅢ等分析结果,菌株HPDA25被鉴定为Rahnella aceris。对该菌株的促生作用进行分析,发现该菌株具有溶磷作用。对发酵液成分进行测定,发现菌株HPDA25可以产生激素IAA和SA。进一步分析了添加与发酵产物等量的外源IAA、SA、IAA和SA混合物对蜜环菌生长及菌索激素含量的影响,结果表明各处理组均可提高蜜环菌的生长速度和分支数,其结果与菌株HPDA25处理蜜环菌的结果相似,添加IAA＆SA后菌索中IAA、SA的含量均显著升高,推测菌株HPDA25对蜜环菌的促生作用可能是通过IAA和SA进行调控的。4、菌株HPDA25促进蜜环菌生长的分子机制研究。通过对菌株HPDA25处理后蜜环菌转录组变化的比较分析,筛选获得响应蜜环菌分支和生长的24个DEGs,分别为编码疏水蛋白（HFBs）、Sur7/PalⅠ家族跨膜蛋白、果胶甲基化酶（PME）、色氨酸1,7-二磷酸酶（SHB17）、烯醇酶（ENO）、丙酮酸激酶（PYK）、醛脱氢酶（ALDH）和丙酮酸脱羧酶（PDC）;对这些基因表达水平进行了 qRT-PCR验证,结果表明qRT-PCR与转录组分析结果基本一致。推测菌株HPDA25可能通过提高蜜环菌疏水蛋白基因SC3和HYPB、果胶甲基化酶基因PME的表达,抑制糖酵解途径关键基因SHB17、ENO、PYK、ALDH和PDC的表达,促进蜜环菌细胞壁成熟和菌丝的生长,有助于加快蜜环菌侵染天麻,从而有利于蜜环菌和天麻共生关系的建立。5、菌株HPDA25促进天麻生长的分子机制研究。为了进一步分析菌株HPDA25对天麻生长的影响,首先建立了天麻-蜜环菌共生体系实验受控平台;以添加LB培养基作为对照组,将菌株HPDA25加入天麻-蜜环菌共生体系中,发现该菌株可以促进蜜环菌和天麻块茎的生长。通过比较处理组和对照组天麻块茎转录组数据,发现天麻中响应菌根定殖的基因SbtM4、SbtM3的表达量升高,揭示了天麻与蜜环菌共生关系的建立,几丁质水解酶基因Hevamine-A、cht3、chit5b的上调表达表明了天麻对入侵蜜环菌菌丝的消化作用。通过对天麻激素含量的测定及相应激素变化的基因分析发现茉莉酸负调节因子TIFY6A和TIFY10A基因的上调表达导致天麻体内JA含量降低,可能降低了天麻的防御,加快了蜜环菌菌丝对天麻的侵染。PIL13上调表达促进了天麻中GA3和合成,促进了天麻块茎的生长,侧根形成基因air3的上调表达可能与天麻与蜜环菌建立共生后长出新的米麻相关。同时天麻体内淀粉和蔗糖代谢通路被激活,使天麻葡萄糖的合成增加,促进了天麻的能量代谢,从而加快了天麻的生长。综上,本论文研究结果表明,菌根根际细菌是影响天麻生长发育和适应环境变化的重要因素之一。菌株HPDA25可以通过分泌IAA、SA促进蜜环菌菌丝生长和菌索分支数增加,加快天麻与蜜环菌建立共生关系,促进了天麻的生长。