群体感应（Quorum sensing,QS）是细菌群体间的一种通讯方式,可以调节细菌间的多种群体行为。有研究表明,群体感应信号分子不仅可以被细菌感知,也可以被宿主植物感知和响应,从而调控植物的生长和抗病性,介导细菌和植物的跨界交流。DSF（Diffusible Signaling Factor）是近年来新发现的革兰氏阴性细菌群体感应胞间通讯的信号分子,最先是从野油菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc）中分离并鉴定出来的。目前关于DSF在细菌中的生物合成途径及调控机制已经研究的较为透彻,也初步证明DSF可以诱导植物的相关防御反应,但植物如何感知DSF尚不清楚,DSF对植物生长发育产生的影响也知之甚少。实验室前期研究表明DSF可以诱导拟南芥对黑腐病菌的抗病性,但其中的机制并不清楚。本研究以模式植物拟南芥和甘蓝为实验材料,以Xcc为指示菌,探究DSF诱导植物抗病性的信号传导途径,分析DSF诱导植物抗病反应的作用机理;以主根长度和侧根密度为指标,探究DSF对植物根生长的影响以及作用机理;同时用DSF预处理甘蓝,检测对甘蓝黑腐病的防治效果。主要研究结果如下:1.通过观察离体叶片发病情况以及测定植物体内的病原菌定殖数目,发现经DSF预处理并接病原菌后,拟南芥野生型发病程度减轻,植物细胞内定殖菌数减少,有明显且稳定的抗性效果,而茉莉酸（JA）缺陷的植株没有表现出抗性。同时DSF预处理组植物的JA含量及JA相关基因表达量显著上调,表明DSF通过JA信号通路诱导拟南芥对黑腐病的抗病性。同样的,实验发现水杨酸（SA）缺陷株也没有表现出抗性,且相关基因表达量在6 h时上调,结果初步表明SA可能在植物识别Xcc的早期也参与了DSF诱导的抗病性。2.通过DAB染色、过氧化氢含量测定,发现DSF预处理加速了活性氧（ROS）的产生和积累。通过过氧化物酶（POD）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的测定,发现DSF处理保持了较高的POD、PAL酶活力,进而引起对病原菌的抗性。3.通过根长的测定,发现2μmol/L DSF能显著促进拟南芥主根的伸长,并诱导了侧根及根原基的发生。利用显微镜观察发现DSF促进了拟南芥根尖分生区的细胞分裂以及伸长区的细胞扩张。通过生长素相关基因表达量的测定,发现DSF能显著上调生长素合成基因YUC7的表达量,同时DSF不能诱导生长素合成缺陷突变体yuc7中主根的伸长。进一步研究发现DSF可以诱导生长素调控植物根生长发育的关键转录因子ARF5、ARF7表达量上调。DSF可以诱导生长素转运基因PIN3的表达及转录水平上调。表明DSF可以诱导生长素的合成,影响生长素的分布和响应,进而调控植物根的生长。4.通过荧光显微镜观察活性氧在拟南芥根尖的变化,发现DSF促进了活性氧的产生,而过氧化氢酶（CAT）则减弱了DSF诱导的ROS的积累,同时ROS产生缺陷的突变体robh D/F对DSF的敏感性降低,表明DSF通过调控ROS的合成进而调控拟南芥根的生长。5.在盆栽甘蓝及离体叶片上,接病原菌Xcc,发现DSF减弱了甘蓝黑腐病的发病症状,诱导了甘蓝对Xcc的抵抗。综上所述,结果表明DSF通过JA信号通路诱导拟南芥对黑腐病的抗病性,并且SA可能在植物识别Xcc早期也参与了这一过程;DSF还诱导了ROS的产生和积累。DSF可以促进拟南芥主根的伸长,生长素及ROS参与了DSF对根生长的调控。同时,初步证明了DSF可以用于甘蓝防治黑腐病。研究结果为将DSF作为一种新型植物免疫诱抗剂的开发和应用提供了理论支撑,也为研究植物与微生物跨界交流的信号转导机制提供了一定的参考依据。