根际微生物在植物根际的定殖能力,一方面取决于微生物本身的特性,另一方面与植物根系分泌物组分也密切相关。研究发现,植物根系分泌物既可以作为碳源为土壤微生物提供能量,又可以作为信号物质调控土壤微生物群落。本实验室前期研究利用Solexa高通量测序分析了解淀粉芽孢杆菌SQR9对黄瓜,玉米和香蕉根系分泌物的转录组差异。本研究分别收集黄瓜、玉米和香蕉三种植物根系分泌物,并通过气质联用仪(GC/MS)测其组分,通过对根系分泌物组分与SQR9基因的转录的相关性分析,找到两者间的对应关系,从而可以指导下一步关于SQR9的趋化及成膜实验。主要研究结果有以下几点:1.通过GC/MS对黄瓜、玉米和香蕉根系分泌物组分进行鉴定,一共检测到176种物质,其中111种可以与数据库中的物质比对上,其它65种未比对上。对各组分在不同根系分泌物中的分布比较发现所有176种物质都可以在三种根系分泌物中找到,但是每个组分在不同分泌物中的丰度差异很大例如黄瓜的酰胺类、玉米的糖醇类和香蕉的胺类的含量占各自总体的20%。2.通过对解淀粉芽孢杆菌SQR9的转录组与三种植物根系分泌物的代谢组相关性分析,发现乙酰苯、羟胺、甘油-硬脂酸和棕榈酸单甘油酯这四种物质与细菌运动、趋化以及胞外多糖等基因的表达具有很高的正相关性。三种根系分泌物均可以增强SQR9的生物膜形成,而玉米根系分泌物具有最大的增强效果,推测可能是玉米根系分泌物组分中赤藓糖醇的影响。3.结合根系分泌物组分,研究其对SQR9在趋化及成膜上的影响。发现在三种植物根系浓度浓缩到lmg/mL时,通过HPLC对其中的有机酸和酚酸进行了鉴定,最终检测到9种物质,即草酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸、延胡索酸、对羟基苯甲酸、香草酸、阿魏酸、肉桂酸,并且生物膜实验发现都能够促进SQR9生物膜的形成,但是最适浓度存在差异。从根系分泌物组分中选出比较常见的三类物质(即11种氨基酸、6种酚酸和5种有机酸)对SQR9做趋化性实验,最终发现SQR9对其中9种物质具有明显的趋化性,即苹果酸、柠檬酸、延胡索酸、肉桂酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸、脯氨酸、亮氨酸和甘氨酸。