选题依据:根际促生菌作为植物共生体系的重要成员,通过增加磷酸盐溶解和固氮,产生HCN、铁载体、抗生素或营养素、阻断乙烯产生、诱发全身抗性、合成植物激素等途径参与植物生长和防御应答等过程。近年来,根际微生物在药用植物品质形成中的作用及其机制也引起了越来越多研究人员的关注,开展相关研究将有助于阐释传统中药材品质形成,将有助于绿色、可持续发展的中药材种植产业发展。目的:以山西浑源黄芪中分离的潜在根际促生菌株S61为例,以盆栽黄芪苗为实验材料,研究正常水供给和干旱胁迫条件下该菌株在黄芪药材品质形成中的作用及机制,以期为山西道地药材—浑源黄芪的生态种植提供理论支撑。方法:(1)胞外多糖提取与含量测定:以菌株S61液体培养物为材料,采用乙醇沉淀法提取胞外多糖,以苯酚-硫酸法测定含量;(2)菌株S61生长与吲哚乙酸产生特征:通过测定用不同浓度NaCl、PEG6000和不同pH条件下的过夜LB液体培养物中OD600和IAA含量,找出可生长的极限胁迫条件的基础上,进一步分析菌株生长与IAA产生动态;(3)干旱胁迫与正己醛协同处理实验与材料收集:以菌株S61孵育种子的方式进行菌的处理,分别在黄芪苗龄为6周、5周时分别进行干旱胁迫和正己醛处理(正常水供给),分别在处理后4周、2周收集根、茎叶及成熟叶片;正己醛处理前,利用菲尼酮预处理的方式进行脂肪氧合酶信号转导作用机制研究;(4)化学分析:分光光度法测定叶绿素、脂质过氧化产物含量,HPLC法测定毛蕊异黄酮葡萄糖苷和芒柄花苷含量,UPLC-MS法测定黄芪皂苷IV含量。主要结果:(1)内生菌株S61能够产生胞外多糖;与盐和酸胁迫相比,干旱胁迫条件下菌株S61吲哚乙酸产生更为稳健;(2)干旱胁迫条件下,菌株S61具有促进黄芪根生长、增加根冠比的作用;具有促进黄芪根异黄酮类活性成分毛蕊异黄酮葡萄糖苷和芒柄花苷积累的作用;正常水供给条件下,菌株S61无促生效应;胁迫条件下菌株S61的促进效应可能与黄芪苗茎叶较高的脂质过氧化水平有关;(3)正常水供给条件下,内生菌株S61具有协同正己醛促进黄芪苗茎叶、根同时生长,促进毛蕊异黄酮葡萄糖苷和芒柄花苷在根中积累的作用。此外,二者协同具有抑制叶绿素a→叶绿素b转化,减轻正己醛和S61单独处理引起的黄芪苗茎叶过氧化损伤程度的作用。以菲尼酮预处理抑制脂肪氧合酶的方式开展的研究表明,脂肪氧合酶信号途径对正己醛单独处理引起的黄芪皂苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、芒柄花苷合成积累具抑制作用,S61与正己醛协同促进毛蕊异黄酮葡萄糖苷和芒柄花苷合成积累与该信号途径无关。结论:黄芪内生菌株S61在干旱胁迫、正常水供给条件下均具有促进黄芪根生长、根毛蕊异黄酮葡萄糖苷和芒柄花苷积累的作用;干旱胁迫条件下的促进作用可能与黄芪苗茎叶增加的脂质过氧化程度有关;正常水供给条件下菌株协同正己醛促进作用与脂肪氧合酶信号途径无关。