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磷是植物体内一系列重要化合物的组分,参与植株体内多种生理生化反应。植物缺磷时表现出叶子变黄、生长缓慢、产量下降、成熟期推迟等症状。人参为五加科人参属多年生草本植物,合理施磷可促进人参根系发育、皂苷积累及提高抗性,目前对于磷肥的合理施用研究相对匮乏。鉴于此,本研究以3年生和2年生人参苗作为研究对象分别开展土培和水培实验,分别研究了不同磷处理对土壤肥力及人参产量性状的影响及磷胁迫下人参叶片mRNA转录组研究,以期明确磷胁迫对人参的生长发育的影响。研究结果如下:1.利用常规农化分析开展土壤特性及植株养分研究,设置了五个外源磷浓度:P0(0mmol/L)、P1(0.4 mmol/L)、P2(1 mmol/L)、P3(2.5 mmol/L)、P4(6.25 mmol/L)对土壤进行处理,结果表明:施用磷肥显著提高了土壤全磷、速效磷的含量,提高了土壤磷素活化系数。可显著增加速效钾、硝态氮含量。外源磷浓度在1~2.5mmol/L时,人参较不施磷增产17.07%,根系活力最高,电解质渗透率较小,根中P、K、N、Ca、Fe、Mg含量达到最大值,较其他处理分别增加20.53%~66.88%、1.93%~52.61%、18.71%~38.59%、16.11%~38.57%、3.45%~52.54%、1.4%~23.7%。2.利用酶促反应和高通量测序技术开展土壤酶活性和微生物群落结构组成:磷不足或过量时降低土壤酶活性,但是增加了土壤微生物数量,特别是磷过量处理下(P4)增加了特异微生物的数量,P4处理下Chao1、观测到的物种(observed-species)和Shannon指数最高,分别为2950.40、9.61和3752.30。外源磷处理下土壤优势细菌相同,但是功能微生物地位发生变化,如Bacteroidetes和Gemmatimonadetes。进一步通过冗余分析发现,土壤pH值和酸性磷酸酶活性是微生物集群进化的主要因素。利用LEfSe分析在不同分类水平上挖掘到22个标志性微生物,可能与磷胁迫有关。3.水培实验对皂苷含量和不同生育期养分迁移的研究表明:各施磷处理可显著增加地上部Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd的含量,较无磷处理组分别增加231.25%~256.25%、390.78%~514.47%、63.04%~117.39%、157.77%~222.22%、463.35%~375.77%;外源磷浓度为1mmol/L~2mmol/L时,地下部Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rg1的含量均达到最大值,分别为0.445%、0.282%、0.043%、0.253%、0.279%。在开花期,人参地下部Fe、Mg、Mn、Ca、Zn含量均高于地上,青果期地上部分Ca、Mg含量高于地下,而Fe、Mn、Zn仍主要留存在地下部。4.利用Illumina Hiseq2500对磷胁迫下二年生人参叶片转录组测序,共测得429798772个原始读对(raw read pairs),经过质控,得到419529431个待分析数据(clean read pairs),鉴定出5782个差异基因,功能富集分析表明磷处理可导致分子功能、生物过程、细胞组分基因差异表达。差异基因富集在萜类骨架生物合成途径、类胡萝卜素生物合成途径,或与人参皂苷的合成有关。