摘要
盐胁迫是限制着植物的生长发育和地理分布的重要因素，植物耐盐分子机制的研究对植物的改良有指导意义。我们的前期研究表明蜡样芽孢杆菌KP120菌株能够提高植物的耐盐性。该论文以从海滨锦葵中分离出的耐盐菌株蜡样芽孢杆菌KP120接种拟南芥，探究蜡样芽孢杆菌KP120提高拟南芥耐盐性的分子机理。主要结果如下： (1)接种蜡样芽孢杆菌KP120能促进拟南芥的生长。接种蜡样芽孢杆菌KP120与对照相比，拟南芥的分支数、叶片数、株高和根长分别增加75.18%、12.50%、9.75%和8.86%；拟南芥的地上部分鲜重和地上部分干重分别显著增加119.88%和51.94%；拟南芥地下部分鲜重和地下部分干重分别显著提高83.76%和30.00%；叶绿素含量显著提高23.14%。盐胁迫下接种蜡样芽孢杆菌KP120后，拟南芥的抗盐性明显提高。拟南芥的分支数、叶片数、株高和根长分别显著增加53.83%、14.28%、182.24%和14.40%；拟南芥地上部分鲜重和地上部分干重分别显著增加211.84%和217.68%；地下部分鲜重和地下部分干重分别增加4.87%和14.28%；叶绿素含量显著提高30.48%。 (2)蜡样芽孢杆菌KP120能提高拟南芥的抗氧化酶活性。接种蜡样芽孢杆菌KP120与对照相比，叶片和根部的脯氨酸含量分别提高25.06%和100.30%；叶片和根部的丙二醛含量分别降低36.36%和6.19%；拟南芥叶片的POD、CAT和APX酶活分别提高5.69%、33.80%和2.89%，SOD酶活显著提高137.50%；拟南芥根部POD、SOD和APX酶活分别提高21.69%、175.00%和77.54%，CAT酶活显著提高77.43%。在盐胁迫下接种蜡样芽孢杆菌KP120与盐胁迫相比，叶片的脯氨酸含量提高37.63%，根部的脯氨酸含量显著提高94.49%；叶片和根部的丙二醛含量分别显著降低76.66%和53.87%；拟南芥叶片的SOD酶活提高2.38%，POD、CAT和APX酶活显著提高12.67%、23.85%和16.47%；拟南芥根部POD、SOD、CAT和APX酶活分别显著提高46.36%、26.92%、11.81%和76.85%。 (3)蜡样芽孢杆菌KP120能够产生胞外多糖。经过BBD响应面法优化实验构建优化模型，并得到了产胞外多糖的最佳培养基配比为：蔗糖的添加量为25.75g/L、酵母提取物的添加量为17.30g/L、柠檬酸三钠的添加量为2.66g/L，胞外多糖的理论产量为37.29mg/L，并以此培养基进行追加实验，得出胞外多糖的实际产量为37.81mg/L，实际值与理论值的平均误差为1.35%，相比优化前胞外多糖产量显著提高。 (4)通过定性测定发现蜡样芽孢杆菌KP120能够产生IAA，经过ELIAS的定量测定，得出IAA含量为5.60pmol/L。接种蜡样芽孢杆菌KP120与对照相比，拟南芥叶片中ACC脱氨酶活性显著提高8.62%，根部的ACC脱氨酶活性提高7.21%，叶片的IAA含量显著升高15.05%，根部的IAA含量提高8.41%。在盐胁迫下接种蜡样芽孢杆菌KP120与盐胁迫相比，拟南芥叶片的ACC脱氨酶活性提高1.67%，根部ACC脱氨酶活性显著提高17.52%，叶片的IAA含量提高8.34%，根部的IAA含量显著提高35.83%。 (5)通过对4个转录组的聚类分析表明接种蜡样芽孢杆菌KP120能够在转录组水平有效地缓解盐胁迫对拟南芥的损伤。GO分析发现盐胁迫下接种蜡样芽孢杆菌KP120的差异表达基因不仅参与了对盐胁迫的响应通路、过氧化氢代谢和过氧化物酶活性通路，还参与对生长素、水杨酸和乙烯的响应通路。筛选出39个GO相关途径的基因进行验证，对生长素有响应的拟南芥SAUR基因家族的基因在接种蜡样芽孢杆菌KP120后，差异表达现象明显。表明蜡样芽孢杆菌对盐胁迫下拟南芥应对胁迫反应起到了积极作用，促进了拟南芥的生长。 综上所述，蜡样芽孢杆菌KP120能够产生胞外多糖和IAA，提高拟南芥的抗氧化性，缓解盐胁迫对拟南芥的损伤，促进拟南芥的生长。
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