| 提要文摘： | 三七（Panax notoginseng ( Burk. ) F. H. Chen）是云南省最具特色的中药资源大品种，其种植土壤主要为酸性红壤且种植三七会加剧红壤酸化，导致土壤活性铝（Al）的大量溶出并产生毒害。目前缓解土壤Al毒的农业措施通常存在耗时费力，成本较高，且容易引起土壤板结、养分失衡以及微量元素中毒等问题。植物根际促生菌（PGPRs）通过产1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶，激素和有机酸以及溶解土壤中难溶性磷、钾等在缓解植物重金属毒害发挥重要作用。本研究基于从三七根际土壤中分离得到的一株具有Al耐受性且产生长素（IAA）的根际促生菌Bacillus cereus 2K，通过测定其金属抗性、对Al的吸附固定，以及盆栽接种试验来探究其缓解三七Al毒害的作用机制。主要研究结果如下： 从三七根际分离筛选到一株耐Al 促生细菌，通过全基因组序列分析鉴定为蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus），命名为Bacillus cereus 2K。B. cereus 2K具有溶磷和解钾能力，其中溶磷能力随着Al浓度的增加而降低，最高为0.19 mg/L；解钾能力随着Al浓度增加而增加，最高为6.48 mg/L。同时，B. cereus 2K产生较高含量的生长素（IAA）和乳酸，分别达1.4 mg/mL和120 mg/mL。 在不同浓度Cu、Co、Cd、Fe、Al离子胁迫下，B. cereus 2K的耐受系数（TI）为Al>Fe>Cd>Cu>Co，且其半致死Al浓度为1.5 mmol/L, 致死Al浓度为2 mmol/L。摇瓶静态培养B. cereus 2K 2 d后，培养基中Al含量下降50%；土壤静态培养30d后，土壤中的Al含量也显著下降。摇瓶动态培养研究发现，B.cereus 2K通过胞外吸附（15%~25%）、胞内积累（40%~56%）使上清液中Al浓度降低75%~81%。进一步通过扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）和透射电镜（TEM）分析发现，菌体表面和内部形态发生改变且有Al的积累。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析发现，化学键（C≡C、C=C）的伸缩以及官能团（-CH3、-OH）的位移可能参与了对培养液或土壤中Al的胞外吸附；通过X射线衍射（XRD）分析发现，在42.9°和24.7°处形成了Al2(CO3)3和Al2O3颗粒结合在菌株细胞表面，这表明B. cereus 2K在溶液介质或土壤介质中通过形成碳酸盐沉淀和Al氧化物将Al固定在菌株表面。 进一步将B. cereus 2K接种在1 mmol/L Al胁迫下的三七盆栽中，三七鲜重、干重和根系活力都显著增加；Pn、Cond和Tr增加而Ci下降；地下部MDA和H2O2含量都显著下降，地上部POD活性和GSH含量显著增加，地上部和地下部CAT活性显著增加；三七地上部和地下部Al含量显著减低且地下部皂苷含量增加。通过RNA-Seq分析发现，Al胁迫下有1241个基因上调表达，2740个基因下调表达；在Al胁迫下接种B. cereus 2K，有2254个基因上调表达，1799个下调表达。将差异基因在CK、Al、Al-2K处理中进行表达趋势分析，共找到3个与处理显著相关的表达趋势（profile1、profile2、profile5），我们从中发现，IAA合成和转运相关基因受Al胁迫下调表达，接种B. cereus 2K后上调表达，表明B. cereus 2K可能诱导三七合成内源IAA、吸收外源IAA来促进三七生长；同时，茉莉酸（JA）和水杨酸（SA）以及类黄酮生物合成关键基因在Al胁迫下调表达，接种B. cereus 2K后上调表达，表明，B. cereus 2K通过JA、SA提高三七抗逆性并通过合成类黄酮降低氧化损伤来解Al毒。进一步分析发现，解Al毒相关的基因受Al胁迫上调表达，接种B. cereus 2K后下调表达；皂苷合成关键基因在Al胁迫下下调表达，接种B. cereus 2K后上调表达，证明B. cereus 2K对三七具有促生解Al毒作用。
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