烏汶伯克霍爾德菌P5和格氏假單胞菌RP22促杉木生長(zhǎng)機(jī)制探究

摘要：[目的]本文擬探究烏汶伯克霍爾德氏菌P5和格氏假單胞菌RP22對(duì)杉木幼苗生長(zhǎng)、基因表達(dá)和土壤性質(zhì)的影響，初步揭示2種溶磷菌促杉木生長(zhǎng)機(jī)制。[方法]以6個(gè)月苗齡的杉木實(shí)生苗為試驗(yàn)材料，將配制好的P5、RP22及P5+ RP22菌劑通過根灌方式施加，每月施加一次，持續(xù)3個(gè)月。3個(gè)月后對(duì)幼苗和土壤進(jìn)行取樣，測(cè)定幼苗的生長(zhǎng)生理指標(biāo)和土壤指標(biāo)；基于Illumina HiSeq 4000測(cè)序平臺(tái)對(duì)幼苗進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，并篩選杉木幼苗的促生基因。[結(jié)果]與對(duì)照組（CK）相比，3種菌劑處理均促進(jìn)杉木幼苗的生長(zhǎng)。3種菌劑對(duì)杉木幼苗的促生生理機(jī)制包括：PSB提高了杉木幼苗的葉綠素、可溶性糖、可溶性蛋白等生理指標(biāo)及磷含量；同時(shí)，增加了土壤有效磷、速效鉀、全磷養(yǎng)分含量。轉(zhuǎn)錄組結(jié)果表明，3種菌劑處理后杉木幼苗的差異表達(dá)基因（DEGs）均顯著富集在代謝物合成、苯丙烷生物合成、亞油酸代謝、Q亞麻酸代謝和光合作用通路。對(duì)這些通路的深入分析發(fā)現(xiàn)，PAL、COMT、4CL、LOX1_5、AOS、AOC等基因在P5菌劑處理組顯著上調(diào)；PAL、TOGT1、CYP73A、LOX15、psbS、psaF等基因在RP22菌劑處理組顯著上調(diào)；LOX1_5、psb0、petH、psaF等基因在P5+ RP22菌劑處理組顯著上調(diào)，表明3種PSB菌劑對(duì)杉木幼苗的促生機(jī)制是多個(gè)代謝通路相互協(xié)調(diào)的結(jié)果。[結(jié)論]3種菌劑能通過調(diào)控杉木幼苗的生理、提高土壤養(yǎng)分含量和上調(diào)表達(dá)苯丙烷生物合成、亞油酸代謝、光合作用等通路中的基因，從而促進(jìn)杉木幼苗生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：杉木幼苗；溶磷菌；轉(zhuǎn)錄組；差異表達(dá)基因；促生機(jī)理

中圖分類號(hào)：S714.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-1498（2024）05-0033-13

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育必須的營(yíng)養(yǎng)元素之一，是構(gòu)成酶、核酸和磷脂等生物分子的重要成分，還廣泛參與植物光合作用、細(xì)胞分裂和能量傳遞等生理代謝活動(dòng)。植物獲取磷的途徑主要是從土壤吸收無機(jī)磷酸鹽，此外，植物還能直接吸收利用一些有機(jī)磷（甘油磷酸酯、蔗糖磷酸酯和植素等）。盡管土壤中的總磷儲(chǔ)量較高，但植物可直接吸收利用的磷含量較少。為解決植物生長(zhǎng)中磷缺乏問題，通常是使用化學(xué)磷肥。然而，隨著化學(xué)磷肥的過度使用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了植物的吸收量，造成大量磷過剩并積累在土壤中，對(duì)土壤、水體和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。因此，開發(fā)一種綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)的方法來提高植物對(duì)磷的利用是非常重要的。

溶磷菌（phosphate-solubilizing bacteria，PSB）是一類能溶解土壤難溶性磷的細(xì)菌，同時(shí)還有促進(jìn)植物生長(zhǎng)和增強(qiáng)植物抗逆的功能。PSB有多樣的代謝能力，主要通過溶解不溶性無機(jī)磷或礦化有機(jī)磷來增強(qiáng)土壤中磷的生物有效性，從而滿足植物對(duì)磷元素的需求，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育。PSB的種類較多，目前已知的PSB集中在厚壁菌門（Firmicutes）、變形菌門（Proteobacteria）和放線菌門（Actinobacteria），在屬水平有假單胞菌屬（Pseudomonas）、根瘤菌屬（Rhizobium）、固氮菌屬（Azotobacter）、沙雷氏菌屬（Serratia）和伯克霍爾德氏菌屬（Burkholderia）等。此外，研究發(fā)現(xiàn)假單胞菌屬（Pseudomonas）菌株有很強(qiáng)的促無機(jī)磷溶解能力，伯克霍爾德氏菌屬是一類重要的溶磷菌，且普遍發(fā)現(xiàn)于紅壤中。

杉木（Cunninghamia lanceolata （Lamb.）Hook.）是我國(guó)南方主要的用材林樹種，主要分布在長(zhǎng)江流域和秦嶺以南地區(qū)，該地區(qū)具有強(qiáng)烈的淋溶和脫硅富鋁化嚴(yán)重，造成大量的鐵鋁沉積，使得土壤中的磷極易被固定，從而有效磷含量較低，制約著杉木的生長(zhǎng)發(fā)育。外施磷肥可以在短期內(nèi)解決杉木的磷缺乏，但杉木對(duì)磷肥的利用率依然較低，且投入成本過高，不利于可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。因此，發(fā)掘并分離出高效穩(wěn)定的PSB菌株是解決杉木磷限制的重要途經(jīng)，也對(duì)杉木人工林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)具有重要意義。本研究以江西杉木產(chǎn)區(qū)篩選到的兩株P(guān)SB（烏汶伯克霍爾德菌P5和格氏假單胞菌RP22）為試驗(yàn)菌株，評(píng)價(jià)它們對(duì)杉木幼苗生長(zhǎng)、生理、基因表達(dá)和土壤理化性質(zhì)的影響，進(jìn)而初步揭示2種PSB對(duì)杉木幼苗的促生機(jī)理，為杉木溶磷菌劑的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試苗木為6個(gè)月苗齡的杉木實(shí)生苗，平均苗高9.92 cm，平均地徑1.61 cm。供試土壤的主要成分是泥炭土、黃土、谷殼、木屑和蛭石，且每立方米基質(zhì)加入3 kg緩釋肥。實(shí)驗(yàn)所需花盆規(guī)格是8.5 cm × 15 cm（寬x高），每個(gè)花盆加入1 kg土壤。

供試菌株為本實(shí)驗(yàn)室從杉木人工林土壤中篩選得到的烏汶伯克霍爾德菌P5（Burkholderiaubonensis，專利號(hào)：CN202010569001.3）和從杉木根系篩選得到的格氏假單胞菌RP22（Pseu-domonasgrimontii，專利號(hào)：CN202010569008.5）.

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2020年8月-2020年11月在江西省中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心樹木園進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)設(shè)置如下分組：施加蒸餾水為對(duì)照組（CK），施加P5菌劑，施加RP22菌劑和施加P5+ RP22混合菌劑，每個(gè)處理各60株杉木幼苗。前期試驗(yàn)表明菌劑稀釋倍數(shù)在90倍的促生效果較好，故本試驗(yàn)中兩種菌劑均稀釋90倍后施加于杉木幼苗，將制備好的菌劑按照根灌的方式進(jìn)行施加，即50 mL菌劑均勻緩慢的施人幼苗根部，對(duì)照組（CK）施加等量蒸餾水。試驗(yàn)共施菌劑3次（2020年8、9、10月下旬），于2020年1 1月下旬對(duì)杉木幼苗和土壤進(jìn)行取樣并測(cè)定。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

試驗(yàn)結(jié)束后，用游標(biāo)卡尺和直尺分別測(cè)量幼苗地徑和株高；從各處理隨機(jī)選取30株平均長(zhǎng)勢(shì)的杉木幼苗，用清水洗凈并去除表面雜質(zhì)，濾紙吸干水分，再將其于105℃殺青0.5 h，70℃烘干至質(zhì)量恒定后測(cè)定幼苗生理指標(biāo)及養(yǎng)分指標(biāo)；取一部分杉木幼苗置-80℃，進(jìn)行后續(xù)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序。將30個(gè)花盆中的土壤倒出并混合均勻，收集1 kg土壤帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干和過篩，用于土壤性質(zhì)測(cè)定。

幼苗指標(biāo)測(cè)定：凱氏定氮法測(cè)定全氮，消解—電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）測(cè)定全磷和全鉀，丙酮-乙醇浸提法測(cè)定葉綠素含量，考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定可溶性蛋白含量，蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量。

土壤指標(biāo)測(cè)定：pH值采用玻璃電極法，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法，有效磷、速效鉀采用碳酸銨浸提一電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）法，全磷和全鉀采用消解-電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）法。

1.4 幼苗轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析

樣品委托北京奧維森科技公司完成杉木幼苗總RNA提取、文庫構(gòu)建和上機(jī)測(cè)序。無參轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析如下：提取杉木幼苗葉部的總RNA，對(duì)提取的RNA樣品分別進(jìn)行RNA純度和RNA片段長(zhǎng)度檢測(cè)。檢測(cè)合格的樣品將其富集得到mRNA，隨后進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄和構(gòu)建cDNA文庫，最后基于Illumina HiSeq 4 000平臺(tái)上機(jī)測(cè)序。

使用DEGSeq軟件篩選比較組間的差異表達(dá)基因（DEGs）并統(tǒng)計(jì)分析，設(shè)置篩選標(biāo)準(zhǔn)：Ilog2foldchangl＞1&qvalue＜0.005。對(duì)篩選到的DEGs使用Goseq軟件進(jìn)行GO富集分析，并利用KEGG數(shù)據(jù)庫對(duì)DEGs進(jìn)行富集分析，本研究重點(diǎn)分析促杉木生長(zhǎng)的DEGs。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS17.0對(duì)處理組和對(duì)照組的生長(zhǎng)、生理生化指標(biāo)和土壤養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行方差分析，所有圖均用Origin2018表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)杉木幼苗生長(zhǎng)、生理的影響

由圖1可知，施加P5和RP22菌劑對(duì)杉木幼苗的促進(jìn)效果不同。與CK相比，2種菌劑顯著影響杉木幼苗的地徑和株高，對(duì)照組（CK）的地徑增量是1.07 cm，P5處理的地徑增量是1.44 cm，RP22處理和P5+RP22處理的地徑增量分別為1.18 cm和1.23 cm；3種處理均提高了杉木幼苗的株高增量，表現(xiàn)為RP22處理＞P5處理＞P5+RP22處理＞CK。

由圖2可知，與CK相比，P5處理和P5+RP22處理的全氮和全鉀含量均顯著增加，P5處理分別增加12.69%和48.15%，P5+RP22處理分別增加23.44%和23.11%，而RP22處理下的全氮、全鉀含量與CK無顯著差異；3種處理在全磷含量上均是顯著促進(jìn)作用，P5處理提高32.47%，RP22處理提高21 .29%，P5+RP22處理提高26.03%。3種處理的可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均顯著高于CK，其中P5處理的效果最好，分別增加33.04%和47.68%；RP22處理分別增加32.14%和47.92%；P5+RP22處理分別增加20.55%和38.13%。葉綠素含量，與CK相比，P5+RP22處理的影響顯著，增加22.01%；RP22處理顯著增加13.33%，而P5處理無顯著差異。

2.2 對(duì)土壤性質(zhì)的影響

由圖3可知，與CK相比，3種處理的有效磷和速效鉀含量均顯著增加，P5處理分別增加9.72%和6.14%，RP22處理分別增加20.46%和17.72%，P5+RP22處理分別增加11.76%和18.54%；堿解氮含量RP22處理和P5+RP22處理顯著增加，分別增加6.19%和7.51%；全鉀含量?jī)H有P5+RP22處理顯著增加，增加了9.51%；而3種處理對(duì)土壤pH和全磷無顯著影響。

2.3 差異表達(dá)基因的GO和KEGG分析

分析處理組與對(duì)照組杉木幼苗的轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)，篩選差異表達(dá)基因（DEGs）并進(jìn)行GO及KEGG代謝途徑分析。P5 vs CK的DEGs是1 370個(gè)（上調(diào)754個(gè)／下調(diào)616個(gè)），RP22 vs CK的DEGs是623個(gè)（上調(diào)326個(gè)／下調(diào)297個(gè)），P5+RP22 vs CK的DEGs有732個(gè)（上調(diào)424個(gè)／下調(diào)308個(gè)）。

GO分析：由圖4A可知，P5 vs CK中顯著富集到分子功能的DEGs數(shù)量最多，其次是生物過程，最后為細(xì)胞成分。分子功能中富集最多的4個(gè)類別是催化活性、氧化還原酶活性、陽離子結(jié)合和金屬離子結(jié)合，生物過程中富集最多的4個(gè)類別是氧化還原過程、分解代謝過程、細(xì)胞分解代謝過程和小分子生物合成過程，細(xì)胞成分中富集到最多的類別是細(xì)胞外區(qū)。圖4B顯示，分子功能上，RP22 vs CK中顯著富集的4個(gè)類別是催化活性、氧化還原酶活性、四吡咯結(jié)合和血紅素結(jié)合；生物過程上，顯著富集的4個(gè)類別是細(xì)胞壁組織或生物形成、藥物分解代謝過程、外部封裝結(jié)構(gòu)組織和細(xì)胞壁組織；細(xì)胞成分上，顯著富集的類別是細(xì)胞外區(qū)。P5+RP22vsCK的GO富集分析結(jié)果（圖4C）顯示，分子功能顯著富集的前6個(gè)類別是催化活性、氧化還原酶活性、陽離子結(jié)合、金屬離子結(jié)合、輔因子結(jié)合和四吡咯結(jié)合；

生物過程上，顯著富集的前6個(gè)類別是氧化還原過程、分解代謝過程、細(xì)胞分解代謝過程、藥物代謝過程、光合作用和藥物分解代謝過程；細(xì)胞成分中顯著富集的前4個(gè)類別是細(xì)胞外區(qū)、類囊體、光合膜和類囊體部分。

KEGG富集分析結(jié)果（圖5）顯示，施加P5菌劑后差異基因顯著富集（p＜0.05）在亞油酸代謝（Linoleic acid metabolism）、次生代謝物的生物合成（Biosynthesis of secondary metabolites）、苯丙烷生物合成（Phenylpropanoid biosynthesis）、二萜生物合成（Diterpenoid biosynthesis）、α-亞麻酸代謝（alpha-Linolenic acid metabolism）；施加RP22菌劑后差異基因顯著富集（p＜0.05）在黃酮類生物合成（Flavonoid biosynthesis）、黃酮和黃酮醇的生物合成（Flavone and flavonolbiosynthesis）、苯丙烷生物合成（Phenylpropanoidbiosynthesis）、次生代謝物的生物合成（Biosynthesis of secondary metabolites）、亞油酸代謝（Linoleic acid metabolism）；施加P5+RP22菌劑后差異基因顯著富集（p＜0.05）在黃酮類生物合成（Flavonoid biosynthesis）、亞油酸代謝（Linoleic acid metabolism）、次生代謝物的生物合成（Biosynthesis of secondary metabolites）.苯丙烷生物合成（Phenylpropanoid biosynthesis）.光合作用-天線蛋白（Photosynthesis - antennaproteins）、光合作用（Photosynthesis）、黃酮和黃酮醇的生物合成（Flavone and flavonolbiosynthesis）、乙醛酸和二羧酸代謝（Glyoxylateand dicarboxylate metabolism）、甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝（Glycine，serine and threoninemetabolism）。

2.4 促生相關(guān)代謝通路篩選及分析

在眾多顯著富集的通路中，次生代謝物生物合成、亞油酸代謝和苯丙烷生物合成是3個(gè)比較組中共同顯著富集的通路。此外，不同菌劑處理均有特異代謝通路。

由表1-3可知，在苯丙烷生物合成通路，P5vs CK組中PAL、COMT、4CL、HCT、CCR基因均顯著上調(diào)，RP22 vs CK組中PAL、TOGT1、CYP73A、E2.1.1.104、E1.11.1.7基因均顯著上調(diào)，P5+RP22vs CK組中E2.1.1.104、E3.2.1.21、E1 .11.1.7基因均顯著上調(diào)表達(dá)。在亞油酸代謝通路，LOX1 5基因在3個(gè)比較組中均顯著上調(diào)，此外P5+RP22 vs CK組中TGL4基因也顯著上調(diào)。在植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，P5 vs CK組中SAUR、AUX1、PP2C、ABF、JAZ、MYC2基因均上調(diào)，RP22 vs CK組中ARR-B、PP2C、PR1基因均上調(diào)，P5+RP22 vs CK組中PP2C基因上調(diào)。

本研究發(fā)現(xiàn)3個(gè)比較組均有獨(dú)特的代謝通路，P5 vs CK組中Q亞油酸代謝的AOS、AOC、OPR、OPCL1、AOCX1基因均顯著上調(diào)；RP22 vsCK組中光合作用的psbS、psaF基因上調(diào)，光合作用-天線蛋白的LHCB1基因上調(diào)；P5+RP22vsCK組中光合作用的psbO、psbQ、psbR、psbW、petE、petF、petH、psaF、psaG、psaN、psaO、atpG基因均是上調(diào)，光合作用-天線蛋白的LHCA2、LHCA3、LHCA4、LHCB1、LHCB4基因均是上調(diào)。

3 討論

3.1 3種PSB菌劑促杉木生長(zhǎng)的生理生化機(jī)制

溶磷菌能促使土壤難溶性磷向可溶性磷轉(zhuǎn)化，通常也對(duì)植物生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用。龐麗和錢婷研究發(fā)現(xiàn)接種PSB均顯著提高馬尾松和樟樹的苗高及地徑。本試驗(yàn)結(jié)果與其一致，3種菌劑處理均顯著提高杉木幼苗株高和地徑，可能的原因是溶磷菌改善了杉木幼苗根系的微生態(tài)環(huán)境。

溶磷菌的一系列生命活動(dòng)能改善土壤養(yǎng)分狀況，提高土壤養(yǎng)分及植株生長(zhǎng)所需養(yǎng)分的供應(yīng)量，進(jìn)而促進(jìn)植物生長(zhǎng)。此外，溶磷菌也通過分泌有機(jī)酸、溶磷、固氮、釋放鉀等方式來促進(jìn)植物生長(zhǎng)。王同研究發(fā)現(xiàn)對(duì)花生接種PSB能hS+JxXgqTwYFC3y4Z8n+1A==顯著提高土壤有效磷含量，促進(jìn)花生地下部生長(zhǎng)發(fā)育及花生品質(zhì)。本研究結(jié)果與其相似，與對(duì)照組相比，接種PSB提高了土壤有效磷含量，從而增加植物對(duì)磷的吸收；此外，接種PSB增加了土壤的全氮含量和速效鉀含量，進(jìn)而促進(jìn)杉木生長(zhǎng)。

磷在植物生長(zhǎng)代謝過程中起關(guān)鍵作用，王譽(yù)瑤的研究證明對(duì)玉米接種PSB會(huì)顯著提高玉米的全磷含量，并顯著促進(jìn)玉米生長(zhǎng)。本研究結(jié)果與其保持一致，3種菌劑處理均顯著提高杉木幼苗的全磷含量。本研究中3種菌劑處理均提高土壤養(yǎng)分含量的供應(yīng)，改善杉木對(duì)養(yǎng)分的吸收，從而促其生長(zhǎng)，這與對(duì)杉木養(yǎng)分含量的測(cè)定結(jié)果保持一致。

可溶性糖和可溶性蛋白含量能反映植物的代謝情況，葉綠素含量是衡量植物光合作用的主要表征指標(biāo)。蕭利珠研究發(fā)現(xiàn)對(duì)山核桃幼苗接種PSB顯著增加了可溶性糖和可溶性蛋白含量，陳曉琳研究發(fā)現(xiàn)接種高效PSB顯著提高花櫚木苗木的葉綠素含量。本研究得到相似的結(jié)果，3種菌劑均顯著提高杉木幼苗的可溶性糖和可溶性蛋白含量、葉綠素含量。可能的原因是接種PSB后，改善和提高杉木根系生長(zhǎng)環(huán)境及對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素吸收，增加了葉綠素含量并提高植株的代謝，促使可溶性糖和可溶性蛋白在葉片中積累。

3.2 3種PSB菌劑促杉木生長(zhǎng)的分子機(jī)制

本研究中，苯丙烷生物合成和亞油酸代謝通路是3種菌劑處理組均顯著富集到的通路。苯丙烷生物合成通路中會(huì)產(chǎn)生木質(zhì)素、花青素、黃酮等次生代謝物，這些代謝物質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有重要作用。苯丙氨酸解氨酶是苯丙烷生物合成的關(guān)鍵酶，其活性通常用來衡量植物的抗病能力，本研究發(fā)現(xiàn)編碼該酶的APL基因在P5處理組和RP22處理組上調(diào)表達(dá)。因此，推測(cè)P5菌株和RP22菌株通過促進(jìn)苯丙氨酸解氨酶的合成，從而促進(jìn)苯丙烷生物合成通路中次生代謝物的合成，增強(qiáng)了杉木幼苗的抗逆能力，進(jìn)而促進(jìn)了幼苗的生長(zhǎng)。亞油酸代謝途徑中的代謝物能調(diào)控細(xì)胞膜的流動(dòng)性和通透性，影響細(xì)胞膜蛋白的性質(zhì)及膜上信號(hào)分子的活性，進(jìn)而影響植物體內(nèi)的生理生化反應(yīng)。本研究中，該通路關(guān)鍵酶的編碼基因LOX/ 5在3個(gè)處理組中均上調(diào)表達(dá)，故推測(cè)3種處理均通過影響亞油酸代謝，改變了細(xì)胞膜的流動(dòng)性及通透性，間接促進(jìn)了杉木幼苗的生長(zhǎng)。相似的結(jié)果在小麥上得到證實(shí)，小麥接種Bacillus sp.wp-6后差異表達(dá)基因顯著富集在苯丙烷生物合成、亞油酸代謝、α亞油酸代謝和碳代謝通路。

茉莉酸是植物體內(nèi)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育的一種植物激素，能提高植物抗逆性及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)。α-亞麻酸代謝是P5處理組的特異通路，且α-亞麻酸代謝與茉莉酸（JA）生物合成密切相關(guān)，該通路的AOS、AOC、OPR、OPCL1、AOCX1基因全是上調(diào)表達(dá)。表明P5菌劑還通過影響α-亞麻酸代謝，間接影響茉莉酸的生物合成，最終促進(jìn)了幼苗生長(zhǎng)。

光合作用是植物生長(zhǎng)發(fā)育最重要的代謝途徑，楊雪研究發(fā)現(xiàn)接種解淀粉芽孢桿菌DGL1，燕麥的光系統(tǒng)1和11基因顯著上調(diào)表達(dá)。本研究得到相似結(jié)果，RP22 vs CK組中psbS、psaF、LHCB1基因上調(diào)，P5+RP22 vs CK組中psb0、psbW、petE、psaF、psaG、atpG、LHCA2、LHCA3、LHCB4等基因均上調(diào)表達(dá)。表明RP22菌劑促使光合作用相關(guān)基因上調(diào)表達(dá)，從而增強(qiáng)杉木幼苗的光合作用，最終促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)。

2種菌劑及復(fù)合菌劑對(duì)杉木生長(zhǎng)情況和杉木的基因表達(dá)存在差異，這可能是兩種菌株的生理特性、定殖能力和菌種間的互作特性所造成。3種菌劑處理除了共同影響的代謝通路，各自還有特異通路。P5菌劑會(huì)影響亞油酸代謝，而RP22和復(fù)合菌劑能夠使得光合作用相關(guān)基因上調(diào)表達(dá)，表明兩種菌劑對(duì)杉木促生機(jī)理存在差異，有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

3種PSB菌劑均顯著促進(jìn)杉木幼苗的生長(zhǎng)，顯著提高杉木幼苗可溶性糖、可溶性蛋白含量及磷的吸收，同時(shí)顯著增加土壤有效養(yǎng)分（有效磷和速效鉀）。轉(zhuǎn)錄組分析表明促進(jìn)杉木幼苗生長(zhǎng)的代謝通路主要是次生代謝物生物合成、苯丙烷生物合成、植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等通路，且促生基因?yàn)锳PL、LOX/5、psaF、LHCB1等基因。本研究結(jié)合生理生化指標(biāo)和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，從生理生化和分子水平揭示3種PSB菌劑的促生機(jī)制，進(jìn)而深入理解P5和RP22菌株促杉木幼苗生長(zhǎng)的作用機(jī)制。

（責(zé)任編輯：張研）

基金項(xiàng)目：林業(yè)和草原科技成果國(guó)家級(jí)推廣項(xiàng)目“高效多功能菌劑在杉木大田育苗中的推廣應(yīng)用”（2023133101）