植物在整个生活史中都与微生物发生密切的交流和联系。许多微生物对植物免疫及其生长发育都产生深刻的影响,其中各自释放的信号分子在植物与微生物互作中起关键作用,因而也成为研究热点。沙雷氏菌Serratia plymuthica HRO-C48菌株,分离自油菜根际,为产吲哚乙酸的植物根际促生菌,主要通过产几丁质酶、蛋白酶和抗生素硝吡咯菌素等抗真菌因子抑制植物病原真菌。本研究用模式植物拟南芥Arabidopsis thaliana为材料,用Serratia plymuthica群体感应信号分子AHL对拟南芥进行处理,通过其生理实验发现细菌信号分子能够促进拟南芥不定根的生长,进一步运用组织化学实验、分子实验和蛋白组学实验在信号转导水平、基因水平和蛋白水平上解析拟南芥应答细菌信号分子AHL的机制。实验结果如下:　　 1.一定浓度的细菌信号分子AHL可以促进拟南芥Arabidopsisthaliana不定根的生成,其影响途径可能类似于植物生长素IAA信号通路,而且与H2O2和NO信号通路有关。　　 2.使用pcycA::GUS转基因拟南芥,组织化学分析显示拟南芥中细胞周期蛋白基因随着细菌信号分子AHL浓度的增加表达量增加,并且这种基因表达受H2O2和NO信号通路影响。　　 3.用细菌信号分子AHL对模式植物拟南芥和水稻进行处理,通过蛋白质组学分析,解析拟南芥响应细菌信号分子的机制。同时也对信号分子AHL缓解拟南芥盐胁迫进行了蛋白表达谱分析。鉴定的差异表达的蛋白质中,一部分与植物不定根发育有关。它们可以直接或间接的调节促进不定根的发生,在不定根分生组织形成初期特异表达,调节生长素的浓度间接调节不定根的发育。另外AHL处理也诱导一系列氧化还原蛋白的积累,推测这类氧化还原蛋白一方面可能是拟南芥体内第二信使信号分子。可能与过氧化氢有关,或者与防止拟南芥体内过氧化损伤有关。另一方面,这些氧化还原蛋白可能参与AHL诱导的拟南芥生长有关,激活了一系列的类似氧化胁迫的应激反应,改变细胞的抗氧化抗衰老能力,延缓细胞凋亡来增加植物的寿命。　　 4.构建了细胞周期蛋白基因cycD2.1／cycD3.1,细胞周期蛋白依赖性激酶基因CDKB1.1／CDKB2.2,激酶抑制蛋白基因AtKRP2／AtKRP3,转录共激活因子PRZ1,根毛生长基因Atexp7启动子以及系列参与植物生长和发育的micRNA连报告基因GUS载体,农杆菌介导转入拟南芥Arabidopsis thaliana。为进一步通过组织化学分析这些基因表达的时空动态,更好地了解拟南芥响应植物根际促生细菌AHL信号的生理和分子机制奠定基础。　　 以上结果说明细菌S.plymuthica HRO-C48群体感应信号分子AHL可以促进拟南芥不定根的生成,其影响途径类似于植物生长素IAA信号通路,而且与H2O2和NO信号通路有关。这种影响机制在基因水平和蛋白水平得到初步探索,为利用细菌QS信号分子作为新型植物生长调节剂改善作物产量和品质奠定了基础。