为探索甘氨酸对苹果(Malus domestica)砧木的影响,本研究使用了常用的模式材料平邑甜茶(Malus hupehensis)进行研究,首先为了探究甘氨酸对苹果幼苗生长发育的作用,设计了为期12天的浓度梯度试验,使用4种不同浓度的甘氨酸处理,以不做处理作为对照。使用根系扫描检测平邑甜茶幼苗植株的根系生长水平,使用凯氏定氮法检测总氮含量,采用钒钼黄吸光光度法检测总磷含量,原子吸收分光光度计检测总钾含量。后续设计了土壤中的高浓度甘氨酸处理试验,用上述方法检测平邑甜茶幼苗植株的根系生长水平和植株矿质元素含量以及根际土壤元素含量,用平板涂布计数法检测根际土壤微生物量水平,使用高通量测序技术检测根际土壤微生物多样性。主要研究结果如下:1.在相同培养天数条件下,甘氨酸浓度低于6 mM时,随着甘氨酸浓度增加,根冠比不断增大,在6 mM时达到最大值;甘氨酸浓度高于6 mM时,随着甘氨酸浓度的增加,根冠比不断减少,在24 mM时达到最低。在相同甘氨酸浓度条件下,根冠比随着培养天数的增加而增大,在第12天时达到最大。这表明了甘氨酸对植株根系生长的促进作用呈现出对浓度依赖的调控,在6 mM这一最适浓度时,甘氨酸对植株根系生长的促进作用最大。甘氨酸浓度为0~6 mM时随浓度增加促进作用逐渐增大,对平邑甜茶幼苗植株长生积极正面的影响;甘氨酸浓度为6~24 mM时随浓度增加促进作用逐渐减少,抑制作用不断增大,在24 mM时几乎没有促进作用,对平邑甜茶幼苗植株产生显著的不利影响。2.在相同培养天数条件下,植株体内总氮含量随着甘氨酸浓度的增加而增加,在24 mM时达到最大。在相同甘氨酸浓度条件下,植株体内总氮含量随着培养天数的增加而增大,在第12天时达到最大值。但在甘氨酸浓度超过6 mM之后,随浓度增加,氮元素增长速率下降。这表明在甘氨酸浓度为0~6 mM时,随着甘氨酸浓度的增加,平邑甜茶幼苗植株对氮元素的吸收逐渐增多,氮元素吸收效率逐渐增加;甘氨酸浓度为6~24mM时,随着甘氨酸浓度的增加,平邑甜茶幼苗植株对氮元素的吸收也逐渐增多,但氮元素吸收效率逐渐减少。3.在相同培养天数条件下,甘氨酸浓度低于6 mM时,随着甘氨酸浓度的增加,植株体内总磷含量和总钾含量不断增加,在6 mM时达到最大值;甘氨酸浓度高于6 mM时,随着甘氨酸浓度的增加,植株体内总磷含量和总钾含量不断减少,在24 mM时达到最低。相同甘氨酸浓度条件下,植株体内总磷含量和总钾含量随着培养天数的增加而增大,在第12天时达到最大。这表明甘氨酸对植株磷钾元素吸收呈现出对浓度依赖的调控,在6 mM这一最适浓度时,对植株磷钾元素的促进作用最大,甘氨酸浓度为0~6 mM时随浓度增加促进作用逐渐增大,对平邑甜茶幼苗植株产生积极正面影响;甘氨酸浓度为6~24 mM时随浓度增加促进作用逐渐减少,抑制作用不断增大,到24 mM时几乎没有任何促进作用,对平邑甜茶幼苗产生显著不利影响。4.在高浓度甘氨酸条件下,与对照相比,平邑甜茶幼苗植株根系平均直径、长度体积以及植株根冠比都没有显著差异,但高浓度甘氨酸条件下植株体内总氮含量有所增长,且植株体内总磷含量和总钾含量有所下降。这表明在较高甘氨酸浓度下,甘氨酸对根系根系生长的促进作用几乎消失,但依旧对氮元素的吸收有一定促进作用,且在这种条件下,会显著抑制植株对于磷钾元素的吸收,对植株生长长生显著的不利影响。5.在高浓度甘氨酸条件下,与对照相比,根系土壤真菌微生物量没有显著变化,细菌和放线菌微生物量大幅提升,但是微生物多样性下降明显,微生物群落结构发生显著变化,根际土壤微环境出现大幅变化。这种微生物多样性的下降和微生物群落结构的单一化很有可能是因为甘氨酸造成的微生物竞争作用引起的,而这种竞争作用可能是甘氨酸影响植株矿质元素吸收的重要因素之一。综上所述,适量低浓度甘氨酸能显著促进植株生长尤其是根系生长,促进植株对于矿质元素的吸收,有利于植株的健康生长;过量高浓度甘氨酸对植株生长和养分吸收的促进作用大幅减少,转化为抑制作用,不利于植株的生长。而这种抑制作用很可能是因为过量的甘氨酸使得土壤中少部分能利用甘氨酸的微生物迅速增值,压制了其他微生物的生长空间,从而大幅改变根系土壤微生物群落结构使其单一化所导致的。最终表明甘氨酸既能通过自身有机氮的特性直接影响植株生长,也可以通过影响土壤根际微生物间接影响植株生长。本试验为以后研究甘氨酸在农业生产方面的应用奠定了一定的理论基础。