木质素（Lignin）是植物细胞壁的主要组分之一,其作为植物细胞内的一种物理抗菌物质,经过积累后会形成一层物理屏障以加强对细胞的保护。已有研究表明,木质素能够增强植物对病原菌的抗性,有效防止病原菌的侵染。Herbaspirillum huttitense 5-28（草螺菌H.5-28）是本实验室分离鉴定出来的一种Herbaspirillum属菌株。基于本实验室前期研究,发现草螺菌H.5-28能够通过影响苯丙氨酸代谢途径上相关代谢物合成来增强拟南芥植株的抗病性,但其具体抗病机制还不明确,且该菌株是否具有抗病普适性尚不清楚。基于此,本研究以先接种草螺菌H.5-28,后接种病原菌丁香假单胞菌Pseudomonas syringae DC3000（Pst DC3000）的拟南芥、烟草和番茄植株为材料,探究草螺菌H.5-28提高植物抗病的机理。主要研究结果如下:1.对拟南芥、烟草和番茄进行不同处理后,观察记录植株表型变化,并对其生物量进行统计。结果显示:与只接种Pst DC3000的植株相比,草螺菌H.5-28和Pst DC3000共同处理的植株病害程度均明显缓解,生物量发生显著变化。其中拟南芥的叶面积、鲜重、根数分别提升了 1.28倍、8.1倍、4.86倍。烟草的株高、叶直径、湿重、茎粗、根重分别提升了 1.73倍、1.25倍、1.34倍、1.28倍、1.76倍。番茄的株高、湿重、茎粗、根重、根长分别提升了 1.73倍、2.15倍、1.26倍、2.21倍、1.43倍。由此说明,H.5-28不仅能够促进拟南芥、烟草和番茄生物量积累,还能够增强抗病性,初步证明了草螺菌H.5-28的抗病性具有广谱性。2.基于本实验室前期的研究结果,初步筛选出参与类黄酮类和苯丙烷类木质素生物合成的相关基因,对其表达模式以及相关化合物含量进行分析。结果显示,与只接种Pst DC3000的拟南芥相比,H.5-28和Pst DC3000共同处理的拟南芥类黄酮类生物合成途径上有7个基因表达量上调,苯丙烷类木质素合成途径上有14个基因表达量上调,总黄酮含量无显著变化,但总木质素和单体木质素（H、S、G）含量均有显著变化。其中,总木质素、H-木质素、S-木质素和G-木质素的含量分别显著提升了1.56倍、1.72倍、1.48倍和1.44倍。由此表明,草螺菌H.5-28诱导拟南芥产生抗病性可能是通过调控参与木质素生物合成相关基因的表达,进一步提升了拟南芥总木质素和单体木质素的含量,进而增强拟南芥的抗病性。3.为了探究草螺菌H.5-28诱导烟草和番茄产生抗病性的机制,进一步检测了烟草和番茄木质素生物合成途径上关键酶基因的表达量及其总木质素和单体木质素（H、S、G）的含量。结果显示:与只接种Pst DC3000的烟草相比,H.5-28和Pst DC3000共同处理的烟草中有54个基因表达量上调,总木质素和单体木质素（H、S、G）含量均有显著增加。与只接种Pst DC3000的番茄相比,H.5-28和Pst DC3000共同处理的番茄中有9个基因表达量上调,总木质素和单体木质素（H、S、G）含量也均显著增加。由此表明,草螺菌H.5-28可能通过调控木质素生物合成途径上的相关基因的表达,提升了烟草和番茄中总木质素和单体木质素的含量,从而增强了植物的抗病性。4.转录组数据表明,草螺菌H.5-28处理后,拟南芥木质素合成途径上相关酶基因具有时间表达特异性特征。与对照组相比,草螺菌处理1天后,拟南芥中参与木质素合成的关键酶基因表达量未发生显著变化,但草螺菌H.5-28处理3天后,拟南芥中参与木质素合成的酶基因AT5G05340、AT5G06730和AT3G43670的表达量显著上调。先经H.5-28处理3天,再接种Pst DC3000的拟南芥一天后,参与木质素合成的关键酶基因表达量未发生显著变化,但两天后,9个酶基因的表达量显著上调。因此,推测经过草螺菌的诱导,未接种和接种Pst DC3000的拟南芥分别在第三天和第二天时,其体内木质素合成途径关键酶基因的表达量开始受到调控,进而提高了体内木质素等物质的积累量,最终提高了植物的抗病性。综上所述,本研究明确了草螺菌H.5-28可以通过调控苯丙烷类木质素的生物合成来增强植物的抗病性。该研究结果为草螺菌H.5-28的开发利用提供了一定的科学依据。