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重金属铬（Cr）污染对我国农田土壤中农作物产生毒害作用并破坏土壤微生物群落稳态,但不同农作物及土壤微生物群落对Cr抗性机制均有所差异。本研究通过分析Cr胁迫生境中谷子（Setaria italica）幼苗表型与基因表达的变化,即根长、茎长等生理指标与差异表达基因（DEGs）的功能途径,以及土壤微生物群落结构、构建、功能等的变化趋势,为Cr胁迫下的谷子及微生物群落的抗性机制及污染土壤的生态修复治理提供理论依据。基于室内盆栽试验,以谷子幼苗和种植谷子的土壤为试验材料,在Cr胁迫前（CK）及胁迫后6小时和6天（Cr＿6 h、Cr＿6 d）分别进行样本采集。Cr胁迫生境中,通过谷子生理指标的测定及转录组分析,研究谷子幼苗表型变化、基因表达调控及所富集功能途径的变化趋势;利用高通量测序,探讨微生物种群构成、物种多样性及群落构建,并分析与土壤理化性质的相关性;通过荧光定量PCR（q PCR）分析碳氮循环功能基因（AOA-amo A、AOB-amo A、nar G、nir K、nif H、pmo A、mcr A）表达丰度及多样性等的变化过程。实验结果表明:（1）谷子表型:Cr＿6 h叶绿素含量与氮含量分别显著下降23.66%、17.36%;Cr＿6 d植株的茎长、干重、鲜重分别显著增加了40.04%、47.06%、28.57%。谷子基因表达:转录组分析结果表明Cr胁迫诱导基因表达上调;GO及KEGG富集分析表明Cr抑制了谷子细胞壁、胞膜及细胞分裂、光合作用相关基因的表达,但诱导了DNA复制及修复、植物防御系统及激素信号转导等相关基因的表达,以维持谷子基因组稳定性并抵抗Cr胁迫。（2）微生物群落结构及多样性:高通量测序结果表明Cr胁迫土壤中微生物门属水平群落组成结构变化显著;细菌群落α多样性呈现出由应激到稳定的阶段性变化特征（Shannon指数:CK为6.09,Cr＿6 h为5.93,Cr＿6 d为6.05;Simpson指数:0.0068,0.0078,0.0068;CHAO指数:2818.49,2630.73,2769.38）,而真菌群落α多样性显著下降（Shannon指数:4.17,3.81,3.23）;细菌与真菌群落的β多样性在Cr胁迫生境中的分布差异显著。微生物群落构建:细菌群落构建由随机过程转变为确定过程主导,真菌群落由随机过程持续主导。土壤理化指标与微生物群落相关性分析表明,土壤理化因子与多种真菌菌群显著相关,而与细菌菌群的关联关系较弱。（3）qPCR结果表明氮循环功能基因（AOA-amo A和AOB-amo A）丰度显著性先降后升（P＜0.05）;多样性无显著变化;RDA及Mantel分析结果表明土壤理化性质中N（r=0.377,P=0.03）、P（r=0.323,P=0.041）、K（r=0.397,P=0.016）、EC（r=0.434,P=0.014）与碳氮循环功能基因显著相关。偏最小二乘结构方程模型（PLS-EM）分析结果表明:Cr对微生物群落及碳氮循环功能基因具有直接抑制作用,通过土壤理化指标间接抑制谷子的生物量;谷子对微生物丰度有直接抑制作用;土壤理化指标对功能基因的影响作用强于微生物群落。因此Cr胁迫主要改变了谷子表型、抑制了谷子幼苗的光合作用及细胞增殖分化过程,但激活了植物防御系统等基因表达以抵抗Cr的毒害;土壤中细菌与真菌具备不同的响应特征与群落构建的驱动模式,且加速了碳氮循环功能基因的表达以便生存。本研究对推断重金属污染农田土壤中谷子抗性机制、微生物群落结构及功能响应机制等过程具有重要现实意义。