干旱和盐胁迫是影响作物生产布局和产量的重要因素。微生物组被认为是植物体的第二套基因组,对植物的生长和适逆至关重要。本课题主要通过对正常和盐/干旱胁迫下生长的棉花根际微生物群进行分离和测序,研究棉花根际微生物的组成,分离对棉花耐盐和抗旱有利的微生物种类及研究其功能。主要结果如下:研究了盐胁迫条件下棉花植株与PGP根际细菌之间的相互作用。研究首先进行棉花盐胁迫处理下根际微生物的分离和培养,成功获得了枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,BB)和短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus,BC)等细菌菌株。然后将这些菌株施加到盐胁迫处理(200m M Na Cl)的棉花根际,发现BB和BC处理可以增强棉花对盐胁迫的抗性,表现在添加BB或者BC的棉花植株根、茎和叶对盐处理敏感性降低。研究进一步对BB或BC处理的盐胁迫下棉花根系进行转录组测序。结果表明,在有或没有枯草芽孢杆菌(S和BB)的条件下,共有5535个差异表达的基因,上调基因3349个,下调基因2186个;而在有或没有短小芽孢杆菌(S和BC)的条件下,DEG是8452个,其中包括4035个上调基因和4417下调基因。GO分析表明,这些基因在膜的固有成分,膜的整体成分,DNA结合转录因子活性,膜部分和氧化还原酶活性中差异表达。当分别提供BB和BC时,戊糖-葡萄糖酸根的相互转化和淀粉-蔗糖的代谢途径被认为在盐胁迫条件下对改善植物生长具有重要作用。研究了干旱对棉花根际微生物组成的影响。本研究从棉花田收集土壤用于在受控环境条件下种植棉花(陆地棉Gossypium hirsutum cv.Jin668)。在开花期施加干旱胁迫(SDP),而对照植物则定期浇水(SPN);同时设置没有植物干旱处理(SOPD)及浇水对照(SNPN)。断水2周后进行取样,将根际土壤及根表土壤收集在无菌管中,分离微生物DNA,并对16S r RNA基因进行高通量测序。与未种植植物的土壤相比,种植棉花的土壤中细菌的α多样性显著增加。分类学分析表明,棉花根际的细菌群落结构主要由变形菌门、放线菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、蓝细菌门和酸杆菌门组成。在干旱处理的根际中,绿弯菌门和芽单胞菌门占据优势。这项研究表明,即使在干旱胁迫下,棉花根际圈也具有丰富的细菌群落,部分优势菌可能会提高棉花的耐旱性,该研究为进一步通过土壤微生物提高棉花的耐旱性提供理论依据。