摘要
根瘤菌与大豆的共生关系在可持续农业中起着至关重要的作用。我们从中国寒冷地区的黑龙江大豆品种‘Heike 60’中分离出了生长缓慢的HK601菌株，并通过四基因系统发育分析确定其属于Bradyrhizobium ottawaense。在盆栽试验中，接种HK601显著促进了植株生长、有效根瘤数量和总氮含量的增加。HK601还在Williams 82和黑龙江的11个大豆品种上形成了有效的根瘤，显示出广泛的结瘤能力。共生大豆根部的时间序列转录组数据显示，接种后14天是转录重编程的关键转折点。在接种前14天内，与信号传导和根瘤结构发育相关的差异表达基因（DEGs）较为活跃；接种后14天，与核糖体组装和翻译相关的DEGs表达下降，而参与异黄酮生物合成、MAPK信号传导及防御相关途径的DEGs则表达上调。这种互补性可能反映了从基础代谢向共生功能的转变。在共生关系发展的中期到后期，异黄酮和MAPK途径的顺序激活可能体现了它们在共生信号传导和防御方面的双重作用，从而有助于维持共生平衡。接种后14天，共生标志基因（如豆血红蛋白和结瘤素）的显著上调为共生固氮作用的建立提供了转录学证据。本研究为寒冷地区的大豆生产提供了一个有前景的候选菌株，并从转录组学角度揭示了宿主与根瘤菌之间动态调控的机制。
