受蠐螬為害的花生根際細(xì)菌多樣性研究.pdf

1、微生物存在于植物的組織及根際土壤中，與植物相互作用，影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育、健康和產(chǎn)量等。近期的研究表明，不同的植物或同一植物的不同基因型通過根際分泌的次生代謝產(chǎn)物招募特異的微生物種群，尤其是有益微生物。當(dāng)植物受到地下害蟲為害時(shí)，是否會(huì)影響根際微生物群落結(jié)構(gòu)？花生是重要的油料作物之一，長(zhǎng)期以來受蠐螬為害嚴(yán)重，其中暗黑鰓金龜（Holotrichia parallela Motschulsky）是主要的危害種群。因此本研究在溫室條件下，利用16

2、S rDNA高通量測(cè)序技術(shù)，對(duì)受暗黑鰓金龜幼蟲為害的花生根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行了研究，初步探討細(xì)菌群落在“蠐螬-花生-微生物”三者互作中的作用。
　　溫室條件下花生種植60天后，處理組接入3齡蠐螬對(duì)花生根系進(jìn)行啃食。采集花生的根際土壤、葉片及根系。使用平板稀釋法，分離可培養(yǎng)內(nèi)生細(xì)菌和根際可培養(yǎng)細(xì)菌，并對(duì)蠐螬啃食前后可培養(yǎng)細(xì)菌的數(shù)量進(jìn)行比較;利用沙爾科夫斯基反應(yīng)和平板對(duì)峙法，分別統(tǒng)計(jì)可培養(yǎng)細(xì)菌中的IAA生產(chǎn)菌和抗核盤菌（Sc

3、lerotinia sclerotiorum）細(xì)菌的比例;利用16S rDNA高通量測(cè)序技術(shù)，分析蠐螬的啃食對(duì)花生根際細(xì)菌多樣性和群落結(jié)構(gòu)的影響。
　　本研究共分離并保存了4000余株根際土壤可培養(yǎng)細(xì)菌，3000余株內(nèi)生可培養(yǎng)細(xì)菌。分析發(fā)現(xiàn)，蠐螬啃食花生根系后，根際土壤中可培養(yǎng)細(xì)菌菌落數(shù)顯著增加，葉片及根系內(nèi)生可培養(yǎng)細(xì)菌無顯著變化。蠐螬啃食花生根系48 h后，根際土壤中產(chǎn)IAA菌株比例極顯著高于對(duì)照組，IAA高產(chǎn)菌株分別屬于克雷伯

4、菌屬（Klebsiella variicola）等9個(gè)不同的屬。組間可培養(yǎng)細(xì)菌中抗核盤菌細(xì)菌的比例無顯著差異。
　　16S rDNA高通量測(cè)序共得到1631270個(gè)有效reads，平均每個(gè)樣品含有2558個(gè)OTUs。變形菌門（Proteobacteria）為花生根際的優(yōu)勢(shì)菌，其次是放線菌門（Actinobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidetes）及酸桿菌門（Acidobacteria）。α-多樣性分析表明，蠐螬啃食花

5、生根系24 h后，根際細(xì)菌群落多樣性降低，而48 h后，細(xì)菌群落多樣性差異不顯著。β-多樣性分析發(fā)現(xiàn)，各處理組樣品分別聚集成簇，蠐螬的啃食使花生根際的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了極顯著變化。T-test組間物種差異性分析發(fā)現(xiàn)，被蠐螬啃食24 h后，花生根際中不動(dòng)桿菌屬（Acinetobacter）等四個(gè)屬相對(duì)豐度顯著上升，嗜酸菌屬（Acidovorax）等五個(gè)屬的相對(duì)豐度顯著降低;啃食48小時(shí)后，土壤桿菌屬（Agrobacterium）等八個(gè)屬的

6、豐度顯著上升，嗜氫菌屬（Hydrogenophaga）及其他四個(gè)菌屬的相對(duì)豐度顯著下降。LEfSe分析結(jié)果顯示，處理組與對(duì)照組富集的主要細(xì)菌種屬存在顯著差異;蠐螬啃食花生根系24h后，γ-變形菌綱（Gammaproteobacteria）、假單胞菌目（Pseudomonadales）、不動(dòng)細(xì)菌屬（Acinetobacter）、莫拉氏菌科（Moraxellaceae）、擬桿菌門（Bacteroidetes）等菌群增加，為處理組花生根際細(xì)菌

7、的優(yōu)勢(shì)物種和豐度增加的標(biāo)志物。
　　對(duì)相對(duì)豐度較高且豐度上升的種進(jìn)行分析，結(jié)果表明蠐螬啃食24 h后，花生根際土壤中產(chǎn)堿假單胞菌（Pseudomonas alcaligenes）、硝基還原假單孢菌（P.nitroreducens）、A.rhizosphaerae，墨西哥假黃單胞菌（Pseudoxanthomonas mexicana）和P.kaohsiungensis的豐度顯著均上升。而蠐螬啃食48 h后，墨西哥假黃單胞菌（P.m

8、exicana）的豐度也顯著上升。上述菌株中除硝基還原假單孢菌和P.kaohsiungensis為降解菌尚無促生能力報(bào)道外，其他菌株均具有促生特性且均隸屬于蠐螬啃食花生根際細(xì)菌的標(biāo)志物種群。上述研究表明花生受蠐螬危害后，在根際中富集了部分促生菌并降低了植物病原細(xì)菌嗜酸菌屬（Acidovorax）的豐度。
　　本研究首次對(duì)溫室條件下，蠐螬危害后花生根際土壤細(xì)菌群落多樣性和結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了研究，以期為植物相關(guān)微生物的科學(xué)控制，為增產(chǎn)、