16S rRNA高通量測(cè)序分析條銹菌侵染對(duì)小麥根部菌群影響及新種放線菌鑒定.pdf

1、為探明植物根部是否存在一類(lèi)特殊的微生物以及被病蟲(chóng)侵染后是否能夠招募有益微生物這一科學(xué)問(wèn)題，本研究選用小麥品種銘賢169（目前尚未發(fā)現(xiàn)抗條銹菌基因）和小麥條銹菌（Puccinia striiformis f.sp tritici）生理小種CY32作為研究模型，采用16S rRNA宏基因組測(cè)序和純培養(yǎng)技術(shù)，分析小麥被條銹菌侵染后根部微生物種群構(gòu)成和豐度的變化，確定根部特異微生物和侵染后招募的微生物，并對(duì)4個(gè)潛在放線菌新種進(jìn)行多相分類(lèi)學(xué)鑒定，

2、得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　高通量測(cè)序結(jié)果顯示接小麥條銹菌的實(shí)驗(yàn)組和不接小麥條銹菌的對(duì)照組小麥根際樣品中微生物在第2天、第7天和第12天三個(gè)時(shí)間點(diǎn)均是對(duì)照組的物種更加豐富，多樣性和均勻度方面除第7天實(shí)驗(yàn)組大于對(duì)照組外，其余兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)均是對(duì)照組更好。對(duì)在三個(gè)時(shí)間點(diǎn)中表現(xiàn)顯著差異的4個(gè)門(mén)、23個(gè)科和19個(gè)屬進(jìn)行追蹤分析，發(fā)現(xiàn)疣微菌門(mén)、交替單胞菌科、鞘脂桿菌科、疣微菌科、Cryomorphaceae科以及纖維弧菌屬、Fluviicola屬

3、、Luteolibacter屬、Niabella屬、地桿菌屬和鞘氨醇桿菌屬在前期變化幅度均不明顯，而在第12天時(shí)實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)急劇增加的現(xiàn)象，說(shuō)明小麥發(fā)病后根際對(duì)這些物種進(jìn)行了富集。小麥根樣品中微生物物種豐富度情況是第2天和第7天時(shí)對(duì)照組高于實(shí)驗(yàn)組，同時(shí)第2天和第12天時(shí)對(duì)照組的多樣性和均勻度更好，同樣對(duì)在三個(gè)時(shí)間點(diǎn)表現(xiàn)顯著差異的2個(gè)門(mén)4個(gè)科和2個(gè)屬以及放線菌門(mén)所包含的其它科進(jìn)行追蹤分析，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)組中放線菌門(mén)和放線菌門(mén)內(nèi)的鏈霉菌科、小單

4、孢菌科、原小單孢菌科、類(lèi)諾卡氏菌科、束絲放線菌科的增加幅度遠(yuǎn)高于對(duì)照組，表明這些物種在根內(nèi)得到了富集。
　　采用純培養(yǎng)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中小麥根際根內(nèi)放線菌進(jìn)行分離。結(jié)果顯示從對(duì)照組的根際及根內(nèi)分別分離得到30株和23株放線菌，從實(shí)驗(yàn)組的根際及根內(nèi)分別分離獲得20株和119株放線菌，說(shuō)明小麥發(fā)病后根內(nèi)的放線菌得到了富集。通過(guò)形態(tài)和培養(yǎng)特征分別對(duì)每組樣品中獲得的放線菌進(jìn)行初步歸類(lèi)，發(fā)現(xiàn)對(duì)照組小麥根際和根內(nèi)中不同種屬的放線菌分別為3

5、株和9株，實(shí)驗(yàn)組小麥根際和根內(nèi)中不同種屬的放線菌分別為5株和38株，說(shuō)明小麥發(fā)病后根內(nèi)放線菌的豐富度與對(duì)照組相比明顯增高，而實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中小麥根際放線菌的豐富度差別不大。對(duì)分離得到的放線菌進(jìn)行抑真菌活性檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中根際放線菌對(duì)9種農(nóng)作物病原真菌均無(wú)抑制作用;實(shí)驗(yàn)組中有10株根內(nèi)放線菌(26.3％)對(duì)至少兩種以上植物病原真菌有抑制作用，對(duì)照組中僅有1株根內(nèi)放線菌(11.1％)對(duì)四種病原真菌有抑制作用。說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中根

6、際放線菌在抗真菌活性測(cè)試上并無(wú)差別，而實(shí)驗(yàn)組中根內(nèi)活性放線菌的數(shù)量遠(yuǎn)大于對(duì)照組，表明當(dāng)小麥?zhǔn)艿讲≡婢?小麥條銹菌侵染時(shí)，小麥根內(nèi)能夠招募有益微生物增強(qiáng)其抗病害能力。
　　通過(guò)多相系統(tǒng)分類(lèi)學(xué)鑒定確定了4個(gè)放線菌新種。菌株NEAU-Jh2-17為鏈單孢菌屬內(nèi)的一個(gè)新種，命名為Streptomonospora halotolerans;菌株NEAU-Jh3-20為鏈霉菌屬內(nèi)的一個(gè)新種，命名為Streptomyces tyrosinil