受蠐螬為害的花生根際細菌多樣性研究.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。當植物受到地下害蟲為害時，是否會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，長期以來受蠐螬為害嚴重，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高通量測序技術(shù)，對受暗黑鰓金龜幼蟲為害的花生根際土壤細菌群落結(jié)構(gòu)的變化進行了研究，初步探討細菌群落在“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齡蠐螬對花生根系進行啃食。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)生細菌和根際可培養(yǎng)細菌，并對蠐螬啃食前后可培養(yǎng)細菌的數(shù)量進行比較;利用沙爾科夫斯基反應(yīng)和平板對峙法，分別統(tǒng)計可培養(yǎng)細菌中的IAA生產(chǎn)菌和抗核盤菌（Sc

3、lerotinia sclerotiorum）細菌的比例;利用16S rDNA高通量測序技術(shù)，分析蠐螬的啃食對花生根際細菌多樣性和群落結(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)細菌，3000余株內(nèi)生可培養(yǎng)細菌。分析發(fā)現(xiàn)，蠐螬啃食花生根系后，根際土壤中可培養(yǎng)細菌菌落數(shù)顯著增加，葉片及根系內(nèi)生可培養(yǎng)細菌無顯著變化。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照組，IAA高產(chǎn)菌株分別屬于克雷伯

4、菌屬（Klebsiella variicola）等9個不同的屬。組間可培養(yǎng)細菌中抗核盤菌細菌的比例無顯著差異。
　　16S rDNA高通量測序共得到1631270個有效reads，平均每個樣品含有2558個OTUs。變形菌門（Proteobacteria）為花生根際的優(yōu)勢菌，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，根際細菌群落多樣性降低，而48 h后，細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，花生根際中不動桿菌屬（Acinetobacter）等四個屬相對豐度顯著上升，嗜酸菌屬（Acidovorax）等五個屬的相對豐度顯著降低;啃食48小時后，土壤桿菌屬（Agrobacterium）等八個屬的

6、豐度顯著上升，嗜氫菌屬（Hydrogenophaga）及其他四個菌屬的相對豐度顯著下降。LEfSe分析結(jié)果顯示，處理組與對照組富集的主要細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）、不動細菌屬（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菌

7、的優(yōu)勢物種和豐度增加的標志物。
　　對相對豐度較高且豐度上升的種進行分析，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菌的標志物種群。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菌嗜酸菌屬（Acidovorax）的豐度。
　　本研究首次對溫室條件下，蠐螬危害后花生根際土壤細菌群落多樣性和結(jié)構(gòu)的影響進行了研究，以期為植物相關(guān)微生物的科學(xué)控制，為增產(chǎn)、