楊鑫 賴振光 樊吳靜 李麗淑 何虎翼 唐洲萍
摘要:采用Illumina Miseq測序技術(shù)對比分析馬鈴薯不同抗性品種發(fā)病與健康塊莖內(nèi)生細菌群落結(jié)構(gòu)多樣性和優(yōu)勢菌群的差異性。結(jié)果表明,病原菌侵染改變了內(nèi)生細菌原有的群落結(jié)構(gòu)組成和多樣性特征,與健康塊莖相比,易感病品種閩薯2號發(fā)病塊莖內(nèi)生細菌Shannon指數(shù)降低,獨有OTU明顯提高,抗病品種中薯566發(fā)病塊莖內(nèi)生細菌Shannon指數(shù)略有提高,獨有OTU數(shù)量降低;不同品種發(fā)病和健康塊莖門、屬水平上的主要優(yōu)勢菌分別為變形菌門(Proteobacteria)、慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium);抗病品種塊莖內(nèi)生細菌多樣性和有益微生物群落結(jié)構(gòu)比易感病品種更豐富和穩(wěn)定,閩薯2號發(fā)病塊莖內(nèi)慢生根瘤菌屬、假單胞菌屬(Pseudomonas)、黃桿菌屬(Flavobacterium)等有益菌群不同程度降低,而中薯566發(fā)病塊莖有益微生物的相對豐度明顯提高;放線菌屬(Actinobacteria)是健康塊莖的重要細菌類群,對拮抗內(nèi)生菌的挖掘具有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:馬鈴薯瘡痂??;品種抗性;內(nèi)生細菌;群體多樣性;豐富度指數(shù)
中圖分類號:S435.32文獻標志碼:A
文章編號:1002-1302(2023)14-0134-07
冬作馬鈴薯作為廣西優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),種植歷史悠久,隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略啟動實施,種植區(qū)域逐步擴展,由于帶菌種薯的轉(zhuǎn)移和栽培管理不當導(dǎo)致馬鈴薯種植地均有瘡痂病發(fā)生,并呈逐年加重趨勢。馬鈴薯瘡痂病是由瘡痂病鏈霉菌(Streptomyces scabies)引起的一種土傳性和種傳性病害[1],瘡痂病鏈霉菌的腐生性使其能在低溫生存,溫度升高恢復(fù)致病力,使其難以根治[2],它主要危害塊莖表皮,在薯塊上形成凹陷或凸起的瘡痂狀斑塊,嚴重影響薯塊的外觀品質(zhì)和經(jīng)濟價值。目前主要依賴藥劑防治,雖取得一定成效,但也存在較大弊端,如農(nóng)藥殘留、病原菌抗藥性及植物微生態(tài)環(huán)境失衡等?!耙跃尉钡纳锓乐畏椒ㄒ蚓哂懈咝浴⒌统杀?、環(huán)境友好等特點,逐漸成為馬鈴薯瘡痂病防治的熱點和趨勢。
植物內(nèi)生菌是指其生活史中的某一段時期生活在健康植物各組織器官的細胞間隙或者細胞內(nèi)部,不引起宿主植株發(fā)生明顯病害的一類微生物[3-4]。植物內(nèi)生菌長期定殖于植物組織內(nèi)部并與之長期協(xié)同進化形成了互利共生的關(guān)系[5],內(nèi)生菌與植物共同組成一個復(fù)雜微生態(tài)系統(tǒng),使其具有豐富物種多樣性和特殊生物功能,對調(diào)節(jié)宿主體內(nèi)的微生態(tài)平衡以及促進宿主植物健康生長發(fā)揮重要作用,是一類具有巨大應(yīng)用潛能的新型生防資源[6-7]。研究發(fā)現(xiàn),植物內(nèi)生菌的分布特征與其定殖宿主植物的種類或品種、部位以及生長的地理環(huán)境等因素緊密相關(guān)[8]。不同抗性品種內(nèi)生菌群落結(jié)構(gòu)組成相似,但多樣性特征存在較大差異,內(nèi)生菌對寄主選擇偏好性可能與寄主自身的生理結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)代謝途徑以及其分泌的次生代謝產(chǎn)物有關(guān)[9-10]。健康和感病植株內(nèi)生菌存在明顯差異,內(nèi)生菌多樣性、豐富度與植株健康水平密切相關(guān),病原菌的入侵降低了植株對外源菌的選擇性[11-12]。
馬鈴薯不同品種對瘡痂病具有不同的抗性[13-15],這種抗性是否與抗感品種的內(nèi)生細菌有關(guān),以及抗、感品種是否存在內(nèi)生菌多樣性和種群結(jié)構(gòu)的差異。為了解釋這個科學問題,本研究采用Illumina Miseq測序技術(shù)對馬鈴薯抗瘡痂病品種和易感病品種、健康和發(fā)病塊莖內(nèi)生細菌的群落結(jié)構(gòu)和多樣性進行分析,探討品種抗性與其內(nèi)生細菌間存在的關(guān)系,旨為馬鈴薯內(nèi)生細菌微生物信息系統(tǒng)構(gòu)建、瘡痂病拮抗菌的篩選和利用提供數(shù)據(jù)支撐。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
1.1.1 供試材料及病原菌
供試品種有費烏瑞它、紫云1號、云薯304、希森6號、閩薯2號、華薯9號、黔芋8號、中薯早39、中薯566,均為無瘡痂病斑的原種一代,由中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所提供;供試病原菌株加利利瘡痂鏈霉菌(Streptomyces galilaeus),由內(nèi)蒙古大學馬鈴薯工程技術(shù)研究中心提供。
1.1.2 供試培養(yǎng)基
OMA培養(yǎng)基:20 g燕麥粉,煮沸20 min后,經(jīng)過3層紗布過濾,18 g瓊脂粉,混合后蒸餾水定容至1 000 mL,pH值調(diào)節(jié)到7.0。
1.1.3 主要試劑和儀器
細菌基因組提取試劑盒,購自O(shè)MEGA公司;AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒,購自AXYGEN公司;QuantiFluorTM-ST藍色熒光定量系統(tǒng),購自Promega公司;用PacBio構(gòu)建文庫和進行測序。
1.2 試驗方法
1.2.1 不同抗性品種篩選
1.2.1.1 接種體的制備
供試菌株在燕麥培養(yǎng)基中28 ℃培養(yǎng)14 d,用無菌水沖洗菌株孢子并調(diào)節(jié)孢子懸浮液濃度為106 CFU/mL,采用平板稀釋涂布法確定孢子濃度。
1.2.1.2 播種與管理
盆栽試驗前先進行種薯催芽、薯塊消毒以及土壤滅菌,土壤與基質(zhì)按1 ∶1的比例混合后,在1×105 Pa條件下滅菌30 min;每盆種植1個薯塊,每個品種重復(fù)4次,分別于播種、播種后4周灌根接種200 mL菌懸液,對照處理澆入等量清水。播種后30 d,根據(jù)植株的生長情況澆水,之后進入控水期,待植株出現(xiàn)缺水癥狀后再澆水以促進瘡痂病的發(fā)生。田間試驗采用單因素隨機區(qū)組排列,試驗地點為廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院里建科研基地,時間為2021年11月至2022年3月,每個品種設(shè)3次重復(fù),小區(qū)面積為18 m2,單壟雙行品字形的擺放方式播種,株行距為25 cm×40 cm,種植密度為4 500株/667 m2。
1.2.1.3 收獲與病情調(diào)查
90 d后盆栽收獲,將所有直徑大于0.75 cm的塊莖進行清洗,晾干后稱質(zhì)量,統(tǒng)計每個品種的發(fā)病率、病情指數(shù),以及每個塊莖的病斑面積及塊莖表面深度最大的病斑深度。根據(jù)邢瑩瑩的病斑分類方法[14]計算每個植株中每一塊莖的病斑面積等級(MA)、病斑深度等級(MD)、瘡痂指數(shù)(scab indrx,SI),SI=(MA×MD)/20×100;根據(jù)每個處理瘡痂指數(shù)的平均值(MSI),將各品種分為5個等級:高抗,0<MSI≤6;中抗,6<MSI≤15;感病,15<MSI≤22;易感,22<MSI≥30;高感,MSI>30。馬鈴薯成熟期,測定整個小區(qū)大、小薯質(zhì)量,折算商品薯率和產(chǎn)量。
1.2.2 高通量分析不同抗性品種內(nèi)生菌的多樣性
1.2.2.1 樣品表面消毒
取健康和發(fā)?。ㄆ骄總€薯塊發(fā)病等級3級)馬鈴薯塊莖,洗凈表皮,每個品種取3個大小均勻的薯塊,用1%吐溫20浸泡 1 min,2.5%硫代硫酸鈉浸泡10 min,無菌水沖洗3遍,取出后浸入10%無菌碳酸氫鈉溶液中15 min以破壞表面結(jié)構(gòu),無菌水沖洗5次,最后1遍無菌水洗滌液涂板檢測無菌說明表面消毒有效。用無菌打孔器(d=15 mm)從莖基部插入表面消毒好的薯塊,取出樣品,切成5 mm長小塊,于超凈工作臺內(nèi)自然風干,稱取1 g于無菌研缽用液氮研磨成粉末,轉(zhuǎn)至無菌離心管中。
1.2.2.2 基因組DNA提取及擴增測序
使用DNA提取試劑盒對樣品進行總DNA提取,利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測抽提的基因組DNA濃度和純度。利用16S rRNA基因通用引物799F(5′-AACMGGATTAGATACCCKG-3′)和1193R(5′-ACGTCATCCCCACCTTCC-3′)對V5~V6區(qū)域進行PCR擴增。PCR反應(yīng)體系和反應(yīng)條件參考劉曉靜等的方法[15]。使用AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒(AXYGEN公司)切膠回收PCR產(chǎn)物,經(jīng)Tris_HCl洗脫,2%瓊脂糖電泳檢測,將PCR產(chǎn)物用QuantiFluorTM-ST藍色熒光定量系統(tǒng)進行定量檢測。
1.2.2.3 Illumina PE250文庫構(gòu)建、測序及數(shù)據(jù)處理
連接“Y”字形接頭-使用磁珠篩選去除接頭自連片段-利用PCR擴增進行文庫模板的富集-氫氧化鈉變形,產(chǎn)生單鏈DNA片段。文庫構(gòu)建后利用Illumina公司的Miseq PE250進行高通量測序。將有效序列按97%的相似性聚類成為操作分類單元(operational taxonomic units,OTU),進行生物信息統(tǒng)計和物種分類學分析,計算樣品多樣性和優(yōu)勢物種豐度差異性。
2 結(jié)果與分析
2.1 品種抗性鑒定
本研究采用大田試驗觀察產(chǎn)量性狀,盆栽接菌進行抗性鑒定。試驗結(jié)果表明,空白對照盆栽未感病,說明基質(zhì)不含有瘡痂病病菌,滅菌徹底。由表1可知,全部材料的平均瘡痂指數(shù)(MSI)在10.00~28.00之間,紫云1號、中薯566、希森6號、云薯304的MSI為10.00~13.33,表現(xiàn)為中抗品種;費烏瑞它、黔芋8號、華薯9號、中薯早39的MSI為 15.11~19.24,表現(xiàn)為感病品種;閩薯2號的MSI為28.00,表現(xiàn)為易感品種。通過抗性評價和產(chǎn)量性狀可知,閩薯2號的瘡痂指數(shù)顯著高于中薯566,在中抗品種中,中薯566的產(chǎn)量表現(xiàn)最好,因此,選擇中抗病品種中薯566和易感病品種閩薯2號開展下一步試驗。
2.2 測序數(shù)據(jù)分析
以中抗病品種中薯566和易感病品種閩薯2號的健康、發(fā)病塊莖為測序樣品,原始數(shù)據(jù)經(jīng)過優(yōu)化處理后,處理A、B分別得到31 050、40 692條高質(zhì)量序列片段,11 716 232、15 329 918個堿基,序列平均長度均為377 bp;處理C和處理D分別得到 47 864、43 344條高質(zhì)量序列片段,18 047 225、16 364 743 個堿基,序列平均長度分別為377、378 bp(表2)。Specaccum物種累積曲線(圖1)反映,隨著樣本量的增加曲線逐步趨向平緩,說明抽樣充分,可滿足樣品間細菌群落結(jié)構(gòu)的對比分析。
2.3 OTU聚類分析
在97%相似度水平上對樣品序列進行OTU聚類,處理A鑒定得到細菌屬8個門,10個綱,27個目,43個科,84個屬,107個種,442個OTU;處理B鑒定得到細菌11個門,17個綱,41個目,64個科,134個屬,172個種,493個OTU;處理C鑒定得到細菌9個門,14個綱,34個目,56個科,105個屬,135個種,375個OTU;處理D鑒定得到細菌9個門,15個綱,33個目,60個科,125個屬,163個種,476個OTU(表2)。結(jié)果表明,發(fā)病塊莖OTU總量比健康塊莖低,中薯566發(fā)病和健康塊莖OTU總量均比閩薯2號少;與閩薯2號相比,中薯566發(fā)病后塊莖OTU總量明顯降低。
Venn圖能直觀展示不同樣本中共有和獨有的OTU(圖2),在屬和OTU水平下,4個樣本塊莖內(nèi)生細菌共有337個OTU,主要屬包括慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium)、中慢生根瘤菌屬(Mesonrhizobium)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、葉桿菌屬(Phyllobacterium)、嗜甲基菌屬(Methylophilus)、沙雷氏菌屬(Serratia)等;處理A和處理B共有440個OTU,處理A和處理C共有447個OTU,處理C和處理D共有488個OTU,處理B和處理D共有530個OTU。處理A獨有OTU個數(shù)為348,主要有變形桿菌屬(Proteobacteria)、香味菌屬(Myroides)、根瘤菌屬(Allorhizobium)、黃桿菌屬(Flavobacterium)、鞘脂桿菌屬(Sphingobacterium),鞘氨醇桿菌屬(Chitinophaga)、根瘤菌屬(Allorhizobium)、新鞘酯菌屬(Novosphingobium)等;處理B獨有的OTU個數(shù)為82,主要屬包括伯克氏菌屬(Burkholderia)、鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)、原小單胞菌屬(Promicromonospora)、不黏柄菌屬(Asticcacaulis)、細鏈孢菌屬(Catenulispora)等;處理C獨有的OTU個數(shù)為56,主要屬包括Herminiimonas、黃桿菌屬(Flavobacterium)、根瘤菌屬、擬桿菌屬(Bacteroides)、賴氏菌屬(Leifsonia)等;處理D獨有的OTU個數(shù)為68,主要屬包括玫瑰單胞菌屬(Roseomonas)、根瘤菌屬、氣微菌屬(Aeromicrobium)、耐重金屬中慢生根瘤菌(Alsobacter)、類諾卡氏屬(Actinoplanes)等。結(jié)果表明,不同抗性品種健康塊莖共有的OTU數(shù)量比發(fā)病塊莖多;閩薯2號發(fā)病塊莖獨有OTU數(shù)量比健康塊莖明顯提高,中薯566發(fā)病塊莖獨有OTU數(shù)量比健康塊莖少。
2.4 內(nèi)生菌α多樣性分析
α多樣性可以反映微生物群落的豐度和多樣性。Chao、Richness指數(shù)反映樣品細菌群落物種的豐富度;Shannon、Simpson指數(shù)代表細菌群落多樣性;ACE、Evenness指數(shù)表示樣品細菌群落均勻度。其中,Simpson指數(shù)越大,說明群落多樣性越低,其余指數(shù)值越大,說明相應(yīng)的群落豐富度、多樣性和均勻度越高。
由表3可知,各處理樣品測序深度均達到0.99,表明測序結(jié)果合理。處理B和處理D的豐富度指數(shù)Chao、Richness分別比處理A和處理C高,處理A的多樣性指數(shù)Shannon比處理B低,處理C的多樣性指數(shù)Shannon比處理D高。由此可知,不同抗性品種發(fā)病塊莖內(nèi)生細菌豐富度比健康塊莖降低,閩薯2號發(fā)病塊莖內(nèi)生細菌多樣性指數(shù)降低,中薯566發(fā)病塊莖內(nèi)生細菌多樣性比健康塊莖有所提高。
2.5 內(nèi)生菌群落組成和結(jié)構(gòu)分析
分別對4組樣品門、綱、目、科、屬水平的群落結(jié)構(gòu)進行分析。由圖3可知,不同樣品內(nèi)生細菌共鑒定出5個門類,依次為變形菌門(Proteobacteria,73%~93%)、放線菌門(Actinobacteriota,3%~17%)、 擬桿菌門(Bacteroidota,4%~12%)、厚壁菌門(Firmicutes,1%~2%),其他占1%左右。不同抗性品種內(nèi)生細菌群落門水平上的組成相似,但豐度占比不同:處理A變形菌門占比最大,為93%,分別比處理B和處理C提高了27.40%和16.25%;放線菌門在處理B中占比最大,為17%,處理A放線菌門相對豐度比處理B降低了82.35%;擬桿菌門在處理C中占比最大,為12%,比處理D提高了200%。
由圖4可知,屬水平上,可歸類的微生物群落有慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium)、生根根瘤菌屬(Mesorhizobium)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、黃桿菌屬(Flavobacterium)、葉桿菌屬(Phyllobacterium)、金黃桿菌屬(Phyllobacterium)、紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas)、沙雷氏菌屬(Serratia)等30個菌屬。不同處理主要的優(yōu)勢菌屬均為慢生根瘤菌屬,優(yōu)勢菌屬組成、相對豐度與品種抗性、健康程度不同而有所差異。處理A的優(yōu)勢菌屬主要有慢生根瘤菌屬(17.91%)、沙雷氏菌屬(12.49%)、生根根瘤菌屬(12.27%)、葉桿菌屬(5.40%);處理B主要菌屬有慢生根瘤菌屬(20.04%)、假單胞菌屬(14.25%)、原小單胞菌屬(Promicromonospora,9.42%)、黃桿菌屬(5.95%);處理C主要菌屬有慢生根瘤菌屬(11.77%)、黃桿菌屬(11.16%)、嗜甲基菌屬(Methylophilus,10.77%)、假單胞菌屬(9.70%)、生根根瘤菌屬(8.97%);處理D主要菌屬為慢生根瘤菌屬(36.80%)、生根根瘤菌屬(16.68%)、葉桿菌屬(11.13%)、金黃桿菌屬(Chryseobacterium,4.83%)、紅假單胞菌屬(4.67%)。處理A慢生根瘤菌屬占比比處理B降低2.13%,處理C慢生根瘤菌屬、生根根瘤菌屬占比分別比處理D降低25.03%、7.71%;處理A假單胞菌屬、黃桿菌屬占比分別比處理B降低了12.25%、3.77%,而處理C假單胞菌屬、黃桿菌屬占比分別是處理D的6.9、25.5倍;處理A的沙雷氏菌屬相對豐度比處理B明顯提高。
2.6 組間內(nèi)生菌優(yōu)勢物種差異分析
利用LEfSe分析方法進行病健馬鈴薯塊莖內(nèi)生菌差異顯著性分析。圖5-A為聚類樹,圖5-B是通過線性判別分析(LDA)分析2個組別當中有顯著作用的微生物類群獲得的LDA分值圖。由 LDA值分布可知,B組物種豐度最高,為物種差異組。放線菌門(Actinobacteriota)、放線菌綱(Actinobacteria)、Thermoleophilia、微球菌目(Micrococcales)、假諾卡式目(Pseudonocardiales)、丙酸桿菌目(Propinibacteriales)、原小單胞菌屬(Promicromonosporaceae)、假諾卡式屬(Pseudonocardiaceae)以及厚壁菌門(Firmicutes)芽孢桿菌綱(Bacilli)芽孢桿菌目(Bacillales)芽孢桿菌屬(Bacillus)均是B組中起重要作用的微生物類群,其中放線菌屬(Actinobacteria)對其影響程度最大。結(jié)合進化分支圖(圖5-A)可知,變形菌門(Proteobacteria)、丙型變型菌綱(Gammaproteobacteria)、伯克霍爾德氏菌目(Burkholderiales)、叢毛單胞菌科(Comamonadaceae)、Xenophilus是A組中的差異微生物類群;放線菌門(Actinobacteriota)、放線菌綱(Actinobacteria)、微球菌目(Micrococcales)、微球菌科(Micrococcaceae)是D組中的差異微生物類群。
3 討論與結(jié)論
植物內(nèi)生菌廣泛分布在植物體內(nèi),種類繁多,具有豐富的種群生物多樣性,其種類組成及結(jié)構(gòu)變化受到植物自身生長狀況以及外界環(huán)境的影響[16-17]。本研究通過OTU聚類和α多樣性分析可知,病原菌的侵染明顯改變了內(nèi)生細菌群落結(jié)構(gòu),不同抗性品種發(fā)病塊莖內(nèi)生細菌OTU數(shù)量、菌群種類和豐富度指數(shù)均比健康塊莖低;易感病品種閩薯2號發(fā)病塊莖獨有OTU比健康塊莖明顯提高,多樣性指數(shù)降低,其變化規(guī)律與前人的研究結(jié)果[18-19]存在差異,可能是由于病原菌侵染誘導(dǎo)植株產(chǎn)生了大量次級代謝產(chǎn)物,造成馬鈴薯塊莖內(nèi)生細菌生存條件發(fā)生變化從而某一類型致病菌或者病原菌單一大量定殖,抑制其他種類微生物生長繁殖。而中抗病品種中薯566發(fā)病塊莖獨有OTU數(shù)量比健康塊莖少,多樣性指數(shù)變化幅度小。這與李佳等的研究結(jié)果相似,抗病品種中豐富的內(nèi)生細菌以及病原菌侵染后仍可以維持較穩(wěn)定的內(nèi)生細菌多樣性,從而加強了抗性品種對致病菌的抗性,并對植株起到一定的保護作用[20-21]。
不同抗性品種內(nèi)生細菌優(yōu)勢菌門為變形菌門,變形菌門是在植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的最廣泛的一個細菌菌門,其物種和遺傳多樣性極為豐富,廣泛用于植物病蟲害防治和生物固氮等方面[22]。病原菌侵染后,不同抗性品種發(fā)病塊莖放線菌門相對豐度均比健康塊莖呈現(xiàn)不同程度降低,這與王慶華等的研究結(jié)果相似,病原菌通過改變優(yōu)勢微生物的群落多樣性,破壞了內(nèi)生菌原有的生態(tài)平衡位點,為自身創(chuàng)造了更有利的生存環(huán)境[23]。中薯566發(fā)病塊莖擬桿菌門相對豐度比健康塊莖提高了200%,擬桿菌門細菌大多與致病菌相關(guān)[24],中薯566擬桿菌門大量增加可能與致病菌侵染有關(guān)。
屬水平上,不同處理的主要優(yōu)勢菌屬為慢生根瘤菌屬,次優(yōu)勢菌屬因不同品種和有無感病情況表現(xiàn)出豐富的多樣性,其中,中薯566病、健優(yōu)勢菌群種類和相對豐度均比閩薯2號多;閩薯2號發(fā)病塊莖內(nèi)生慢生根瘤菌屬、假單胞菌屬、黃桿菌屬等有益菌群相對豐度不同程度降低,而中薯566相應(yīng)有益微生物明顯提高。這與前人的研究結(jié)果相似,一些促生菌和拮抗菌屬在抗病品種病株中分布較多,可能與抗病品種內(nèi)生菌受到外界病原菌侵染之后,會主動形成防御反應(yīng)有關(guān),通過增加自身群落數(shù)量和多樣性以競爭和拮抗的方式抑制病原菌的生長繁殖[25-28]。閩薯2號發(fā)病塊莖沙雷氏菌屬相對豐度比健康塊莖明顯提高,沙雷氏菌是一類重要的生防菌,能分泌多種抗生性代謝產(chǎn)物,能有效抑制不同植物病原真菌的生長[29],關(guān)于發(fā)病塊莖沙雷氏菌屬豐度提高的具體原因有待進一步研究。
放線菌是一類重要的生防微生物,由于其代謝類型和代謝產(chǎn)物十分豐富,從中分離獲得的鏈霉素、阿維菌素、春雷霉素和井岡霉素等農(nóng)用抗生素在病蟲害防治中占具重要地位[30]。本研究發(fā)現(xiàn),放線菌屬是健康塊莖的重要細菌類群,對馬鈴薯瘡痂病拮抗內(nèi)生菌的挖掘具有一定指導(dǎo)作用。隸屬于伯克霍爾德氏菌目叢毛單胞菌科的Xenophilus細菌是健康和發(fā)病塊莖間重要差異的微生物標識,Xenophilus可能是潛在的新物種,與塊莖發(fā)病的關(guān)系有待進一步研究。
參考文獻:
[1]Wanner L A. A patchwork of Streptomyces species isolated from potato common scab lesions in North America[J]. American Journal of Potato Research,2009,86(4):247-264.
[2]Santos-Cervantes M E,F(xiàn)elix-Gastelum R,Herrera-Rodríguez G,et al. Characterization,pathogenicity and chemical control of Streptomyces acidiscabies associated to potato common scab[J]. American Journal of Potato Research,2017,94(1):14-25.
[3]Barraquio W L,Revilla L,Ladha J K. Isolation of endophytic diazotrophic bacteria from wetland rice[J]. Plant and Soil,1997,194(1):15-24.
[4]Wilson D. Endophyte:the evolution of a term,and clarification of its use and definition[J]. Oikos,1995,73(2):274-276.
[5]陳麗瑩,方榮祥,吳建祥,等. 植物內(nèi)生細菌測定方法的研究進展[J]. 微生物學通報,2022,49(3):1105-1119.
[6]靳 錦,趙 慶,張曉梅,等. 植物內(nèi)生菌活性代謝產(chǎn)物最新研究進展[J]. 微生物學雜志,2018,38(3):103-113.
[7]薛蓮英,楊智宇,李天芳,等. 植物內(nèi)生菌生物學功能及microRNA對植物-內(nèi)生菌互作的影響[J]. 福建農(nóng)業(yè)學報,2022,37(2):267-272.
[8]張芳芳,宋希強,朱國鵬. 不同生境下五唇蘭根部可培養(yǎng)內(nèi)生細菌多樣性研究[J]. 植物科學學報,2016,34(1):135-142.
[9]吳燕燕,徐偉芳,羅 琴,等. Illumina MiSeq高通量測序分析不同品種桑樹內(nèi)生細菌多樣性[J]. 蠶學通訊,2018,38(3):1-10.
[10]Lamb T G,Tonkyn D W,Kluepfel D A. Movement of Pseudomonas aureofaciens from the rhizosphere to aerial plant tissue[J]. Canadian Journal of Microbiology,1996,42(11):1112-1120.
[11]熊大維,金丹鳳,顧斌濤,等. 柑橘黃龍病贛南臍橙內(nèi)生菌種群結(jié)構(gòu)分析[J]. 微生物學通報,2017,44(3):631-638.
[12]張晨智,張 旭,陳抒瑤,等. 健康與發(fā)病香蕉植株內(nèi)生細菌菌群差異[J]. 南京農(nóng)業(yè)大學學報,2019,42(2):284-291.
[13]趙遠征,徐利敏,聶峰杰,等. 不同馬鈴薯品種抗瘡痂病的田間鑒定與評價[J]. 北方農(nóng)業(yè)學報,2020,48(1):81-86.
[14]邢瑩瑩. 黑龍江省部分地區(qū)馬鈴薯瘡痂病病原鑒定及主栽品種的抗性評價[D]. 大慶:黑龍江八一農(nóng)墾大學,2015.
[15]劉曉靜,朱 靜,楚 敏,等. 庫車小白杏采后內(nèi)生細菌群落代謝特征及結(jié)構(gòu)組成的變化[J]. 食品科學,2018,39(22):141-146.
[16]古麗尼沙·沙依木,張志東,楊 波,等. 不同品種蘋果樹內(nèi)生細菌群落多樣性及功能[J]. 微生物學通報,2020,47(2):500-511.
[17]Gong B,Yao X H,Zhang Y Q,et al. A cultured endophyte community is associated with the plant Clerodendrum inerme and antifungal activity[J]. Genetics and Molecular Research,2015,14(2):6084-6093.
[18]向立剛,周 浩,汪漢成,等. 健康與感染青枯病煙株根際土壤與莖稈細菌群落結(jié)構(gòu)與多樣性[J]. 微生物學報,2019,59(10):1984-1999.
[19]彭芳芳,魏召新,李勛蘭,等. 基于高通量測序分析感染菌核病和健康桑果內(nèi)生菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性[J]. 食品科學,2021,42(20):61-68.
[20]李 佳,王中康,謝 攀,等. 長春花內(nèi)生細菌多樣性與柑橘黃龍病菌的相關(guān)性[J]. 微生物學報,2012,52(4):489-497.
[21]許 樂,阮小蕾,李冬麗,等. 對枯萎病不同抗性的香蕉品種的內(nèi)生細菌多樣性及群落結(jié)構(gòu)[J]. 微生物學通報,2012,39(9):1250-1259.
[22]李亮亮,雷 高,李 磊,等. 基于高通量測序分析花生不同器官內(nèi)生細菌群落多樣性[J]. 花生學報,2021,50(2):1-7,20.
[23]王慶華,付學松,田葉韓,等. 致病性鐮孢菌入侵對土壤微生物群落和功能的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學,2021,53(11):56-62.
[24]羅路云,張 卓,金德才,等. 南瓜白粉病不同病情等級下葉際細菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性[J]. 植物病理學報,2017,47(5):688-695. [HJ2mm]
[25]熊憫梓,鈔亞鵬,趙 盼,等. 不同生境馬鈴薯根際土壤細菌多樣性分析[J]. 微生物學報,2020,60(11):2434-2449.
[26]高 萍,李 芳,郭艷娥,等. 叢枝菌根真菌和根瘤菌防控植物真菌病害的研究進展[J]. 草地學報,2017,25(2):236-242.
[27]沈紅玲,梁紅麗,達曉玉,等. 百脈根根瘤內(nèi)根瘤菌與假單胞菌的多樣性分析[J]. 塔里木大學學報,2022,34(1):1-10.
[28]王夢穎,周登博,井 濤,等. 不同品種香蕉內(nèi)生菌分離及廣譜拮抗菌的篩選[J]. 生物技術(shù)通報,2014(8):138-145.
[29]白騰飛,劉月芹. 沙雷氏菌抗生性次級代謝產(chǎn)物合成機制[J]. 微生物學雜志,2017,37(4):115-119.
[30]樊炳君,曹艷茹,趙洪瑩,等. 特殊生境放線菌在植物病害防治中的研究進展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學,2022,50(2):1-4,14.
收稿日期:2022-09-07
基金項目:國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(編號:CARS-09-ES19);廣西自然科學基金(編號:2019GXNSFBA245095);廣西農(nóng)業(yè)科學院科技發(fā)展基金(編號:2021YM06)。
作者簡介:楊 鑫(1987—),女,廣西防城人,碩士,助理研究員,從事馬鈴薯高產(chǎn)栽培技術(shù)研究,E-mail:yangxin122009@163.com;共同第一作者:賴振光(1976—),男,廣西邕寧人,助理研究員,從事馬鈴薯等農(nóng)作物栽培研究,E-mail:519229671@qq.com。
通信作者:李麗淑,博士,副研究員,主要從事馬鈴薯育種和栽培技術(shù)研究。E-mail:shukitty@126.com。