荒漠地區(qū)錦雞兒屬植物聯(lián)合細菌空間分布特征及其促生特性研究.pdf

1、植物聯(lián)合細菌是植物微生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，其在提高植物抗逆性、改善土壤肥力、促進植物生長等方面都發(fā)揮著重要作用。本研究選擇我國西北典型荒漠區(qū)內(nèi)常見的錦雞兒屬植物為研究對象，利用經(jīng)典的分離培養(yǎng)和高通量測序技術，從多層次系統(tǒng)的分析了錦雞兒屬植物聯(lián)合細菌在不同荒漠化地區(qū)、不同種錦雞兒之間、不同微生境（根際、葉際和內(nèi)生域）中的菌群結(jié)構、遺傳多樣性和促生特性。其主要研究結(jié)果如下：
　　1.闡釋了不同微生境下錦雞兒屬植物聯(lián)合細菌的空間分布

2、特征。
　　利用高通量測序技術，從6種錦雞兒的根際土壤和葉際樣品中共獲得453,536條有效序列，14288個OTU。其中，葉際細菌的OTU和有效序列數(shù)目都低于根際。在門的水平上，錦雞兒屬植物的根際和葉際細菌的主要組成（相對豐度大于5％）為變形菌門(Proteobacteria)、藍藻門(Cyanobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidet

3、es)、綠彎菌門(Chloroflexi)和芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)，但是這些細菌類群在根際和葉際所占比例不同，其中Proteobacteria在根際土壤中最豐富，而Cyanobacteria則在葉際最豐富。
　　利用分離培養(yǎng)技術，從6種錦雞兒屬植物內(nèi)生域（根和葉）中共分離出116株內(nèi)生細菌（根74株，葉42株），菌群濃度在1.0×102-1.85×106cfu·g-1鮮重。它們分屬于厚壁菌門(Firmicu

4、tes)、Proteobacteria和Actinobacteria，根中Proteobacteria占優(yōu)勢，而葉中則Firmicutes占優(yōu)勢，并且根內(nèi)生細菌的種類和數(shù)量均高于葉內(nèi)生細菌。
　　根據(jù)NMDS分析表明，微生境不同（根際、葉際）是影響錦雞兒屬植物體表細菌菌群結(jié)構差異的主要因素。
　　2.闡釋了不同種錦雞兒之間聯(lián)合細菌的空間分布特征。
　　高通量測序結(jié)果顯示，6種錦雞兒植物根際土壤樣品之間細菌的豐富度和多樣

5、性差異不大；葉際樣品之間細菌多樣性差異也不大，但是在豐度上差異明顯。其中Cyanobacteria在檸條錦雞兒葉際豐度高達70%，而在荒漠錦雞兒葉際豐度則低于5%；Bacteroidetes在荒漠錦雞兒和藏錦雞兒葉際分布的豐度要高于其它4種錦雞兒；Actinobacteria和Bacteroidetes則在檸條錦雞兒葉際的豐度最低。
　　6種錦雞兒之間內(nèi)生細菌菌群結(jié)構有明顯差異。短葉錦雞兒內(nèi)生細菌多樣性＞樹錦雞兒＞荒漠錦雞兒＞檸條

6、錦雞兒和藏錦雞兒＞小葉錦雞兒。其中Bacillus是6種錦雞兒內(nèi)生細菌的優(yōu)勢菌群，在所有錦雞兒樣品中均有分布。
　　3.闡釋了不同荒漠區(qū)小葉錦雞兒內(nèi)生細菌空間分布特征。
　　從5個荒漠地區(qū)小葉錦雞兒根中共分離出51株內(nèi)生細菌，菌群濃度在3.03×104-5.53×106cfu·g-1鮮重。它們分屬于4個大的門類18個屬，其中Firmicutes為優(yōu)勢菌群，占72.5%。5個地區(qū)小葉錦雞兒根內(nèi)生細菌菌群結(jié)構有很大差異：半濕潤地

7、區(qū)(ZGT)小葉錦雞兒根內(nèi)生細菌多樣性要高于干旱地區(qū)(MQ)和半干旱地區(qū)(YC、NM、WNT)。
　　4.探明了6種錦雞兒根際土壤理化特性及其與細菌分布的關系。
　　對錦雞兒屬植物根際、非根際土壤理化性質(zhì)研究表明，根際土壤中全氮、全磷和有機質(zhì)的含量均比非根際土壤高。RDA分析表明根際細菌的分布受土壤TP含量和土壤粒度影響較大，受土壤pH、全氮、有機質(zhì)和電導率影響較小。
　　5.闡明了錦雞兒屬植物內(nèi)生細菌的促生特性。

8、r>　　錦雞兒屬植物內(nèi)生細菌具有溶解無機磷、分泌IAA、產(chǎn)鐵載體、ACC脫氨酶、固氮等功能。固氮和產(chǎn)ACC脫氨酶菌株所占比例最高，分別為82.03%和64.07%。其中還有一些菌株可合成acdS和nifH基因。這些具有植物促生特性的菌株分屬于芽孢桿菌屬、類芽孢桿菌屬、短桿菌屬、貪食菌屬和葉桿菌屬等，可作為良好的接種菌劑。
　　綜上所述，錦雞兒屬植物聯(lián)合細菌在荒漠化地區(qū)具有豐富的遺傳多樣性和功能多樣性。該研究結(jié)果為進一步揭示植物聯(lián)合