温室中患白粉病与健康草莓植株根际原核生物群落的比较研究
发布时间：2021-03-23 11:27
【目的】比较温室大棚中患白粉病的草莓（DRZ）与健康草莓（HRZ）植株根际土壤原核生物（细菌和古菌）群落的多样性与结构差异。【方法】基于土壤原核生物16S rRNA基因V3～V4变异区通用引物序列,应用高通量测序技术进行比较分析。【结果】在97%的相似水平下2个样本共获得OTU个数为2631,涵盖了2域2界39门82纲161目326科600属的原核生物;与健康样本相比,患病土壤原核生物的OTU数目及多样性指数均较低;在门分类水平上,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和拟杆菌门均为2个样本的优势菌群,两者群落种类大致相同,但群落相对丰度均发生显著变化（P<0.01）,同时首次发现了患病植株根际土壤中古菌的门类相对丰度显著高于健康植株;在属分类水平上,分析了2个样本中相对丰度Top 50的菌群,表明原核生物群落结构和相对丰度均发生了显著变化（P<0.01）,其中假单胞菌属、链霉菌属和"norank类群"可能是潜在的拮抗菌类群,沃尔巴克氏体属和立克次体属可能是寄生于温室草莓白粉病传播媒介中的类群。【结论】阐明了温室中患白粉病草莓与健康草莓根际原核生物的多样性变化,并解释了病害发生和传播...
【文章来源】：西南农业学报. 2020,33(01)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
原核生物门分类水平的群落比较
在属分类水平上,健康样本(HRZ)的优势菌属为norank类群、Acidibacter、Devosia、Pseudolabrys、木洞菌属、假单胞菌属等,而患病样本(BRZ)的优势菌属为norank类群、沃尔巴克氏体属、木洞菌属、链霉菌属、Acidibacter、Devosia等,2个样本在属分类水平上的细菌群落组成和结构发生了明显变化,同时还检测到患病样本中的古菌在属分类水平上的群落丰度显著低于健康样本。因此,草莓根际土壤细菌类群和古菌类群多样性降低、群落结构改变是草莓白粉病发生的病因之一。国内外研究表明,假单胞菌属的细菌具有拮抗、固氮、溶磷和产IAA等丰富多样的促生和抗菌功能,在农业生产中得到广泛应用[5, 7]。武哲等[21]从土样中分离得到放线菌菌株1706,通过分子鉴定该菌株为利尻链霉菌Streptomyces rishiriensis,利用其发酵滤液对草莓白粉病防效达81.25 %,是防治草莓白粉病的潜在生防菌株。实验中假单胞菌属在健康样本(HRZ)中占2.5 %,而在患病样本(BRZ)中占0.66 %,健康植株根际土壤含量显著高于患病植株样本(P<0.01)。因此,根据纯培养的方法,可以从健康样本中选择性培养假单胞菌属细菌,从中筛选防治草莓白粉病的拮抗菌,为生防菌的筛选提供一条捷径。链霉菌属在健康样本中含量显著低于患病样本(P<0.01),说明有更多的链霉菌属参与了草莓白粉病的防御工作,作为具有防治草莓白粉病的潜在生防菌属,将为生物防治提供有效的生防材料。此外,还有古菌类群被检测出来,虽然含量较少,但在2个样本中的含量却具有显著差异,因此,在解释和阐述草莓白粉病发生和生防机制时可以考虑其作用。
所有样品的Coverage指数均高于98 %,表明本研究中所有样品的测序结果能真实全面的反映草莓根际土壤中原核生物的多样性。患病草莓根际土壤微生物的Chao1指数和Ace指数分别为2074.2196和2111.9406,而健康草莓根际土壤微生物两者分别为2248.1385和2244.6361,患病样品的两者较健康样品分别减少了8.38 %和6.28 %,说明健康草莓的根际微生物群落丰富度较高;患病草莓根际微生物的Shannon指数和Simpson指数分别为5.6544和0.0143,而健康草莓根际微生物的两者平均值分别为5.7529和0.0106,患病样品的Shannon指数较健康样品减少了1.74 %,而Simpson指数增加了25.87 %。总体显示,所有的微生物群落丰富度和多样性指标均为患病样品(DRZ)小于健康样品(HRZ),说明健康草莓的根际微生物群落多样性高于患病样品。表2 草莓根际土壤微生物群落丰富度和多样性Table 2 OTUs’ abundance and diversity of rhizosphere microorganism of strawberries 样品编号Sample ID Shannon 指数Shannon index Simpson指数Simpson index Ace指数Ace index Chao1指数Chao1 index Coverage指数Coverage index DRZ 5.6544 0.0143 2111.9406 2074.2196 0.9901 HRZ 5.7529 0.0106 2244.6361 2248.1385 0.9890
【参考文献】：
期刊论文
[1]草莓白粉病病原菌及分子防御机制的研究进展[J]. 杨俊誉,魏世杰,苏代发,陈杉艳,罗志伟,沈雪梅,赖泳红,Arslan Jamil,童江云,崔晓龙. 云南大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]赤红壤条件下宿根甘蔗根际可培养细菌的多样性研究[J]. 农泽梅,史国英,曾泉,叶雪莲,秦华东,胡春锦. 西南农业学报. 2019(05)
[3]连作栽培对露地草莓根际土壤真菌群落结构的影响[J]. 李星月,肖连康,李其勇,曹坳程,洪杰,朱从桦,符慧娟,张鸿. 西南农业学报. 2018(12)
[4]基于高通量测序分析大花杓兰根际土壤细菌多样性[J]. 张剑,侯晓强,付亚娟. 西南农业学报. 2017(04)
[5]基于高通量测序患炭疽病草莓根际与健康草莓根际细菌群落的比较研究[J]. 肖蓉,曹秋芬,聂园军,张春芬,邓舒,孙海峰,李倩. 中国农学通报. 2017(11)
[6]不同连作年限草莓根际细菌和真菌多样性变化[J]. 赵帆,赵密珍,王钰,庞夫花. 微生物学通报. 2017(06)
[7]放线菌菌株1706的鉴定及其对草莓白粉病的防治效果[J]. 武哲,张俊,孙蕾,刘彦彦,葛蓓孛,张克诚. 中国生物防治学报. 2013(03)
[8]昆虫共生细菌Rickettsia的研究进展[J]. 潘慧鹏,张友军. 昆虫学报. 2012(09)
[9]Wolbachia与昆虫寄主关系研究进展[J]. 王哲,乔格侠. 应用昆虫学报. 2011(06)
[10]草莓白粉病研究进展[J]. 刘博,傅俊范. 河南农业科学. 2007(02)
博士论文
[1]Wolbachia诱导昆虫宿主细胞质不亲和的分子机理研究[D]. 郑雅.华中师范大学 2012
本文编号：3095709
【文章来源】：西南农业学报. 2020,33(01)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
原核生物门分类水平的群落比较
在属分类水平上,健康样本(HRZ)的优势菌属为norank类群、Acidibacter、Devosia、Pseudolabrys、木洞菌属、假单胞菌属等,而患病样本(BRZ)的优势菌属为norank类群、沃尔巴克氏体属、木洞菌属、链霉菌属、Acidibacter、Devosia等,2个样本在属分类水平上的细菌群落组成和结构发生了明显变化,同时还检测到患病样本中的古菌在属分类水平上的群落丰度显著低于健康样本。因此,草莓根际土壤细菌类群和古菌类群多样性降低、群落结构改变是草莓白粉病发生的病因之一。国内外研究表明,假单胞菌属的细菌具有拮抗、固氮、溶磷和产IAA等丰富多样的促生和抗菌功能,在农业生产中得到广泛应用[5, 7]。武哲等[21]从土样中分离得到放线菌菌株1706,通过分子鉴定该菌株为利尻链霉菌Streptomyces rishiriensis,利用其发酵滤液对草莓白粉病防效达81.25 %,是防治草莓白粉病的潜在生防菌株。实验中假单胞菌属在健康样本(HRZ)中占2.5 %,而在患病样本(BRZ)中占0.66 %,健康植株根际土壤含量显著高于患病植株样本(P<0.01)。因此,根据纯培养的方法,可以从健康样本中选择性培养假单胞菌属细菌,从中筛选防治草莓白粉病的拮抗菌,为生防菌的筛选提供一条捷径。链霉菌属在健康样本中含量显著低于患病样本(P<0.01),说明有更多的链霉菌属参与了草莓白粉病的防御工作,作为具有防治草莓白粉病的潜在生防菌属,将为生物防治提供有效的生防材料。此外,还有古菌类群被检测出来,虽然含量较少,但在2个样本中的含量却具有显著差异,因此,在解释和阐述草莓白粉病发生和生防机制时可以考虑其作用。
所有样品的Coverage指数均高于98 %,表明本研究中所有样品的测序结果能真实全面的反映草莓根际土壤中原核生物的多样性。患病草莓根际土壤微生物的Chao1指数和Ace指数分别为2074.2196和2111.9406,而健康草莓根际土壤微生物两者分别为2248.1385和2244.6361,患病样品的两者较健康样品分别减少了8.38 %和6.28 %,说明健康草莓的根际微生物群落丰富度较高;患病草莓根际微生物的Shannon指数和Simpson指数分别为5.6544和0.0143,而健康草莓根际微生物的两者平均值分别为5.7529和0.0106,患病样品的Shannon指数较健康样品减少了1.74 %,而Simpson指数增加了25.87 %。总体显示,所有的微生物群落丰富度和多样性指标均为患病样品(DRZ)小于健康样品(HRZ),说明健康草莓的根际微生物群落多样性高于患病样品。表2 草莓根际土壤微生物群落丰富度和多样性Table 2 OTUs’ abundance and diversity of rhizosphere microorganism of strawberries 样品编号Sample ID Shannon 指数Shannon index Simpson指数Simpson index Ace指数Ace index Chao1指数Chao1 index Coverage指数Coverage index DRZ 5.6544 0.0143 2111.9406 2074.2196 0.9901 HRZ 5.7529 0.0106 2244.6361 2248.1385 0.9890
【参考文献】：
期刊论文
[1]草莓白粉病病原菌及分子防御机制的研究进展[J]. 杨俊誉,魏世杰,苏代发,陈杉艳,罗志伟,沈雪梅,赖泳红,Arslan Jamil,童江云,崔晓龙. 云南大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]赤红壤条件下宿根甘蔗根际可培养细菌的多样性研究[J]. 农泽梅,史国英,曾泉,叶雪莲,秦华东,胡春锦. 西南农业学报. 2019(05)
[3]连作栽培对露地草莓根际土壤真菌群落结构的影响[J]. 李星月,肖连康,李其勇,曹坳程,洪杰,朱从桦,符慧娟,张鸿. 西南农业学报. 2018(12)
[4]基于高通量测序分析大花杓兰根际土壤细菌多样性[J]. 张剑,侯晓强,付亚娟. 西南农业学报. 2017(04)
[5]基于高通量测序患炭疽病草莓根际与健康草莓根际细菌群落的比较研究[J]. 肖蓉,曹秋芬,聂园军,张春芬,邓舒,孙海峰,李倩. 中国农学通报. 2017(11)
[6]不同连作年限草莓根际细菌和真菌多样性变化[J]. 赵帆,赵密珍,王钰,庞夫花. 微生物学通报. 2017(06)
[7]放线菌菌株1706的鉴定及其对草莓白粉病的防治效果[J]. 武哲,张俊,孙蕾,刘彦彦,葛蓓孛,张克诚. 中国生物防治学报. 2013(03)
[8]昆虫共生细菌Rickettsia的研究进展[J]. 潘慧鹏,张友军. 昆虫学报. 2012(09)
[9]Wolbachia与昆虫寄主关系研究进展[J]. 王哲,乔格侠. 应用昆虫学报. 2011(06)
[10]草莓白粉病研究进展[J]. 刘博,傅俊范. 河南农业科学. 2007(02)
博士论文
[1]Wolbachia诱导昆虫宿主细胞质不亲和的分子机理研究[D]. 郑雅.华中师范大学 2012
本文编号：3095709
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