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根际细菌群落结构对黄瓜幼苗干旱胁迫的响应

2023-11-24分类号:S642.2

【作者】王灿   赵文麟   张新梅   许彬   罗文   解志强   张应华   许俊强
【部门】云南农业大学云南省滇台特色农业产业化工程研究中心  文山州农业科学院  云南农业大学云南省蔬菜生物学重点实验室  
【摘要】【目的】为了解根际细菌群落结构和功能对黄瓜幼苗干旱胁迫的响应。【方法】采用盆栽控水法设置干旱处理D和正常处理N,利用Illumina NovaSeq测序技术测定黄瓜幼苗根际细菌群落结构和多样性。【结果】处理N的叶绿素和可溶性糖含量分别是2.440 mg/g和10.380 mg/g,显著高于处理D的1.547 mg/g和8.356 mg/g;脯氨酸和丙二醛含量为处理D(51.807 μg/g和54.848 nmol/g)显著高于处理N(32.628 μg/g和29.005 nmol/g);处理N的根系活力为32.670 μg/(g·h),显著高于处理D的20.714 μg/(g·h);处理N的SOD含量为324.826 U/g,显著低于处理D的578.363 U/g;黄瓜幼苗根际细菌群落中,门分类水平下丰度前5位的是变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、酸杆菌门(Acidobacteria)及放线菌门(Actinobacteriota);α多样性指数(chao1、shannon、simpson)中各处理间无显著差异,但PCoA分析显示两处理间细菌群落结构差异显著;处理N与处理D相比,芽单胞菌显著升高,而拟杆菌和厚壁菌则显著下降;LEfSe结果显示处理D显富集以拟杆菌门和厚壁菌门为主的Muribaculaceae、梭菌纲(Clostridia)、芽孢杆菌纲(Bacilli)等有益细菌;根际细菌群落功能分析发现,处理D显著增加RNA加工和修饰、染色质结构和动力学、转录、氨基酸运输和代谢、碳水化合物的运输和代谢等相关功能的丰度,并上调与硫胺素等次级代谢物相关的合成途径及以糖类、氨基酸为主的降解代谢途径。【结论】干旱胁迫对黄瓜幼苗根际细菌群落结构有显著影响,促进根际土壤中以拟杆菌和厚壁菌为主的有益微生物显著富集,并对其细菌群落生命活动产生诱导和促进作用,使与硫胺素等次级代谢物相关的合成途径和以糖类、氨基酸为主的降解代谢途径丰度显著上调。期望为挖掘在干旱胁迫下对黄瓜秧苗生长可能有正向作用的土壤有益菌互作机制研究提供新思路。
【关键词】黄瓜  幼苗  干旱胁迫  根际细菌  群落结构
【基金】云南省基础研究计划(202301AT070502);; 云南省重大科技计划项目(202102AE09005);; 云南省农业联合专项(202101BD070001-115);; 云南省科技人才和平台计划(202205AF150017、202205AF150021)
【所属期刊栏目】西南农业学报
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