水稻内生菌及其根系土壤微生物群落多样性的研究

论文摘要

1.水稻品种内生细菌群落结构多样性以分离培养方法对野生稻、常规稻及杂交水稻内生细菌的多样性进行了初步研究。结果表明野生、常规及杂交水稻植株内存在大量的内生细菌,共分离到29株内生细菌,29种分离物进行Sherlock MIS微生物全自动鉴定,相似度系数大于0.5的有27个细菌,隶属于11个种, 5个属,分别为芽孢杆菌属（Bacillus）、假单胞菌属（Pseudomonas）、寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）、金杆菌属（Microbacterium）、不动杆菌属（Acinetobacter）。其中优势属为芽孢杆菌属（Bacillus）,对以内生细菌为样本,以品种为变量进行主成分分析可以得到内生细菌可以聚为三类,与品种有关。以汕优63不同部位为材料,并采用0-1聚类分析得到:内生细菌分布与部位有关。2.水稻品种内生细菌与根系土壤细菌的相关性以航1号,航2号,Ⅱ优航1号,Ⅱ优航2号,汕优63为材料分析内生细菌和根系土壤细菌群落结构。结果显示:内生细菌有13种,根系土壤细菌10种,总共18种,群落多样性指数分析得到,内生细菌群落多样性高于根系土壤细菌;对内生细菌和根系土壤细菌群落结构典型相关分析得到,相关系数有4个,当R=0.9447时,两者呈最高相关;内生细菌和根系土壤细菌与水稻的生物学特性相关分析得到:两者都与穗粒数,结实率,千粒重,理论亩产存在极显著正相关,而与水稻有效穗呈负相关。3.水稻内生菌群落总体脂肪酸多样性通过磷脂脂肪酸（PLFAs）改良法并分析水稻内生菌PLFA多样性发现:水稻内生菌PLFA丰富,共检测到27种内生菌脂肪酸,其中8种为完全分布,19种为不完全分布。内生菌脂肪酸具有特异性,聚类分析得到内生菌脂肪酸可以聚为两大类,非线性映射分析得到,内生菌脂肪酸在不同品种分布有特征性。4.水稻根系微生物群落总体脂肪酸多样性采用脂肪酸生物标记（PLFAs）法,分析4个Ⅱ优为母本的水稻品种和3个优制5为父本的水稻品种在同等栽培条件下根系土壤微生物群落结构,从而探讨其与水稻品种特性的内在联系,为水稻育种和品种改良提供科学依据。试验结果表明:水稻根系土壤脂肪酸生物标记丰富,共检测到PLFAs 38条,其中完全分布的生物标记有23条,不完全分布的有15条;水稻根系土壤中细菌的PLFAs含量>真菌>放线菌。不同品种,其根系微生物脂肪酸生物标记组成结构存在差异:对根系土壤特征脂肪酸生物标记16:0（细菌）、18:1ω9с（真菌）、10Me l7:0（放线菌）、10Me 16:0（硫酸盐还原细菌）和16:1ω5с（甲烷氧化菌）比较可知,优制5为父本的品种含量高,最高的为金生优制5,Ⅱ优为母本的低,含量最低的为Ⅱ优797。对PLFAs总量和水稻生育特征进行Pearson相关分析结果表明:PLFAs与植株有效穗和产量呈正相关,但与株高呈负相关。对水稻根系土壤脂肪酸生物量总量进行聚类分析发现:Ⅱ优为母本的品种聚为一类,优制5为父本的聚为一类,表现出水稻遗传特性在其根系微生物脂肪酸生物标记（PLFAs）上的差异性。本研究结果表明:水稻根系土壤微生物群落PLFAs结构丰富,根系土壤微生物群落PLFAs结构与品种生育特性有相关性,同时受水稻遗传亲缘关系远近的影响。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1 水稻内生菌的研究进展
• 1.1 植物内生菌的定义
• 1.2 水稻中的内生细菌
• 1.2.1 水稻内生细菌的起源
• 1.2.2 水稻内生细菌多样性
• 1.2.3 水稻内生细菌的功能
• 2 植物内生细菌和根系土壤微生物与植物的相互关系
• 2.1 植物内生细菌和根系土壤微生物对寄主的促生作用
• 2.2 植物内生细菌和根系土微生物对寄主植物病原微生物的拮抗作用
• 2.3 植物内生细菌和根系土壤微生物的代谢产物对植株生长的影响
• 3 微生物群落结构研究方法
• 3.1 微生物群落结构常见的研究方法
• 3.2 以磷脂脂肪酸（PLFA）为代表的生物标记法
• 3.2.1 脂肪酸生物标记在微生物鉴定中的应用
• 3.2.2 脂肪酸生物标记在微生物多样性研究中的应用
• 4 本研究的总体思路、主要内容及创新点
• 4.1 本研究的总体思路
• 4.2 主要内容
• 4.3 创新点
• 第二章 水稻品种内生细菌群落结构多样性
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 供试水稻品种
• 2.1.2 培养基及其试剂
• 2.1.3 仪器及分析软件
• 2.2 方法
• 2.2.1 水稻的采集
• 2.2.2 内生细菌分离与培养
• 2.2.3 水稻内生细菌种类鉴定（Sherlock MIS）
• 2.3 数理统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 水稻内生细菌种类鉴定
• 3.2 水稻内生细菌群落结构分析
• 3.3 不同部位水稻内生细菌“0-1”聚类分析
• 3.4 水稻内生细菌主成分分析
• 4 讨论
• 第三章 水稻内生细菌与根系土壤细菌的相关性
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 水稻品种
• 2.1.2 培养基与试剂
• 2.1.3 仪器与分析软件
• 2.2 方法
• 2.2.1 水稻的采集
• 2.2.2 水稻内生细菌和根系土壤细菌分离与培养
• 2.2.3 水稻内生细菌和根系土壤细菌种类鉴定
• 2.2.4 水稻生物学特性调查
• 2.3 数理统计方法
• 3 结果与分析
• 3.1 水稻根系土壤细菌和内生细菌的种类鉴定
• 3.1.1 内生细菌的鉴定
• 3.1.2 根系土壤细菌的鉴定
• 3.2 水稻内生细菌与根系土壤细菌群落结构多样性指数比较
• 3.3 水稻内生细菌与根系土壤细菌群落结构典型相关分析
• 3.4 水稻根系细菌总量和内生细菌总量与水稻生物学特征的相关分析
• 4 讨论
• 第四章 水稻内生菌群落脂肪酸生物标记的多样性
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 水稻材料
• 2.1.2 试剂
• 2.1.3 仪器与分析软件
• 2.2 方法
• 2.2.1 水稻品种采集
• 2.2.2 水稻内生菌脂肪酸生物标记提取方法
• 2.2.3 水稻内生细菌脂肪酸生物标记检测
• 2.3 数理统计方法
• 3 结果与分析
• 3.1 水稻内生菌脂肪酸生物标记群落结构分析
• 3.2 水稻内生菌脂肪酸生物标记聚类分析
• 3.3 不同品种水稻内生菌脂肪酸种类和含量比较
• 3.4 水稻内生菌脂肪酸生物标记非线性映射分析
• 4 讨论
• 第五章 水稻不同品种根系土壤微生物PLFA 的多态性
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 试剂
• 2.1.3 仪器与分析软件
• 2.2 方法
• 2.2.1 水稻品种采集
• 2.2.2 田间试验设计和性状调查
• 2.2.3 根系土壤取样方法
• 2.2.4 土壤脂肪酸生物标记（PLFAs）分析方法
• 2.3 数理统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 水稻根系土壤微生物群落脂肪酸生物标记的群落结构分析
• 3.2 水稻根系土壤微生物脂肪酸生物标记的分布特性
• 3.3 不同水稻品种根系土壤微生物脂肪酸生物标记种类和总量的比较
• 3.4 不同水稻品种根系土壤特征微生物脂肪酸生物标记含量的比较
• 3.5 不同水稻品种根系土壤硫酸盐还原细菌和甲烷氧化菌含量的比较
• 3.6 不同品种水稻根系土壤微生物脂肪酸生物量总量与水稻品种特性相关性分析
• 3.7 基于脂肪酸生物标记的不同水稻品种聚类分析
• 4 讨论
• 第六章 小结和展望
• 1、小结
• 2、展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 试验报告