摘要
[目的]探究水分亏缺下马铃薯接种解淀粉芽孢杆菌B9601-Y2对其根部生长代谢、根际细菌结构多样性的影响,为微生物与植物互作及诱导植物对干旱产生耐受性提供理论依据.[方法]以1株解淀粉芽孢杆菌B9601-Y2及对水分亏缺敏感的马铃薯品种滇薯1418为材料,设定4个处理:BD处理,水分亏缺,接菌,土壤相对湿度(45±5)%;BCK处理,正常供水条件,接菌,土壤相对湿度(75±5)%;对照(CK),正常供水条件,未接菌;D处理,水分亏缺,未接菌(空白对照).测定各处理的菌株定殖情况,采用广泛靶向代谢组学技术及基于Illumina NovaSeq测序技术对马铃薯根部代谢物、土壤细菌多样性及相对丰度进行分析.[结果]B9601-Y2菌株能在水分亏缺条件下的马铃薯根部定殖,定殖率为65.71%,微生物处理因素对马铃薯根系活力、根冠比均有极显著影响(P<0.01,下同).根际细菌多样性结果显示,通过分类操作单元(OTU)聚类共获得7538个OTUs,水分亏缺下接菌处理(BD处理)提高了类诺卡氏菌属(Nocardioides)和大理石雕菌属(Marmoricola)的相对丰度.根部差异代谢物主要集中在氨基酸的生物合成途径,其中,氨基酸类差异代谢物受不同水分处理影响的有5种、受不同接菌处理影响的有3种.经微生物组与代谢组联合分析,水分亏缺条件下接菌处理(BD处理)存在酸微菌属(Iamia)与N-甲酰-L-蛋氨酸、L-γ-谷氨酰胺-L-亮氨酸均呈极显著正相关,接菌处理(BCK和BD处理)均存在假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)、大理石雕菌属和类诺卡氏属与L-甲硫氨酸、L-脯氨酸呈极显著正相关.[结论]水分亏缺条件下的马铃薯根部定殖解淀粉芽孢杆菌B9601-Y2,使其根系活力与根冠比增加,改变根际细菌结构及其相对丰度,优势菌属与氨基酸类差异代谢物的密切互作对马铃薯有促生效果,使其对干旱的耐受性提升.
基金项目
国家重点研发计划(2022YFD1601802)
云南省重大科技专项(2022YFD1601802)
Major Science and Technology Project of Yunnan(202102AE090018)
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