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        馬鈴薯瘡痂病不同抗性品種發(fā)病與健康塊莖內(nèi)生細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性

        2023-08-27 07:58:02楊鑫賴振光樊吳靜李麗淑何虎翼唐洲萍
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2023年14期

        楊鑫 賴振光 樊吳靜 李麗淑 何虎翼 唐洲萍

        摘要:采用Illumina Miseq測序技術(shù)對比分析馬鈴薯不同抗性品種發(fā)病與健康塊莖內(nèi)生細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性和優(yōu)勢菌群的差異性。結(jié)果表明,病原菌侵染改變了內(nèi)生細(xì)菌原有的群落結(jié)構(gòu)組成和多樣性特征,與健康塊莖相比,易感病品種閩薯2號發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌Shannon指數(shù)降低,獨(dú)有OTU明顯提高,抗病品種中薯566發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌Shannon指數(shù)略有提高,獨(dú)有OTU數(shù)量降低;不同品種發(fā)病和健康塊莖門、屬水平上的主要優(yōu)勢菌分別為變形菌門(Proteobacteria)、慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium);抗病品種塊莖內(nèi)生細(xì)菌多樣性和有益微生物群落結(jié)構(gòu)比易感病品種更豐富和穩(wěn)定,閩薯2號發(fā)病塊莖內(nèi)慢生根瘤菌屬、假單胞菌屬(Pseudomonas)、黃桿菌屬(Flavobacterium)等有益菌群不同程度降低,而中薯566發(fā)病塊莖有益微生物的相對豐度明顯提高;放線菌屬(Actinobacteria)是健康塊莖的重要細(xì)菌類群,對拮抗內(nèi)生菌的挖掘具有一定的指導(dǎo)意義。

        關(guān)鍵詞:馬鈴薯瘡痂??;品種抗性;內(nèi)生細(xì)菌;群體多樣性;豐富度指數(shù)

        中圖分類號:S435.32文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        文章編號:1002-1302(2023)14-0134-07

        冬作馬鈴薯作為廣西優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),種植歷史悠久,隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略啟動實(shí)施,種植區(qū)域逐步擴(kuò)展,由于帶菌種薯的轉(zhuǎn)移和栽培管理不當(dāng)導(dǎo)致馬鈴薯種植地均有瘡痂病發(fā)生,并呈逐年加重趨勢。馬鈴薯瘡痂病是由瘡痂病鏈霉菌(Streptomyces scabies)引起的一種土傳性和種傳性病害[1],瘡痂病鏈霉菌的腐生性使其能在低溫生存,溫度升高恢復(fù)致病力,使其難以根治[2],它主要危害塊莖表皮,在薯塊上形成凹陷或凸起的瘡痂狀斑塊,嚴(yán)重影響薯塊的外觀品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前主要依賴藥劑防治,雖取得一定成效,但也存在較大弊端,如農(nóng)藥殘留、病原菌抗藥性及植物微生態(tài)環(huán)境失衡等?!耙跃尉钡纳锓乐畏椒ㄒ蚓哂懈咝?、低成本、環(huán)境友好等特點(diǎn),逐漸成為馬鈴薯瘡痂病防治的熱點(diǎn)和趨勢。

        植物內(nèi)生菌是指其生活史中的某一段時(shí)期生活在健康植物各組織器官的細(xì)胞間隙或者細(xì)胞內(nèi)部,不引起宿主植株發(fā)生明顯病害的一類微生物[3-4]。植物內(nèi)生菌長期定殖于植物組織內(nèi)部并與之長期協(xié)同進(jìn)化形成了互利共生的關(guān)系[5],內(nèi)生菌與植物共同組成一個(gè)復(fù)雜微生態(tài)系統(tǒng),使其具有豐富物種多樣性和特殊生物功能,對調(diào)節(jié)宿主體內(nèi)的微生態(tài)平衡以及促進(jìn)宿主植物健康生長發(fā)揮重要作用,是一類具有巨大應(yīng)用潛能的新型生防資源[6-7]。研究發(fā)現(xiàn),植物內(nèi)生菌的分布特征與其定殖宿主植物的種類或品種、部位以及生長的地理環(huán)境等因素緊密相關(guān)[8]。不同抗性品種內(nèi)生菌群落結(jié)構(gòu)組成相似,但多樣性特征存在較大差異,內(nèi)生菌對寄主選擇偏好性可能與寄主自身的生理結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)代謝途徑以及其分泌的次生代謝產(chǎn)物有關(guān)[9-10]。健康和感病植株內(nèi)生菌存在明顯差異,內(nèi)生菌多樣性、豐富度與植株健康水平密切相關(guān),病原菌的入侵降低了植株對外源菌的選擇性[11-12]。

        馬鈴薯不同品種對瘡痂病具有不同的抗性[13-15],這種抗性是否與抗感品種的內(nèi)生細(xì)菌有關(guān),以及抗、感品種是否存在內(nèi)生菌多樣性和種群結(jié)構(gòu)的差異。為了解釋這個(gè)科學(xué)問題,本研究采用Illumina Miseq測序技術(shù)對馬鈴薯抗瘡痂病品種和易感病品種、健康和發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)和多樣性進(jìn)行分析,探討品種抗性與其內(nèi)生細(xì)菌間存在的關(guān)系,旨為馬鈴薯內(nèi)生細(xì)菌微生物信息系統(tǒng)構(gòu)建、瘡痂病拮抗菌的篩選和利用提供數(shù)據(jù)支撐。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        1.1.1 供試材料及病原菌

        供試品種有費(fèi)烏瑞它、紫云1號、云薯304、希森6號、閩薯2號、華薯9號、黔芋8號、中薯早39、中薯566,均為無瘡痂病斑的原種一代,由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所提供;供試病原菌株加利利瘡痂鏈霉菌(Streptomyces galilaeus),由內(nèi)蒙古大學(xué)馬鈴薯工程技術(shù)研究中心提供。

        1.1.2 供試培養(yǎng)基

        OMA培養(yǎng)基:20 g燕麥粉,煮沸20 min后,經(jīng)過3層紗布過濾,18 g瓊脂粉,混合后蒸餾水定容至1 000 mL,pH值調(diào)節(jié)到7.0。

        1.1.3 主要試劑和儀器

        細(xì)菌基因組提取試劑盒,購自O(shè)MEGA公司;AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒,購自AXYGEN公司;QuantiFluorTM-ST藍(lán)色熒光定量系統(tǒng),購自Promega公司;用PacBio構(gòu)建文庫和進(jìn)行測序。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 不同抗性品種篩選

        1.2.1.1 接種體的制備

        供試菌株在燕麥培養(yǎng)基中28 ℃培養(yǎng)14 d,用無菌水沖洗菌株孢子并調(diào)節(jié)孢子懸浮液濃度為106 CFU/mL,采用平板稀釋涂布法確定孢子濃度。

        1.2.1.2 播種與管理

        盆栽試驗(yàn)前先進(jìn)行種薯催芽、薯塊消毒以及土壤滅菌,土壤與基質(zhì)按1 ∶1的比例混合后,在1×105 Pa條件下滅菌30 min;每盆種植1個(gè)薯塊,每個(gè)品種重復(fù)4次,分別于播種、播種后4周灌根接種200 mL菌懸液,對照處理澆入等量清水。播種后30 d,根據(jù)植株的生長情況澆水,之后進(jìn)入控水期,待植株出現(xiàn)缺水癥狀后再澆水以促進(jìn)瘡痂病的發(fā)生。田間試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組排列,試驗(yàn)地點(diǎn)為廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建科研基地,時(shí)間為2021年11月至2022年3月,每個(gè)品種設(shè)3次重復(fù),小區(qū)面積為18 m2,單壟雙行品字形的擺放方式播種,株行距為25 cm×40 cm,種植密度為4 500株/667 m2。

        1.2.1.3 收獲與病情調(diào)查

        90 d后盆栽收獲,將所有直徑大于0.75 cm的塊莖進(jìn)行清洗,晾干后稱質(zhì)量,統(tǒng)計(jì)每個(gè)品種的發(fā)病率、病情指數(shù),以及每個(gè)塊莖的病斑面積及塊莖表面深度最大的病斑深度。根據(jù)邢瑩瑩的病斑分類方法[14]計(jì)算每個(gè)植株中每一塊莖的病斑面積等級(MA)、病斑深度等級(MD)、瘡痂指數(shù)(scab indrx,SI),SI=(MA×MD)/20×100;根據(jù)每個(gè)處理瘡痂指數(shù)的平均值(MSI),將各品種分為5個(gè)等級:高抗,0<MSI≤6;中抗,6<MSI≤15;感病,15<MSI≤22;易感,22<MSI≥30;高感,MSI>30。馬鈴薯成熟期,測定整個(gè)小區(qū)大、小薯質(zhì)量,折算商品薯率和產(chǎn)量。

        1.2.2 高通量分析不同抗性品種內(nèi)生菌的多樣性

        1.2.2.1 樣品表面消毒

        取健康和發(fā)?。ㄆ骄總€(gè)薯塊發(fā)病等級3級)馬鈴薯塊莖,洗凈表皮,每個(gè)品種取3個(gè)大小均勻的薯塊,用1%吐溫20浸泡 1 min,2.5%硫代硫酸鈉浸泡10 min,無菌水沖洗3遍,取出后浸入10%無菌碳酸氫鈉溶液中15 min以破壞表面結(jié)構(gòu),無菌水沖洗5次,最后1遍無菌水洗滌液涂板檢測無菌說明表面消毒有效。用無菌打孔器(d=15 mm)從莖基部插入表面消毒好的薯塊,取出樣品,切成5 mm長小塊,于超凈工作臺內(nèi)自然風(fēng)干,稱取1 g于無菌研缽用液氮研磨成粉末,轉(zhuǎn)至無菌離心管中。

        1.2.2.2 基因組DNA提取及擴(kuò)增測序

        使用DNA提取試劑盒對樣品進(jìn)行總DNA提取,利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測抽提的基因組DNA濃度和純度。利用16S rRNA基因通用引物799F(5′-AACMGGATTAGATACCCKG-3′)和1193R(5′-ACGTCATCCCCACCTTCC-3′)對V5~V6區(qū)域進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR反應(yīng)體系和反應(yīng)條件參考劉曉靜等的方法[15]。使用AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒(AXYGEN公司)切膠回收PCR產(chǎn)物,經(jīng)Tris_HCl洗脫,2%瓊脂糖電泳檢測,將PCR產(chǎn)物用QuantiFluorTM-ST藍(lán)色熒光定量系統(tǒng)進(jìn)行定量檢測。

        1.2.2.3 Illumina PE250文庫構(gòu)建、測序及數(shù)據(jù)處理

        連接“Y”字形接頭-使用磁珠篩選去除接頭自連片段-利用PCR擴(kuò)增進(jìn)行文庫模板的富集-氫氧化鈉變形,產(chǎn)生單鏈DNA片段。文庫構(gòu)建后利用Illumina公司的Miseq PE250進(jìn)行高通量測序。將有效序列按97%的相似性聚類成為操作分類單元(operational taxonomic units,OTU),進(jìn)行生物信息統(tǒng)計(jì)和物種分類學(xué)分析,計(jì)算樣品多樣性和優(yōu)勢物種豐度差異性。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 品種抗性鑒定

        本研究采用大田試驗(yàn)觀察產(chǎn)量性狀,盆栽接菌進(jìn)行抗性鑒定。試驗(yàn)結(jié)果表明,空白對照盆栽未感病,說明基質(zhì)不含有瘡痂病病菌,滅菌徹底。由表1可知,全部材料的平均瘡痂指數(shù)(MSI)在10.00~28.00之間,紫云1號、中薯566、希森6號、云薯304的MSI為10.00~13.33,表現(xiàn)為中抗品種;費(fèi)烏瑞它、黔芋8號、華薯9號、中薯早39的MSI為 15.11~19.24,表現(xiàn)為感病品種;閩薯2號的MSI為28.00,表現(xiàn)為易感品種。通過抗性評價(jià)和產(chǎn)量性狀可知,閩薯2號的瘡痂指數(shù)顯著高于中薯566,在中抗品種中,中薯566的產(chǎn)量表現(xiàn)最好,因此,選擇中抗病品種中薯566和易感病品種閩薯2號開展下一步試驗(yàn)。

        2.2 測序數(shù)據(jù)分析

        以中抗病品種中薯566和易感病品種閩薯2號的健康、發(fā)病塊莖為測序樣品,原始數(shù)據(jù)經(jīng)過優(yōu)化處理后,處理A、B分別得到31 050、40 692條高質(zhì)量序列片段,11 716 232、15 329 918個(gè)堿基,序列平均長度均為377 bp;處理C和處理D分別得到 47 864、43 344條高質(zhì)量序列片段,18 047 225、16 364 743 個(gè)堿基,序列平均長度分別為377、378 bp(表2)。Specaccum物種累積曲線(圖1)反映,隨著樣本量的增加曲線逐步趨向平緩,說明抽樣充分,可滿足樣品間細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的對比分析。

        2.3 OTU聚類分析

        在97%相似度水平上對樣品序列進(jìn)行OTU聚類,處理A鑒定得到細(xì)菌屬8個(gè)門,10個(gè)綱,27個(gè)目,43個(gè)科,84個(gè)屬,107個(gè)種,442個(gè)OTU;處理B鑒定得到細(xì)菌11個(gè)門,17個(gè)綱,41個(gè)目,64個(gè)科,134個(gè)屬,172個(gè)種,493個(gè)OTU;處理C鑒定得到細(xì)菌9個(gè)門,14個(gè)綱,34個(gè)目,56個(gè)科,105個(gè)屬,135個(gè)種,375個(gè)OTU;處理D鑒定得到細(xì)菌9個(gè)門,15個(gè)綱,33個(gè)目,60個(gè)科,125個(gè)屬,163個(gè)種,476個(gè)OTU(表2)。結(jié)果表明,發(fā)病塊莖OTU總量比健康塊莖低,中薯566發(fā)病和健康塊莖OTU總量均比閩薯2號少;與閩薯2號相比,中薯566發(fā)病后塊莖OTU總量明顯降低。

        Venn圖能直觀展示不同樣本中共有和獨(dú)有的OTU(圖2),在屬和OTU水平下,4個(gè)樣本塊莖內(nèi)生細(xì)菌共有337個(gè)OTU,主要屬包括慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium)、中慢生根瘤菌屬(Mesonrhizobium)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、葉桿菌屬(Phyllobacterium)、嗜甲基菌屬(Methylophilus)、沙雷氏菌屬(Serratia)等;處理A和處理B共有440個(gè)OTU,處理A和處理C共有447個(gè)OTU,處理C和處理D共有488個(gè)OTU,處理B和處理D共有530個(gè)OTU。處理A獨(dú)有OTU個(gè)數(shù)為348,主要有變形桿菌屬(Proteobacteria)、香味菌屬(Myroides)、根瘤菌屬(Allorhizobium)、黃桿菌屬(Flavobacterium)、鞘脂桿菌屬(Sphingobacterium),鞘氨醇桿菌屬(Chitinophaga)、根瘤菌屬(Allorhizobium)、新鞘酯菌屬(Novosphingobium)等;處理B獨(dú)有的OTU個(gè)數(shù)為82,主要屬包括伯克氏菌屬(Burkholderia)、鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)、原小單胞菌屬(Promicromonospora)、不黏柄菌屬(Asticcacaulis)、細(xì)鏈孢菌屬(Catenulispora)等;處理C獨(dú)有的OTU個(gè)數(shù)為56,主要屬包括Herminiimonas、黃桿菌屬(Flavobacterium)、根瘤菌屬、擬桿菌屬(Bacteroides)、賴氏菌屬(Leifsonia)等;處理D獨(dú)有的OTU個(gè)數(shù)為68,主要屬包括玫瑰單胞菌屬(Roseomonas)、根瘤菌屬、氣微菌屬(Aeromicrobium)、耐重金屬中慢生根瘤菌(Alsobacter)、類諾卡氏屬(Actinoplanes)等。結(jié)果表明,不同抗性品種健康塊莖共有的OTU數(shù)量比發(fā)病塊莖多;閩薯2號發(fā)病塊莖獨(dú)有OTU數(shù)量比健康塊莖明顯提高,中薯566發(fā)病塊莖獨(dú)有OTU數(shù)量比健康塊莖少。

        2.4 內(nèi)生菌α多樣性分析

        α多樣性可以反映微生物群落的豐度和多樣性。Chao、Richness指數(shù)反映樣品細(xì)菌群落物種的豐富度;Shannon、Simpson指數(shù)代表細(xì)菌群落多樣性;ACE、Evenness指數(shù)表示樣品細(xì)菌群落均勻度。其中,Simpson指數(shù)越大,說明群落多樣性越低,其余指數(shù)值越大,說明相應(yīng)的群落豐富度、多樣性和均勻度越高。

        由表3可知,各處理樣品測序深度均達(dá)到0.99,表明測序結(jié)果合理。處理B和處理D的豐富度指數(shù)Chao、Richness分別比處理A和處理C高,處理A的多樣性指數(shù)Shannon比處理B低,處理C的多樣性指數(shù)Shannon比處理D高。由此可知,不同抗性品種發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌豐富度比健康塊莖降低,閩薯2號發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌多樣性指數(shù)降低,中薯566發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌多樣性比健康塊莖有所提高。

        2.5 內(nèi)生菌群落組成和結(jié)構(gòu)分析

        分別對4組樣品門、綱、目、科、屬水平的群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。由圖3可知,不同樣品內(nèi)生細(xì)菌共鑒定出5個(gè)門類,依次為變形菌門(Proteobacteria,73%~93%)、放線菌門(Actinobacteriota,3%~17%)、 擬桿菌門(Bacteroidota,4%~12%)、厚壁菌門(Firmicutes,1%~2%),其他占1%左右。不同抗性品種內(nèi)生細(xì)菌群落門水平上的組成相似,但豐度占比不同:處理A變形菌門占比最大,為93%,分別比處理B和處理C提高了27.40%和16.25%;放線菌門在處理B中占比最大,為17%,處理A放線菌門相對豐度比處理B降低了82.35%;擬桿菌門在處理C中占比最大,為12%,比處理D提高了200%。

        由圖4可知,屬水平上,可歸類的微生物群落有慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium)、生根根瘤菌屬(Mesorhizobium)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、黃桿菌屬(Flavobacterium)、葉桿菌屬(Phyllobacterium)、金黃桿菌屬(Phyllobacterium)、紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas)、沙雷氏菌屬(Serratia)等30個(gè)菌屬。不同處理主要的優(yōu)勢菌屬均為慢生根瘤菌屬,優(yōu)勢菌屬組成、相對豐度與品種抗性、健康程度不同而有所差異。處理A的優(yōu)勢菌屬主要有慢生根瘤菌屬(17.91%)、沙雷氏菌屬(12.49%)、生根根瘤菌屬(12.27%)、葉桿菌屬(5.40%);處理B主要菌屬有慢生根瘤菌屬(20.04%)、假單胞菌屬(14.25%)、原小單胞菌屬(Promicromonospora,9.42%)、黃桿菌屬(5.95%);處理C主要菌屬有慢生根瘤菌屬(11.77%)、黃桿菌屬(11.16%)、嗜甲基菌屬(Methylophilus,10.77%)、假單胞菌屬(9.70%)、生根根瘤菌屬(8.97%);處理D主要菌屬為慢生根瘤菌屬(36.80%)、生根根瘤菌屬(16.68%)、葉桿菌屬(11.13%)、金黃桿菌屬(Chryseobacterium,4.83%)、紅假單胞菌屬(4.67%)。處理A慢生根瘤菌屬占比比處理B降低2.13%,處理C慢生根瘤菌屬、生根根瘤菌屬占比分別比處理D降低25.03%、7.71%;處理A假單胞菌屬、黃桿菌屬占比分別比處理B降低了12.25%、3.77%,而處理C假單胞菌屬、黃桿菌屬占比分別是處理D的6.9、25.5倍;處理A的沙雷氏菌屬相對豐度比處理B明顯提高。

        2.6 組間內(nèi)生菌優(yōu)勢物種差異分析

        利用LEfSe分析方法進(jìn)行病健馬鈴薯塊莖內(nèi)生菌差異顯著性分析。圖5-A為聚類樹,圖5-B是通過線性判別分析(LDA)分析2個(gè)組別當(dāng)中有顯著作用的微生物類群獲得的LDA分值圖。由 LDA值分布可知,B組物種豐度最高,為物種差異組。放線菌門(Actinobacteriota)、放線菌綱(Actinobacteria)、Thermoleophilia、微球菌目(Micrococcales)、假諾卡式目(Pseudonocardiales)、丙酸桿菌目(Propinibacteriales)、原小單胞菌屬(Promicromonosporaceae)、假諾卡式屬(Pseudonocardiaceae)以及厚壁菌門(Firmicutes)芽孢桿菌綱(Bacilli)芽孢桿菌目(Bacillales)芽孢桿菌屬(Bacillus)均是B組中起重要作用的微生物類群,其中放線菌屬(Actinobacteria)對其影響程度最大。結(jié)合進(jìn)化分支圖(圖5-A)可知,變形菌門(Proteobacteria)、丙型變型菌綱(Gammaproteobacteria)、伯克霍爾德氏菌目(Burkholderiales)、叢毛單胞菌科(Comamonadaceae)、Xenophilus是A組中的差異微生物類群;放線菌門(Actinobacteriota)、放線菌綱(Actinobacteria)、微球菌目(Micrococcales)、微球菌科(Micrococcaceae)是D組中的差異微生物類群。

        3 討論與結(jié)論

        植物內(nèi)生菌廣泛分布在植物體內(nèi),種類繁多,具有豐富的種群生物多樣性,其種類組成及結(jié)構(gòu)變化受到植物自身生長狀況以及外界環(huán)境的影響[16-17]。本研究通過OTU聚類和α多樣性分析可知,病原菌的侵染明顯改變了內(nèi)生細(xì)菌群落結(jié)構(gòu),不同抗性品種發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌OTU數(shù)量、菌群種類和豐富度指數(shù)均比健康塊莖低;易感病品種閩薯2號發(fā)病塊莖獨(dú)有OTU比健康塊莖明顯提高,多樣性指數(shù)降低,其變化規(guī)律與前人的研究結(jié)果[18-19]存在差異,可能是由于病原菌侵染誘導(dǎo)植株產(chǎn)生了大量次級代謝產(chǎn)物,造成馬鈴薯塊莖內(nèi)生細(xì)菌生存條件發(fā)生變化從而某一類型致病菌或者病原菌單一大量定殖,抑制其他種類微生物生長繁殖。而中抗病品種中薯566發(fā)病塊莖獨(dú)有OTU數(shù)量比健康塊莖少,多樣性指數(shù)變化幅度小。這與李佳等的研究結(jié)果相似,抗病品種中豐富的內(nèi)生細(xì)菌以及病原菌侵染后仍可以維持較穩(wěn)定的內(nèi)生細(xì)菌多樣性,從而加強(qiáng)了抗性品種對致病菌的抗性,并對植株起到一定的保護(hù)作用[20-21]。

        不同抗性品種內(nèi)生細(xì)菌優(yōu)勢菌門為變形菌門,變形菌門是在植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的最廣泛的一個(gè)細(xì)菌菌門,其物種和遺傳多樣性極為豐富,廣泛用于植物病蟲害防治和生物固氮等方面[22]。病原菌侵染后,不同抗性品種發(fā)病塊莖放線菌門相對豐度均比健康塊莖呈現(xiàn)不同程度降低,這與王慶華等的研究結(jié)果相似,病原菌通過改變優(yōu)勢微生物的群落多樣性,破壞了內(nèi)生菌原有的生態(tài)平衡位點(diǎn),為自身創(chuàng)造了更有利的生存環(huán)境[23]。中薯566發(fā)病塊莖擬桿菌門相對豐度比健康塊莖提高了200%,擬桿菌門細(xì)菌大多與致病菌相關(guān)[24],中薯566擬桿菌門大量增加可能與致病菌侵染有關(guān)。

        屬水平上,不同處理的主要優(yōu)勢菌屬為慢生根瘤菌屬,次優(yōu)勢菌屬因不同品種和有無感病情況表現(xiàn)出豐富的多樣性,其中,中薯566病、健優(yōu)勢菌群種類和相對豐度均比閩薯2號多;閩薯2號發(fā)病塊莖內(nèi)生慢生根瘤菌屬、假單胞菌屬、黃桿菌屬等有益菌群相對豐度不同程度降低,而中薯566相應(yīng)有益微生物明顯提高。這與前人的研究結(jié)果相似,一些促生菌和拮抗菌屬在抗病品種病株中分布較多,可能與抗病品種內(nèi)生菌受到外界病原菌侵染之后,會主動形成防御反應(yīng)有關(guān),通過增加自身群落數(shù)量和多樣性以競爭和拮抗的方式抑制病原菌的生長繁殖[25-28]。閩薯2號發(fā)病塊莖沙雷氏菌屬相對豐度比健康塊莖明顯提高,沙雷氏菌是一類重要的生防菌,能分泌多種抗生性代謝產(chǎn)物,能有效抑制不同植物病原真菌的生長[29],關(guān)于發(fā)病塊莖沙雷氏菌屬豐度提高的具體原因有待進(jìn)一步研究。

        放線菌是一類重要的生防微生物,由于其代謝類型和代謝產(chǎn)物十分豐富,從中分離獲得的鏈霉素、阿維菌素、春雷霉素和井岡霉素等農(nóng)用抗生素在病蟲害防治中占具重要地位[30]。本研究發(fā)現(xiàn),放線菌屬是健康塊莖的重要細(xì)菌類群,對馬鈴薯瘡痂病拮抗內(nèi)生菌的挖掘具有一定指導(dǎo)作用。隸屬于伯克霍爾德氏菌目叢毛單胞菌科的Xenophilus細(xì)菌是健康和發(fā)病塊莖間重要差異的微生物標(biāo)識,Xenophilus可能是潛在的新物種,與塊莖發(fā)病的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。

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        收稿日期:2022-09-07

        基金項(xiàng)目:國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(編號:CARS-09-ES19);廣西自然科學(xué)基金(編號:2019GXNSFBA245095);廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金(編號:2021YM06)。

        作者簡介:楊 鑫(1987—),女,廣西防城人,碩士,助理研究員,從事馬鈴薯高產(chǎn)栽培技術(shù)研究,E-mail:yangxin122009@163.com;共同第一作者:賴振光(1976—),男,廣西邕寧人,助理研究員,從事馬鈴薯等農(nóng)作物栽培研究,E-mail:519229671@qq.com。

        通信作者:李麗淑,博士,副研究員,主要從事馬鈴薯育種和栽培技術(shù)研究。E-mail:shukitty@126.com。

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