抗病和感病香蕉品种根系内生细菌群落结构与多样性

摘要

【目的】分析抗病和感病香蕉品种根系内生细菌群落结构与多样性,探究香蕉抗枯萎病能力与香蕉根系微生物组的关联,为发掘利用香蕉枯萎病土著生防微生物组提供理论依据。【方法】以香蕉枯萎病感病品种威廉斯B6和抗病品种中蕉9号为材料,在枯萎病发病初期(营养生长旺盛期)和发病严重期(孕蕾期)采集香蕉根系,采样前均调查香蕉发病情况;分别提取抗病和感病香蕉植株根系DNA,利用高通量测序技术对香蕉根系内生细菌16S rRNA基因V3~V4区进行测序分析,通过Fastp和Flash软件对原始测序序列进行质控、拼接,利用RDP classifier和Silva数据库对序列进行比对、注释,采用Excel 2010对数据进行整理统计,运用DPS 7.0进行差异显著性分析。【结果】随着香蕉的生长发育和枯萎病的越发严重,抗病品种中蕉9号在生长过程中相对感病品种威廉斯B6表现出极显著(P0.05)。2个品种根系细菌群落在发病初期和严重期的优势菌门无差异,但相对丰度随着香蕉的生长发生显著变化(P<0.05,下同)。在发病初期,感病和抗病香蕉植株根系细菌群落中主要优势菌属较单一;发病严重期细菌群落组成较丰富,其中抗病品种中有益微生物链霉菌属(Streptomyces)、拟无枝菌酸菌属(Amycolatopsis)和短杆菌属(Brevibacterium)的相对丰度显著增加,分析发现短杆菌属只在抗病品种香蕉根系中特异富集。NMDS和PCoA分析表明,感病与抗病香蕉植株根系细菌群落结构在发病初期大致相同,到发病严重期时2个品种间内生细菌群落结构具有显著差异。【结论】感病与抗病香蕉植株根系内生细菌群落结构随着生长发育和发病进程而变化,优势菌门和菌属群落组成变化较大且差异显著,尤其是抗病品种中有益微生的相对丰度显著增加。感病与抗病香蕉植株根系微生物结构组成变化对香蕉枯萎病的发生有较大影响,特异微生物的富集对香蕉抗枯萎病产生直接或间接的影响。