三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性分析

摘要

【背景】三倍体毛白杨非常适合黄河区域生态经济发展,是我国林业推广项目的重要树种。内生细菌在三倍体毛白杨不同组织中广泛存在,对三倍体毛白杨具有防病、促生、固氮和生物修复等生物学作用。【目的】通过分析三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性,可以充分挖掘其蕴含的丰富微生物资源。【方法】以北京林业大学山东冠县毛白杨基地的三倍体毛白杨为材料,应用16S rRNA基因高通量测序技术对其根、茎、叶中内生细菌多样性进行了分析,阐述三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性的变化趋势和规律,为其内生细菌的进一步应用奠定理论基础。【结果】三倍体毛白杨根部内生细菌群落丰富度及多样性最高,叶片中最低。高通量测序结果显示,在全部样本中,假单胞菌门和放线菌门为优势门,伯克氏菌属(Burkholderia)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)和食酸菌属(Acidovorax)为优势属,不同组织的内生细菌群落结构组成差异显著;16S rRNA基因功能预测结果显示,三倍体毛白杨内生细菌的功能主要涉及氨基酸代谢、维生素代谢、芳香族化合物降解和糖酵解等。通过分离培养共获得217株内生细菌,分属于23个属44个种,其中有4株16S rRNA基因序列相似性低于97.5%的菌株,有可能为潜在的新种分类单元。【结论】三倍体毛白杨根茎叶内生细菌具有丰富的多样性,组间差异显著,内生细菌多样性和丰富度均是根>茎>叶。通过传统的分离培养方法获得了一些内生细菌资源,其中包含4株16S rRNA基因序列相似性低于97.5%的菌株。然而高通量测序结果显示,还有大量的内生细菌在此次实验中并未培养出来,需要进一步开发新的高通量分离培养和鉴定方法以充分挖掘更多未培养、难培养的内生细菌菌株。