根际微生物组介导的解淀粉芽孢杆菌FH-1对水稻的促生机制

摘要

【目的】利用大田实验和分子生物学技术进行水稻促生菌解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens) FH-1改良土壤微生物组的研究,以初步了解解淀粉芽孢杆菌FH-1的促生机理,为微生物肥料的研制和应用提供理论基础。【方法】设置菌剂FH-1处理(FH)和空白对照(CK)的水稻大田实验,测定植物生理性状包括水稻株高、根长和穗长,并统计水稻的穗数、单穗粒数和千粒重;利用实时荧光定量PCR技术分析水稻根际土壤细菌的数量;利用16SrRNA基因高通量测序解析水稻根际土壤微生物的物种组成;进一步通过Pearson相关统计分析研究水稻-土壤-微生物之间的相互作用。【结果】与空白对照(CK)相比,菌剂FH-1处理(FH)中植物的株高、根长、穗长、单株穗数、单穗粒数、千粒重显著提高,但是土壤理化性质无显著性差异。菌剂FH-1处理(FH)对细菌总数量无显著影响,但是可显著降低微生物α多样性,显著提高土壤中的γ-变形菌纲、绿弯菌门,显著降低土壤中的β-变形菌纲、疣微菌门的丰度(P<0.05),LEfSe分析显示菌剂FH-1处理(FH)土壤中富集的微生物有19个,主要包括绿弯菌门、PAUC34f、S035、4-29、芽孢杆菌纲、芽孢杆菌目、浮霉菌纲、A31、H39、S0208、Gemmatales、红螺菌目、HOC36、AKIW659、0319-6A21、生丝微菌科、红螺菌科、EB1003、HB2-32-21。相关性分析结果表明施加菌剂FH-1及其富集的相关物种与水稻植株的各个特性呈正相关。【结论】在水稻大田种植中施加微生物菌剂FH-1,可显著促进水稻生长,对土壤理化性质无显著影响,但可以显著改变微生物群落结构和功能,富集有益物种。因此我们推测解淀粉芽孢杆菌FH-1是通过调控根际微生物群落结构和功能促进水稻生长和发育。