植物内生细菌生物学作用研究进展

内生细菌是植物内生微生物群的主要成员 ,对寄主植物有促生、防病、固氮等多方面的有益生物学作用 ,还可以作为受体 ,将外源基因携带入植物体内 ;但是有的内生细菌对寄主植物的生长发育等也有不利的影响。由于它们生存在植物体内 ,是生物农药和生物肥料等方面的天然资源菌物 ,具有广泛的研究和应用价值     

植物内生细菌对植物健康的作用

植物内生菌是一个多样性十分丰富的微生物类群,存在于没有外在感染症状的健康植物组织内,并与宿主植物协同进化.随着研究领域的不断拓宽和研究方法的不断更新,植物内生菌与植物健康的关系以及应用逐渐成为研究热点.本文主要综述了内生细菌的多样性、进入植物组织内的机制以及内生细菌的主要功能及应用,提出了现阶段内生菌研究存在的问题,并展望了内生菌研究的前景.     

植物内生菌的研究进展

植物内生菌是存在于植物内部与植物密不可分的一类微生物,包括内生真菌和内生细菌两大类。随着研究的不断深入,发现内生菌不仅产生多种有益的生物学作用,如防病、促生、固氮等,还能对寄主植物的生长发育产生不利影响。近年来,植物内生菌已成为我国微生物学领域研究的热点问题之一。本文综述了植物内生真菌和内生细菌的研究概况,以期更好地研究和了解植物内生菌。     

植物内生细菌的研究

植物内生细菌是能够定殖在植物细胞间隙或细胞内,并与寄主植物建立和谐联合关系的一类微生物I’］。自本世纪初开始,人们不断地从植物的根、叶、甚至茎和种子上分离并鉴定出多种微生物,但其在寄主植物中的生物学作用却未能引起研究者的重视。近年来,由于一些研究结果表明内生细菌能够作为外源基因的载体,又具有植物保护剂的功能,可以产生植物促生物质或可作为联合固氮菌剂,由此有关内生细菌的研究才引起植物学家和微生物学家的兴趣。l植物内生细菌的研究现状有关植物内生细菌的研究主要涉及两方面的内容：（l）生态学研究：内生细菌…     

产生物活性物质植物内生菌的研究进展

综述了近年来国内外对植物内生菌产生物活性物质方面的研究进展,并对其实际意义和应用前景进行了探讨。     

植物内生菌研究进展及其存在的问题

植物内生菌是一个多样性十分丰富的微生物类群 ,分布于没有外在感染症状的健康植物组织内 ,并与宿主植物协同进化 ,其存在和作用长期以来一直为人们所忽视。随着研究领域的不断拓宽和研究方法的不断深入 ,植物内生菌的生态和生理作用及其作为潜在的生防资源和外源基因载体 ,在农业和医药领域中的巨大应用潜力 ,已逐渐成为国内外研究的热点。本文综述了近 10年来国内外植物内生菌研究的概况和最新进展 ,并对该研究领域中存在的若干问题进行了探讨。     

植物内生细菌的生物薄膜(biofilm)

生物薄膜(biofilm)指微生物菌体互相黏附一起或附着到一些材料表面,并由胞外多聚物基质对其包埋的生长状态。生物薄膜是微生物形成的对生存环境(包括定殖宿主)相适应的结构。近年来随着人们对微生物与环境相互作用研究的日益重视,对生物薄膜的研究已经迅速发展起来。该文从植物内生细菌的角度,总结并论述了生物薄膜结构形成、生理生化性质、以及生物学功能等,并针对当前国内对生物薄膜概念使用不规范甚至不正确的问题,提出了自己的观点。     

茶树叶际选择性富集的内生细菌的鉴定

【目的】茶树(Camelliasinensis)为多年生常绿木本植物,其叶片用于生产茶叶。本论文通过测定茶树叶际内生细菌的菌群组成,比较叶际内生菌与土壤菌群的异同,以鉴定选择性富集于茶树叶际的内生细菌。【方法】本研究采集湖北宜昌邓村茶树,对茶叶表面进行除菌处理,提取茶叶及其内生细菌的总基因组DNA,通过细菌16S核糖体RNA基因(16S rDNA)保守区引物799F和1193R扩增16Sr DNA的V5–V7可变区序列,并通过Illumina二代测序平台对扩增子进行建库测序。【结果】茶叶内生菌群由变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和极少量的梭杆菌门(Fusobacteria)5个门,共百余属组成,其中,甲基杆菌属(Methylobacterium)、代尔夫特菌属(Delftia)、微杆菌属(Microbacterium)、红球菌属(Rhodococcus)、Aureimonas和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)等以较高丰度富集于叶片组织内部。约40%的茶叶叶际内生细菌也在相应的土壤中存在,表明其可能的土壤来源;非土壤来源的茶叶内生细菌达60%,如Aureimonas和Delftia等。【结论】本研究解析了茶树叶际内生细菌的群落组成与结构,分析了内生细菌的可能来源,为以叶际内生菌为靶标,改善茶叶品质、降解农药残留、防御茶叶病虫害的研究提供基础。     

新疆北部主要盐生植物根部内生细菌群落结构的高通量分析

【目的】揭示同一盐渍环境中不同种盐生植物根部内生细菌群落多样性特征和分布规律,结合根际土壤理化因子探讨其对内生细菌群落结构的影响。【方法】通过罗氏454高通量测序获得内生细菌16S r RNA片段,然后进行生物信息分析。【结果】研究的16种盐生植物其内生细菌群落主要由Proteobacteria、Tenericutes、Actinobacteria和Firmicutes 4个门的细菌组成。从植物"种"的水平来看,不同种盐生植物内生细菌群落存在差异;从植物"属"的水平来看,同一属的盐生植物内生细菌相似;从植物"科"的水平来看,藜科盐生植物内生细菌以Actinobacteria和Proteobacteria门为主;蒺藜科盐生植物内生细菌以Proteobacteria门为主;柽柳科盐生植物内生细菌以Tenericutes门为主;白花丹科盐生植物内生细菌以Proteobacteria、Fimicutes和Actinobacteria门为主。根际土壤中Cl~–含量对盐生植物内生细菌群落变化具有显著影响;而Cl~–、Mg~(2+)和总氮组成的集合与内生细菌群落结构相关性最高。【结论】盐生植物内生细菌多样性丰富。在同一盐渍生境中,盐生植物内生细菌群落分布呈现宿主的种属特异性,根际土壤中Cl~–是影响其内生细菌群落变化的主要驱动因素之一。     

应用16S rRNA基因文库技术分析土壤细菌群落的多样性

[目的]土壤微生物在菜田生态系统中具有重要的生态功能,通过16S rRNA基因克隆文库技术分析典型菜田土壤细菌群落结构的组成情况,为揭示典型的菜田土壤微生物的多样性以及土地利用变化与生态环境效应之间的关系奠定基础.[方法]采用未培养技术直接从北京和山东两地典型菜田土壤样品中提取微生物总的DNA,分别构建基于通用引物PCR扩增的土壤细菌16S rRNA基因克隆文库,通过Hinf Ⅰ和Hae Ⅲ限制性内切酶对两地土壤细菌16s rRNA基因文库中的克隆进行ARDRA(Amplified Ribosomal DNA Rstriction Analysis)分析,将所有阳性克隆分为若干个可操作分类单元(OTU).[目的]通过构建两地细菌克隆文库的系统发育树,并分析主要种群的组成表明:北京和山东菜田土壤细菌克隆文库的优势种群均为γ、β、α变形细菌亚群.两地的细菌种类组成分别包括124个OTUs和92个OTUs.[结论]北京地区和山东地区典型蔬菜地土壤细菌种群中优势种群均为变形细菌,但是土壤细菌多样性降低,这可能与典型菜田的多年连作,种植蔬菜种类单一直接相关.同时,也可能是造成菜田土壤病害普遍发生,土壤退化的一个重要原因.     

Diversity of endophytic bacterial communities in poplar grown under field conditions

Bacterial endophytes may be important for plant health and other ecologically relevant functions of poplar trees. The composition of endophytic bacteria colonizing the aerial parts of poplar was studied using a multiphasic approach. The terminal restriction fragment length polymorphism analysis of 16S rRNA genes demonstrated the impact of different hybrid poplar clones on the endophytic community structure. Detailed analysis of endophytic bacteria using cultivation methods in combination with cloning of 16S rRNA genes amplified from plant tissue revealed a high phylogenetic diversity of endophytic bacteria with a total of 53 taxa at the genus level that included Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes and Bacteroidetes. The community structure displayed clear differences in terms of the presence and relative proportions of bacterial taxa between the four poplar clones studied. The results showed that the genetic background of the hybrid poplar clones corresponded well with the endophytic community structure. Out of the 513 isolates and 209 clones identified, Actinobacteria, in particular the family Microbacteriaceae, made up the largest fraction of the isolates, whereas the clone library was dominated by Alpha- and Betaproteobacteria. The most abundant genera among the isolates were Pseudomonas and Curtobacterium, while Sphingomonas prevailed among the clones.     

可产生铁载体的春兰根内生细菌多样性

摘要：【目的】了解可产生铁载体的春兰根内生细菌的多样性,以便筛选到高效的植物促生细菌。【方法】采用CAS检测法测定了189株春兰根内生细菌产生铁载体的能力,并结合16S rRNA基因系统发育分析对可产铁载体的春兰根内生细菌多样性进行了研究。【结果】从189株春兰内生细菌中筛选到47株可产生铁载体的细菌,占菌株总数的24.9%。16S rRNA基因系统发育分析结果表明,47株细菌分属于4个系统发育类群（Alphaproteobacteria,Betaproteobacteria,Firmicutes,Actinobacteria）,17个属的31个种。其中放线菌门为最优势类群（42.6%）,芽孢杆菌属（Bacillus）和贪噬菌属（Variovorax）为优势菌属,且贪噬菌属为高产铁载体的主体菌属。另外有2个菌株可能代表两个不同属的新物种。【结论】春兰根中可产生铁载体的内生细菌具有丰富的多样性。     

Two cultivated legume plants reveal the enrichment process of the microbiome in the rhizocompartments

The microbiomes of rhizocompartments (nodule endophytes, root endophytes, rhizosphere and root zone) in soya bean and alfalfa were analysed using high‐throughput sequencing to investigate the interactions among legume species, microorganisms and soil types. A clear hierarchical filtration of microbiota by plants was observed in the four rhizocompartments – the nodule endosphere, root endosphere, rhizosphere and root zone – as demonstrated by significant variations in the composition of the microbial community in the different compartments. The rhizosphere and root zone microbial communities were largely influenced by soil type, and the nodule and root endophytes were primarily determined by plant species. Diverse microbes inhabited the root nodule endosphere, and the corresponding dominant symbiotic rhizobia belonged to Ensifer for alfalfa and Ensifer–Bradyrhizobium for soya bean. The nonsymbiotic nodule endophytes were mainly Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes and Bacteroidetes. The variation in root microbial communities was also affected by the plant growth stage. In summary, this study demonstrated that the enrichment process of nodule endophytes follows a hierarchical filtration and that the bacterial communities in nodule endophytes vary according to the plant species.     

茅尾海无瓣海桑内生细菌多样性及其细胞毒活性北大核心CSCD

【目的】对无瓣海桑各组织器官内生细菌的分布特征、物种多样性及细胞毒活性进行分析。【方法】采用稀释涂布法分析无瓣海桑内生细菌的菌落形态及分布。利用16S r RNA基因序列进行系统发育分析,探讨无瓣海桑内生细菌的物种多样性。利用MTT法测试内生细菌培养液的乙酸乙酯提取物细胞毒活性。【结果】从各组织器官中分离出内生细菌38株,隶属12科21属(其中5属未定科),内生细菌数量和群落结构组成存在明显的组织特异性。在分离的菌株中,有5株菌与已有细菌物种典型菌株的全长16S r RNA基因相似性低于97%,代表着潜在新属或新种。5株内生细菌(R74、R71、S92、S85、S84)具有较强的细胞毒活性。【结论】无瓣海桑中可培养内生细菌的物种多样性丰富,潜藏较丰富的新物种资源,且含有较为丰富的活性菌株。     

入侵植物欧洲千里光内生固氮菌和溶磷菌多样性

【背景】菊科(Asteraceae)外来入侵植物欧洲千里光(Senecio vulgaris L.)来源于欧洲,广泛分布于我国西南和东北地区,在湖北高海拔山区也有分布。在入侵过程中,内生细菌可能在其获取氮磷营养方面起到了一些关键性作用。【目的】探究欧洲千里光内生固氮菌和溶磷菌的多样性和功能,为理解其入侵机制及防治提供参考。【方法】选择来自6个不同种群的种子,萌发后转移到花盆生长6-8周,并从每个种群中各挑选9株生长情况良好的植株,对其叶片和根组织表面进行消毒处理。使用基于nifH基因(固氮功能基因)的高通量测序方法对植物的固氮微生物群落结构和多样性进行研究。通过涂布平板法和平板划线法,在固体无氮培养基(Ashby)和无机磷培养基(inorganic phosphate, NBRIP)上对植物内生菌进行分离、纯化,对纯化的固氮菌株和溶磷菌株进行16S rRNA基因测序。采用钼锑抗比色法分析纯化溶磷菌株的溶磷能力。【结果】基于nifH基因的内生菌高通量测序结果表明,欧洲千里光叶样本中固氮菌多样性显著高于根样本;固氮菌群落中丰度最高的属是慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium,30.9%...     

普洱地区茶叶内生细菌与根际土壤细菌群落结构分析

[目的]茶叶内生细菌、根际土壤细菌在普洱茶的发酵中起着重要的作用,还可以促进茶树生长,诱导茶树抗病性.研究其群落结构组成及相互关系可为微生物资源开发利用提供理论依据.[方法]本研究以普洱地区茶树叶片和根际土壤为材料,采用高通量测序技术,对茶叶及根际土壤细菌的16S核糖体RNA基因(16S rRNA)进行测序,比较分析茶...     

Community structures and activities of nitrifying and denitrifying bacteria in industrial wastewater-treating biofilms

The bacterial community structure, in situ spatial distributions and activities of nitrifying and denitrifying bacteria in biofilms treating industrial wastewater were investigated by combination of the 16S rRNA gene clone analysis, fluorescence in situ hybridization (FISH) and microelectrodes. These results were compared with the nitrogen removal capacity of the industrial wastewater treatment plant (IWTP). Both nitrification and denitrification occurred in the primary denitrification (PD) tank and denitrification occurred in the secondary denitrification (SD) tank. In contrast, nitrification and denitrification rates were very low in the nitrification (N) tank. 16S rRNA gene clone sequence analysis revealed that the bacteria affiliated with Alphaproteobacteria, followed by Betaproteobacteria, were numerically important microbial groups in three tanks. The many clones affiliated with Alphaproteobacteria were closely related to the denitrifying bacteria (e.g., Hyphomicrobium spp., Rhodopseudomonas palustris, and Rhodobacter spp.). In addition, Methylophilus leisingeri affiliated with Betaproteobacteria, which favorably utilized methanol, was detected only in the SD-tank to which methanol was added. Nitrosomonas europaea and Nitrosomonas marina were detected as the ammonia-oxidizing bacteria affiliated with Betaproteobacteria throughout this plant, although the dominant species of them was different among three tanks. Nitrifying bacteria were mainly detected in the upper parts of the PD-biofilm whereas their populations were low in the upper parts of the N-biofilm. The presence of denitrifying bacteria affiliated with Hyphomicrobium spp. in SD- and N-biofilms was verified by FISH analysis. Microelectrode measurements showed that the nitrifying bacteria present in the N- and PD-biofilms were active and the bacteria present in the SD-biofilm could denitrify.     

蕙兰病株根部内生细菌种群变化

为了研究褐斑病与蕙兰根部内生细菌群落结构和多样性的关联,从野生蕙兰健株和褐斑病株根部分离出内生细菌112株,采用核糖体DNA扩增片段限制性酶切分析(ARDRA),研究了健株和病株内生细菌多样性与群落结构。将内生细菌纯培养物扩增近全长的16S rDNA,并用ARDRA (Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis) 对所分离的菌株进行分型,根据酶切图谱的差异,将健株中的内生细菌分成8个ARDRA型,病株分成13个ARDRA型。并选取代表性菌株进行16S rDNA序列测定。结果表明,健株分离出内生细菌6个属,优势菌群为Bacillus;病株分离出11个属,优势菌群为 Mitsuaria和Flavobacterium。通过回接兰花植物和初步拮抗实验发现,从病株分离出的H5号菌株 (Flavobacterium resistens)使兰花产生病症,而健株中的B02 (Bacillus cereus) 和B22号菌株 (Burkholderia stabilis) 对菌株H5有拮抗作用。     

攀枝花地区烤烟可培养内生固氮菌的多样性

【目的】认识烤烟(Flue-cured tobaccos)内生固氮菌多样性,挖掘内生固氮菌资源,丰富内生固氮菌基因库。【方法】运用纯培养法、重复因子扩增(BOX-PCR)分析技术、16S r RNA基因测序和系统发育分析对内生固氮菌多样性和系统发育进行研究,并测定分离菌株的固氮酶活性、溶磷溶钾特性、吲哚乙酸(IAA)含量等指标。【结果】通过Ashby培养基共分离得到62株固氮菌。基于BOX-PCR图谱选取16株代表菌株进行16S r RNA基因序列测定。16S r RNA基因序列系统发育分析显示,62株菌株分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、泛菌属(Pantoea)、短小杆菌属(Curtobacterium)等3个属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌属。62株菌株中有20株菌株(占总分离菌株的32.3%)具有固氮酶活性,8株菌株(占总分离菌株的12.9%)能产IAA,有4株(占总分离菌株的6.5%)表现溶磷活性,有3株(占总分离菌株的4.8%)表现溶钾活性。【结论】攀枝花烤烟有较为丰富的内生固氮菌,具有潜在应用价值。