仙草植物内生芽胞杆菌种群多样性研究

为了研究仙草植株内生芽胞杆菌种群的多样性,利用营养琼脂培养基分离仙草根、茎、叶中的内生芽胞杆菌,采用16SrRNA序列鉴定法对分离获得的芽胞杆菌进行鉴定。同一组织内,对16SrRNA序列及形态完全一样的菌株合并冗余,用ClustalX对分离得到的菌株16SrRNA进行排序,构建Neighbor-Joining系统进化树,并计算多样性指数。实验结果显示,共分离得到58株仙草内生芽胞杆菌(根29株、茎28株、叶1株),分属于芽胞杆菌属(Bacillus)、类芽胞杆菌属(Paenibacillus)和赖氨酸芽胞杆菌属(Lysinibacillus),共3个属的11个种,其中与阿氏芽胞杆菌B.aryabhattai、简单芽胞杆菌B.simplex和B.flexus 3个种最接近的内生芽胞杆菌占总分离芽胞杆菌株数的62%;根部内生芽胞杆菌数量及种属均最丰富,其多样性指数高于茎和叶。     

嗜碱假单胞菌Ej2浸种对盐胁迫下水稻根系内生菌群落结构的影响

【目的】为明确假单胞菌(Pseudomonas)浸种对盐胁迫下水稻根系内生菌群落多样性及结构的影响。【方法】提取宁粳61号根系内生细菌和内生真菌的总DNA后,利用高通量测序技术检测了水稻幼苗根系内生细菌的V5–V7高变区16S rRNA基因和内生真菌的ITS1–ITS2区ITS基因序列,分析了假单胞菌浸种处理对盐胁迫下水稻根系内生菌的微生态调控作用。【结果】结果表明,嗜碱假单胞菌(P. alcaliphila) Ej2浸种处理可以显著提高盐胁迫下水稻幼苗根系内生细菌和内生真菌群落的多样性、丰富度和均匀度,增加了内生菌门、纲、目、科、属和分类单元OTU(operational taxonomic units)(序列数≥5)的数量;增加内生细菌中拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)的丰度,增加率分别达45.97%和9.55%,降低了厚壁菌门(Firmicutes)丰度,降低率为12.22%;显著降低内生真菌中子囊菌门(Ascomycota)的丰度,降低率为17.96%,显著增加被孢霉门(Mortierellomycota)和油壶菌门(Olpidi...     

消除内生质粒对苏云金芽胞杆菌YBT-1463特性的影响

研究了经完全消除苏云金芽胞杆菌野生菌株YBT-1463的内生质粒对该菌部分形态、遗传及生理生化特性的影响。结果表明,消除内生质粒后的无质粒突变株不形成伴胞晶体,但电转化4种供体质粒,即pBMBl21、pBMB304-1Ab、pBMBLC和pBMB9748的效率显著提高,转化频率最高比出发菌株提高6.8×10 倍,而无质粒突变株对红霉素等10种抗生素的敏感性,对葡萄糖等19种碳源和谷氨酸等12种氮源的利用能力及生长性能与出发菌株无明显差异。     

不同水稻组织内生细菌的群落多样性

[目的]为详细了解水稻不同组织内生细菌群落多样性。[方法]对宁粳43号内生细菌的总DNA提取后,采用高通量测序技术对水稻内生细菌的16S rRNA基因进行了序列测定,分析了水稻不同组织部位内生细菌群落结构特征。[结果]叶部共获得内生细菌OTUs 610个,茎部411个,根部174个。物种分类显示,叶部内生细菌种类隶属于22门40纲103目198科399属,其中优势类群是红球菌属（Rhodococcus）和乳酸杆菌属（Lactobacillus）,它们的相对丰度分别为21.00%和9.19%;茎部内生细菌种类隶属于19门31纲85目169科306属,其中优势类群是红球菌属和罗尔斯通菌属（Ralstonia）,它们的相对丰度分别为19.25%和13.52%;根部内生细菌种类隶属于9门19纲44目82科140属,其中优势类群是肠杆菌属（Enterobacter）和埃希氏杆菌属（Escherichia）,它们的相对丰度分别为81.13%和10.89%。根茎叶中相同的OTU有78个,放线菌门（Actinobacteria）与大多数细菌具有相关性。根系内生细菌中具有调控各种代谢网络功能的物种丰度高于茎部和叶部。[结论]不同水稻组织内生细菌具有丰富的群落多样性,其中叶部的内生细菌物种最丰富,根系参与各种代谢调控的细菌丰度最高,各个组织部位的优势菌属各不相同,变形菌门是最重要的水稻内生细菌。     

消除内生质粒对苏云金芽胞杆菌YBT-1463特性的影响

研究了经完全消除苏云金芽胞杆菌野生菌株ＹＢＴ－１４６３的内生质粒对该菌部分形态、遗传及生理生化特性的影响。结果表明,消除内生质粒后的无质粒突变株不形成伴胞晶体,但电转化４种供体质粒,即ｐＢＭＢ１２１、ｐＢＭＢ３０４－１Ａｂ、ｐＢＭＢＬＣ和ｐＢＭＢ９７４８的效率显著提高,转化频率最高比出发菌株提高６．８×１０^４倍,而无质粒突变株对红霉素等１０种抗生素的敏感性、对葡萄糖等１９种碳源和谷氨酸等１２种氮源的利用能力及生长性能与出发菌株无明显差异。     

芽胞杆菌对鱼池微生物群落代谢功能的影响

利用Biotog平板,以施用与不施用芽胞杆菌的鱼塘为研究对象,研究鱼塘水体与表泥不同空间的微生物群落代谢功能的差异。结果表明：芽胞杆菌提高了水体微生物群落代谢的平均活性,及对氨基酸类、胺类、羧酸类、聚合物及其它类碳源的利用能力,提高了水体微生物群落代谢的多样性（Shannon均度、Simpson指数、McIntosh均度差异显著）;两池表泥微生物群落代谢平均活性差异较小,对同一碳源的利用差异不大,芽胞杆菌显著提高了表泥的Simpson指数,但表泥的McIntosh指数显著低于对照池。总体而言,鱼塘施用芽胞杆菌,水体微生物群落代谢功能所受的影响大过表泥,芽胞杆菌通过提高水体微生物群落代谢活性,提高了水体微生物对有机污染物的降解能力,以此改善池塘的生态环境。     

柑橘黄龙病株不同部位内生细菌群落结构的多样性

采用PCC(Pearson correlation coefficient)、系统聚类和多样性指数研究了柑橘黄龙病(citrus huanglongbing,HLB)植株不同部位叶片、枝条及其根部内生细菌的相互关系及其群落结构多样性.结果表明,从供试柑橘中分离得到26株内生细菌(叶片10株,枝条14株,根部2株)隶属于10个属19个种.Nested-PCR结果显示,柑橘植株不同空间叶片中,黄龙病病原的阳性检出率为58.3％.用LSD法比较显示,柑橘内生细菌在不同器官的分布量大小依次为根＞叶＞枝条.上、中、下不同部位叶片和枝条内生细菌分布量差异不显著,而东、西、南、北不同方位的叶片和枝条内生细菌分布量差异显著(P＜5％).柑橘内生细菌之间的PCC分析表明,Bacillus pumilus和Bacillus sp.与柑橘黄龙病病原菌呈显著负相关,Bacillus sp.和Bacillus pumilus与Bacillus subtilis呈显著正相关.Bacillus brevis和Escherichia hermannii与Bacillus vesiculariss存在显著正相关.对柑橘不同器官内生细菌的PCC分析表明,同种器官的内生细菌之间呈正相关,不同器官的内生细菌之间呈负相关.以内生细菌在各器官的分布量为指标分析不同器官之间的相关性,结果表明,叶片与枝条呈正相关,PCC为0.55,叶片与根部、枝条与根部均呈负相关,PCC分别为-0.19和-0.13.16S rDNA序列聚类分析表明,柑橘内生细菌可分为两大类,第Ⅰ大类为革兰氏阳性菌,第Ⅱ大类为革兰氏阴性菌.第Ⅰ大类又可以分为芽孢杆菌属和短小杆菌属两个亚类,第Ⅱ大类也可以分两个亚类.对柑橘黄龙病病原与叶片内生细菌进行聚类分析,可以分为三类,第Ⅰ类特征为内生细菌存在所有部位的叶片;第Ⅱ类特征为内生细菌与黄龙病病原菌存在负相关性;第Ⅲ类特征为内生细菌只存在特定部位叶片.当马氏距离为27.23时,可将柑橘黄龙病内生细菌群落结构聚为3类,第Ⅰ类特点是在不同部位叶片均有分布,为完全分布类型,且分布量较大,第Ⅱ类特点是在各器官中均为不完全分布类型,且分布量不均匀,第Ⅲ类特点是根部分布特性且分布量较大.分析多样性指数表明,SHANNON(H1)指数在叶片最高,根部最低.SIMPSON(D)指数在枝条最高,根部最低.Pielou指数在根部最高,枝条最低.     

烟草种子内生细菌群落结构与多样性

【目的】为了解烟草种子内生细菌的群落结构和多样性。【方法】分别对3个品种(K326、云烟85、云烟87)烟草种子内生细菌的16S rRNA基因V3–V4区进行扩增,采用Illumina MiSeq测序技术对扩增片段进行高通量测序,并对3个品种烟草种子内生细菌群落结构和多样性进行分析。【结果】3个品种种子共获得的V3–V4区高质量序列片段128558条,Shannon指数计算为2.03–3.73,K326和云烟85内生菌多样性指数高于云烟87。3品种烟草种子内生细菌的优势门均为变形菌门Proteobacteria、放线菌门Actinobacteria、厚壁菌门Firmicute和拟杆菌门Bacteroidete。3个品种烟草种子内生细菌共有菌属共有27个,K326和云烟85的最优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas),云烟87的最优势菌属为大肠杆菌志贺菌属(Escherichia-shigella)。16S功能预测显示各种子中产生了丰度较高的蛋白质、核苷酸、糖类、辅酶及代谢产物合成的有益功能信息。【结论】烟草种子内生细菌多样性丰富,不同品种种子细菌群落组成基本相似,其丰度存在一定差异性。种子中存在的潜在有益细菌包括假单胞菌、类芽孢杆菌、根瘤菌、马赛菌、藤黄单胞菌、萨勒河菌、Lelliottia菌等,具有大量代谢相关的有益功能。研究结果为今后烟草种子内生菌的功能研究和利用以及种子病害生物防控提供参考信息。     

苏云金芽胞杆菌内生质粒提取方法的改进

改进了苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）内生质粒提取技术,提取了Bt库斯塔克亚种、以色利亚种和一株对鳞翅目害虫有活性的野生菌株的质粒,利用琼脂糖凝胶电泳分析了质粒图谱,进一步检测了质粒的浓度与纯度。实验结果表明,该方法与传统技术相比,操作简单、耗时短,提取的质粒纯度高、条带清晰,染色体DNA污染较少。为Bt杀虫基因克隆、质粒特性分析等研究创造了有利条件。     

内生贝莱斯芽胞杆菌生物拮抗活性的研究

目的 研究内生菌的生物拮抗活性。方法 基于植物贴片法、形态学与分子生物学特征等分离、鉴定内生菌;利用纸片扩散法检测分离株拮抗病原性细菌、植物部分内生菌及耐药性细菌的生物活性。结果 分离株HBB5的菌落呈乳白色、黏液性、皱褶状凸起,镜下见革兰阳性、单个或成双或短链状排列杆菌;序列分析显示,HBB5菌的16S rRNA基因序列与GenBank数据库中贝莱斯芽胞杆菌（Bacillus velezensis）同源性为100％,鉴定为B. velezensis HBB5。拮抗试验显示,B.velezensis HBB5抑制Staphylococcus aureus、Enterococcus faecalis、Escherichia coli、Salmonella typhi、Salmonella paratyphi A、Shigella dysenteriae、内生Penicillium HBF3及Klebsiella ornithinolytica B1645-1等菌株生长,其与内生B. subtilis SWB8无明显抑制现象。结论 首次从盾叶薯蓣植物中分离出Bacillus velezensis,其显示了广谱的抗病原细菌活性及一定的拮抗耐药菌的能力,可能参与宿主植物疾病的防御。     

沙埋对干旱沙区真藓结皮层细菌群落结构和多样性的影响

作为干旱沙区常见干扰之一的沙埋显著影响着生物结皮的结构和功能,但其内在的生物学机理还不清楚。利用高通量测序技术,通过对0(对照)、0.5(浅层)、2和10mm(深层)沙埋处理后的腾格里沙漠东南缘沙坡头地区真藓(Bryum argenteum)结皮层细菌群落物种组成与丰度的测定,研究了沙埋对真藓结皮层细菌群落结构和多样性的影响。结果表明:(1)共检测到沙坡头地区真藓结皮层细菌38门106纲181属,以放线菌、变形菌、蓝藻、浮霉菌、拟杆菌和酸杆菌等为主(占细菌群落的78.4%—83.0%);(2)PCA分析表明沙埋导致该地区真藓结皮层细菌群落结构组成发生明显改变。无沙埋时,真藓结皮层细菌群落中相对丰度最高的是蓝藻(18.6%),随着沙埋厚度的增加,依次变为变形菌(21.5%,沙埋厚度0.5mm)、浮霉菌(21.5%,沙埋厚度2mm)和放线菌(23.3%,沙埋厚度10mm);浅层沙埋显著增加了真藓结皮层细菌群落中光合菌、固氮菌和产菌丝体细菌等关键功能菌的丰度,但深层沙埋降低了它们的丰度;(3)沙埋显著增加了真藓结皮层细菌群落多样性(P0.05)和物种丰富度(P0.05),0.5mm沙埋后的细菌群落丰富度指数最高,2mm沙埋后的结皮层细菌群落多样性指数最高。揭示了沙埋对干旱沙区真藓结皮层细菌群落结构与多样性的影响,为深入理解沙埋对沙区生物结皮结构和生态功能影响的生物学机制提供了一定的理论依据。     

低温胁迫下链霉菌TOR3209对番茄根和茎可培养内生细菌的影响

【背景】低温是影响北方温室番茄稳产与高产的主要障碍因子,前期研究明确链霉菌(Streptomycessp.)TOR3209能显著提高番茄的耐低温能力。【目的】揭示菌株TOR3209提高番茄抗冷性与番茄内生细菌结构和特性的关系。【方法】在番茄根部施用TOR3209菌剂,分别在低温(5℃)和常温(25℃)条件下,采用平板分离法和16S rRNA基因序列扩增研究菌株TOR3209处理对番茄根系和茎部内生细菌菌群结构的影响。【结果】共分离、纯化获得内生细菌69株,分属4门20科28属。分析发现,与对照相比,在低温和常温下,接种菌株TOR3209均可提高番茄根茎内生细菌群落的丰富度和多样性。在门水平上,番茄根茎厚壁菌门的相对丰度显著提高,变形菌门和拟杆菌门的相对丰度显著降低;在属水平上,芽孢杆菌属的相对丰度显著提高,假单胞菌属和黄杆菌属的相对丰度则显著降低;在种水平上,菌株TOR3209处理能显著提高番茄根茎解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)、贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis)和阿氏芽孢杆菌(Bacillus aryabhattai)等共有芽...     

水稻种子内生泛菌(Pantoea spp.)系统发育多样性及其促生功能

【目的】Pantoea菌株是广泛分布在自然界中的一类功能多样的细菌。本研究对分离自水稻种子内生的Pantoea菌株进行系统发育分析及功能评价,从而确定分类地位、种类多样性、分布特征及功能特性。【方法】采用乙醇-次氯酸钠联合灭菌方法进行水稻种子的表面灭菌,进行内生细菌的分离与纯化;其次将纯化后的菌株进行16Sr RNA基因PCR扩增及序列分析,通过MEGA7软件构建系统发育树;将分离得到的菌株进行功能实验检测,如溶磷、产IAA、产铁载体、拮抗病原真菌等特性,最后检测菌株的溶血性;水稻分型采用SSR方法,并对水稻农学性状如分蘖数、株高、植株重及产量进行调查。【结果】本研究对分离自8个不同基因型水稻种子中的146株内生Pantoea菌株进行系统发育分析及功能评价,结果发现所分离到的泛菌菌株主要属于Pantoea dispersa、Pantoea agglomerans、Pantoea cypripedii以及Pantoea brenneri四个种,其中P. dispersa的菌株数量最多,分布最广,并且存在于所有的8个水稻种子样品中。对其中66株菌进行功能检测,发现86.3%和69.7%的菌株具有溶磷和产IAA能力,有7株菌具有产铁载体能力,未发现对真菌病害Fusarium moniliforme有拮抗作用的菌株,并发现3株菌具有溶血性;本实验未发现泛菌组成与水稻系统发育及农学性状存在明显的相关性。【结论】本研究首次对水稻种子中泛菌的多样性及其功能进行报道,发现不同基因型的水稻种子所含Pantoea种类及组成存在差异,种子选择性地积累了Pantoea类群,大部分菌株具有一定的促生特性。该研究结果有助于进一步探究微生物与植物的共进化、种子微生物的传播途径及作用方式。     

喀斯特石漠化治理区钙果种植年限对根内细菌群落的影响

存在于健康植物根中的内生细菌不但能够与宿主植物建立共生关系,而且还具有促进植物生长、提升植物对营养元素摄取能力等功能,从而对维持陆地生态平衡、提升喀斯特石漠化综合治理成效具有重要的意义。【目的】探究宿主植物根中的内生细菌群落结构,为深入认识宿主植物-内生细菌的互作机制提供理论依据。【方法】以被引种到喀斯特断陷盆地石漠化综合治理区不同种植年限钙果根中的内生细菌和根际土为研究对象,分析根内生细菌群落特征和根际土理化性质。【结果】钙果种植年限对研究区土壤质量整体有着直接、显著的影响,并间接影响根内生细菌群落。根内生细菌群落以共生互作为主,通过共网络结构识别出种植第一年和第三年的前三位优势属为链霉菌属(Streptomyces)、卡氏伯克霍尔德菌属(Burkholderia-Caballeronia- Paraburkholderia)和噬几丁质菌属(Chitinophaga),种植第五年的前三位优势属为Streptomyces、Chitinophaga和海无柄孢囊黏细菌属(Haliangium)。根内生细菌群落的形成主要由随机性过程中的生态漂变所主导。【结论】不同生长阶段钙果根内生细菌群落结构的差异是由于随机性过程赋予了微生物物种多样化。内生细菌群落的共生互作关系以及优势菌具有生防功能,可增强钙果定殖能力和生长,进而提升钙果在喀斯特断陷盆地石漠化综合治理区的生态效益和经济效益。     

火棘不同组织内生细菌群落多样性

为了解火棘不同组织内生细菌群落多样性,该研究采用高通量测序技术对火棘内生细菌16S rRNA V5～V7可变区进行测序,分析火棘不同组织部位内生细菌群落多样性。结果表明:(1)从火棘根、茎、叶组织中共获得内生细菌OTU 1 818个,其中根部754个,茎部 308 个,叶部756个,三者共有 OTU 152 个。(2)物种分类显示,不同火棘组织内生细菌具有丰富的群落多样性,火棘根部内生细菌种类隶属于23门53纲137目216科373属557种,其中异样根瘤菌属(Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium)和链霉菌属(Streptomyces)为优势属,其相对丰度分别为 10.57%和 8.00%; 茎部内生细菌种类隶属于21门32纲76目126科204属270种,其中马赛菌属(Massilia)和未知分类的丛毛单胞菌科属(unclassified_f_Comamonadaceae)为优势属,其相对丰度分别为31.10%和12.82%; 叶部内生细菌种类隶属于21门52纲130目210科380属581种,其中土芽孢杆菌属(Geobacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas)为优势属,其相对丰度分别为12.31%和9.84%。(3)PICRUSt功能预测表明,根部内生细菌物种最丰富,参与各种代谢调控的细菌丰度最高。该研究结果为进一步探讨植物内生细菌功能,挖掘新的有益微生物资源提供了参考。     

芽胞杆菌产生的脂肽类抗生素的结构和应用

脂肽类抗生素不仅对细菌、真菌有抗菌作用,而且对支原体、寄生虫和病毒等也具有显著的抑制作用。其主要包括表面活性素(Surfactins)、伊枯草菌素(Iturins)和芬芥素(Fengycins),其中Iturins和Fengycins有抗真菌活性,Surfactins有抗支原体、抗病毒等活性。综述了芽胞杆菌产生的脂肽类抗生素的结构、功能和应用,为其在农业和医药的研究与应用提供参考。     

三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性分析

【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1...     

园林植物女贞不同生态位细菌群落结构及其多样性

[目的]女贞是我国分布广泛的园林绿化树种、药用植物和资源昆虫白蜡虫的优良寄主植物,解析女贞叶、茎、根、根际土壤4种生态位的细菌群落结构、物种组成和多样性特征,为研究女贞及其相关微生物组的互作及开发利用女贞内生和根际细菌资源奠定基础.[方法]以女贞叶、茎、根、根际土壤为研究材料,基于细菌16S rRNA基因V5-V7区,...