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植物微生物存在于植物生长的整个过程中,目前对植物中微生物的大部分研究主要集中在根、叶等部位。种子作为植株重要的繁殖器官,在农作物生产中具有重要意义。前期的大量研究表明,种子的外表面与内部均携带有丰富的微生物种群。种子内生细菌具有选择性转移到下一代的可能性,其对宿主植物具有多种有益的功能,对植物的生长、健康及种子贮存至关重要。本实验室前期将水稻PA64(粳稻)和Dular(籼稻)两个品种在江西地区繁种,作为亲代种子,种植于海南、云南、江西、河北四个地区,采用分离培养与Illumina高通量测序方法研究两代水稻种子中内生细菌多样性与群落组成,初步界定了水稻种子内生细菌的共有类群为Xanthomonas sacchari(糖黄单胞菌),并获得117株纯培养物。尽管目前已报道黄单胞菌可在多种宿主植物中致病,但该属中的糖黄单胞菌迄今尚未发现致病性。本研究以该类群为研究对象,通过BOX-PCR及16S rRNA基因聚类分析,结合菌株来源,选择25株菌株进行基因组分析、植物促生功能验证,并通过GFP标记菌株的检测定殖情况,从而深入探究水稻内生菌与植物之间的相互作用关系。获得如下主要结果:1.通过平板促生实验,检测了该类群分泌IAA、产铁载体、ACC脱氨酶以及拮抗病原菌等功能特性。25株菌均具备分泌IAA的功能,IAA分泌数量介于7.65-135.08 mg/L之间;17株均具备产铁载体能力,A/Ar的比值介于0.41-1.19之间,其中JR3-14菌株产铁载体能力最强,A/Ar比值为0.41;10株菌具ACC脱氨酶活性,酶比活力为0.0402-0.1868 U/mg之间;2株菌对番茄青枯以及14株菌对水稻白叶枯细菌病原菌具有拮抗作用。此外,确定该类群并无溶血特性,表明具备用于生物肥料生产的基本条件。2.生测实验表明,水稻种子内生糖黄单胞菌可促进水稻和拟南芥幼苗的生长,SPSS方差分析后发现LT5-3、JT6-9-1和JT6-14菌株对水稻幼苗促生效果显著,JR3-14和LT5-3菌株对拟南芥主根伸长具有显著作用;并且通过致病性检测未发现该类群对水稻具有致病性。3.结合基因组分析得知,糖黄单胞菌是一类高GC含量(69%左右)的类群,基因组约5.0 Mb,CDS约为4000个,绝大多有5个rRNAs以及55个tRNAs;糖黄单胞菌相比黄单胞菌属已知的病原菌株并无与致病相关的基因簇(T3SS、T6SS以及相关的效应蛋白);聚类热图发现,同一个地区的不同菌株能较好的聚类在同一分支上,且它们的核心基因组数目为2528,表明该类群相同的基因较多,亲缘关系近。4.JR3-14菌株成功标记GFP基因,通过镜检检测标记菌株在组培苗水稻植株中的定殖情况发现,植株茎叶的内部有少量的绿色荧光菌株,认为糖黄单胞菌可能通过茎叶的侵染进入水稻体内,具体定殖及传播途径还需我们进行深入研究。