论文部分内容阅读
植物体因内生菌生态位定义,使其在自然界实际生存的状态是微生物和植物的一体化状态。其中,原核内生细菌以变形菌门、放线菌门、拟杆菌门和厚壁菌门在植物组织内定植,其种群多样性因植物内生环境的特殊性,而蕴藏着大量种类丰富且代谢独特的微生物资源。菖蒲,全株芳香,作为天南星科多年生挺水草本植物,古传药用,具有抗氧化,抗炎,钙抑制和神经保护等药理作用,同时在污水处理和富营养化治理中具有不可或缺的生态作用。研究以菖蒲为对象,通过在纯培养与免培养两种策略下分别对其根、茎、叶内生菌群分布进行研究,系统讨论菖蒲植物内生菌种群结构分布特点,比较两种不同研究策略下内生细菌多样性差异,为植物内生菌多样性研究方法的探索和比较提供依据。本研究设计“嵌套式”裂区优化分析模型,简称NCZO分析模型,提取分菌过程中的两个阶段,即不同打磨接种方式和分离培养基配方组配,进行区组裂区分化和嵌套设计优化分析。研究结论得出,在NCZO分析模型设计中,不同的处理及分离培养基配方模块分菌效果各有差异,接种以水溶效果最佳,培养基配方组配因设计差异,组织基液配方以A3、A4效果较佳,以A5效果较差,元素基液以B5、B6较佳,以B2效果较差,配方结合其分菌效果各有差异。以此提出内生菌分离培养基不可简而归一的“无”最优理论,以尽可能丰富且多样的模块化设计,才能最大化挖掘到更多的内生微生物资源。本研究基于纯培养策略下对菖蒲植物根、茎、叶内生菌多次分离,得到749株细菌放线菌,并对其进行16S rRNA基因序列比对,确定其分类学地位,获得175株菌种,且分布在4门、7纲、16目、36科、71属内共175个种;其中,变形菌门占49.71%;放线菌门占25.71%;厚壁菌门占比21.71%;以拟杆菌门最少,占比低于3%;以相似率<98.0%为界限,研究中发现许多潜在新分类单元,主要分布在16个属内。基于免培养策略下对菖蒲内生细菌进行高通量16S rRNA基因测序分析,以菖蒲根、茎、叶及根际土四个生态位,对同一样点五株完整成熟植株内生菌进行16S rRNA基因测序与建库,发现菖蒲植物组织在科水平下,叶包含4-6个科,茎包含12-18个科,根包括22-56个科,而根际土包括113-121个科,其内生原核微生物群落与环境相比差异较低,根际微生物种群OTU远远高于植物内微生物分布。在“组学”16S rRNA基因测序策略分析中,其物种多样性结果与纯培养趋同,菌群物种在数量上随菖蒲组织生态位的分布自下而上数量逐渐减少。本文在纯培养分菌鉴定中,发现多株潜在新分类单元。以其中一株分离自植物根际土细菌YIM X0211~T进行多相分类研究,根据多重指标验证该菌株的新分类地位,为鞘氨醇杆菌属的一个新物种,并命名为Sphingobacterium soli sp.nov.。