根际促生菌研究论文

越来越多的证据证实了植物相关细菌对植物生长和生产力的重要性，因此假设细菌和外来植物之间的相互作用可能在植物入侵中起重要作用。然而，与入侵植物相关的细菌群落的多样性知之甚少。因此，我们根据从中国中部亚热带山区的四个Senecio vulgaris种群的57个样本中获得的16S rRNA基因数据，研究了与入侵一年生植物Senecio vulgaris L.（菊科）相关的根际和内生细菌的多样性。在植物区室之间观察到多样性的显着差异。具体而言，根际含有更多的细菌操作分类单位，并且显示出比叶和根内球更高的α多样性。细菌群落组成的相对丰度分布在区室和群体之间显着不同，特别是在门和家族水平。然而，前五个门（Proteobacteria，Firmicutes，Bacteroidetes，Actinobacteria和Acidobacteria）占所有细菌群落的90%以上。此外，从不同的Senecio vulgaris种群中观察到具有共同核心细菌组的类似内生群落。内生的重金属抗性溶磷细菌（Brevundimonas diminuta），固氮细菌（Rhizobium leguminosarum）和耐寒细菌（Exiguobacterium sibiricum）以相对较高的丰度存在于内生。这项研究揭示了细菌群落的结构及其在入侵性Senecio vulgaris植物中的推定功能，是研究植物-细菌相互作用在中国入侵该物种中的作用的第一步。核内细菌OTU的选择根据每个隔室每个OTU的平均相对丰度和相对频率（rf）手动选择核心OTU。使用以下公式计算每个OTU的rf:rf=存在某个OTU的样品数量/样品总数。我们首先将OTU从最高相对丰度排序到最低，然后选择一定数量的顶级OTU，这些OTU总共占细菌群落总丰度的约80%。这类似于Werner等人（2011）提出的应用于微生物群落分析的帕累托概念（80-20规则）。在确定之后，我们绘制了每个样本类型的核心OTU的平均相对丰度和频率。基于输出归一化数据进行α和β多样性的分析。我们使用纯素包装中的“多样性”函数（Dixon，2003）计算了Shannon的多样性指数（H'），而Venn图则使用VennDiagram包装的“”函数绘制（Chen，2016）。通过使用multcomp包中的函数“glht”完成的不同样品组之间的Shannon指数（H'）平均值的多重比较来比较区室和位置之间细菌α多样性的差异，因为该功能提供了用于比较异方差下的多种方法（Herberich，Sikorski＆Hothorn，2010）。Tukey事后检验用于多重比较，单步法用于调整P值（表S3）。韦尔奇的t检验与学生的t检验相似，可以在两个比较组的方差不相等时应用。前五个门和前10个科的丰度数据在不同植物区室之间具有不相等的差异。因此，为了确定前五个门和前10个家族的丰度在植物区室之间是否存在显着差异，我们使用STAMP软件进行了Welch的t检验（Parks等，2014）。使用纯素包装中的函数“vegdist”计算样品之间的Bray–Curtis距离。使用纯素包进行非度量多维标度（NMDS）。如Desgarennes等人（2014）所述，在纯素食包装中使用功能“adonis”进行排列多变量分析（PERMANOVA），该分析由NMDS图和Bray-Curtis距离证实。除Welch的t检验外，所有分析均使用R进行（R Core Team，2015）。我们收集了中国中部亚热带山区4个Senecio vulgaris种群的根际土壤，根和叶内生样品。从这些样品获得的细菌16S rRNA基因数据揭示了在不同植物区室和取样位置之间与该侵入性植物物种相关的细菌群落中的显着结构差异。然而，尽管采样点之间的距离超过100公里，海拔1200-1800米，但从叶和根内生群落中观察到类似的核心细菌。正如预期的那样，我们观察到重金属抗性，溶磷和固氮细菌，如和，以及相对较高丰度的根和叶。这些细菌可能参与植物对重金属污染和土壤营养不良的适应。然而，耐寒细菌的存在是出乎意料的。这些类型的细菌的存在对于寻常链球菌适应恶劣环境可能是重要的。未来的研究应该在植物中分离这些内生菌并在体外和体内测试它们的功能。