Page 85 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2024年第1期
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第43卷 第1期                          华  中   农   业  大   学  学   报                        Vol.43    No.1
               2024年    1月                   Journal  of  Huazhong  Agricultural  University    Jan. 2024，79~88

               吉泽，肖关丽，陈斌，等.干旱胁迫对马铃薯叶片内生细菌组成和结构的影响［J］.华中农业大学学报，2024，43（1）：79⁃88.
               DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.01.009

                       干旱胁迫对马铃薯叶片内生细菌组成和结构的影响


                             吉泽 ，肖关丽 ，陈斌 ，李俊逸 ，姚遥 ，祝春月 ，杨金睿                                    1
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                         1.云南农业大学农学与生物技术学院，昆明 650201； 2.云南农业大学植物保护学院，昆明 650201
                       摘要  为解析马铃薯应对干旱胁迫的响应机制，采用 Illumina Novaseq测序技术，对干旱胁迫下马铃薯叶片
                   中的内生细菌 16S rRNA 进行高通量测序，研究干旱胁迫下马铃薯叶片内生细菌组成及多样性的变化。结果显
                   示，在正常浇水和干旱胁迫下马铃薯叶片分别获得 1 548和 2 006条分类序列，其中正常浇水下特有 OTU 有 287
                   个，干旱处理下特有 OTU 有 769 个。在干旱胁迫下，内共生菌 candidatus Portiera 和杀雄菌属 Arsenophonus 的
                   丰度较正常浇水下减低了 95.9% 和 68.1%， 拟杆菌门 Muribaculaceae 拟杆菌目 Bacteroidales、毛螺菌属（Lachno‑
                   spira）、乳杆菌属（Lactobacillus）、毛螺菌科 NK4A136群（Lachnospiraceae_NK4A136_group）、根瘤菌属（Rhizobi‑
                   um）、螺杆菌属（Helicobacter）、链球菌属（Streptococcus）、脱硫弧菌属（Desulfovibrio）在干旱处理较正常浇水下分
                   别提高了 203.8%、152.4%、81.8%、89.7%、285.6%、1 428.0%、112.0% 和 148.4%；Shannon指数和 Simpson指数
                   均在干旱胁迫下显著高于正常浇水处理，ACE 指数和 Chao1 指数在干旱胁迫和正常浇水下无显著差异。结果
                   表明，干旱胁迫能影响马铃薯内生细菌群落结构组成，干旱胁迫下富集了内生优势菌门放线菌门和厚壁菌门，同
                   时伯克霍尔德氏科细菌相对丰度增加，可能是马铃薯应对干旱胁迫作出的积极响应。
                       关键词  马铃薯； 内生细菌； 干旱胁迫； 微生物群落； 高通量测序
                       中图分类号  S532 ； S182    文献标识码  A    文章编号  1000-2421（2024）01-0079-10

                   马铃薯（Solanum tuberosum L.）是重要的粮菜兼             转基因食品会在市场获得成功。植物-微生物的相
               用作物，其产量位居世界第四，仅次于稻米、小麦和                          互作用可以影响植物对干旱胁迫的反应                  ［6-7］ 。因此，
               玉米，是全球最便宜、最容易获得的蛋白质、必需氨                          揭 示 内 生 细 菌 在 植 物 抗 旱 性 中 的 作 用 是 非 常 重
               基酸、碳水化合物、矿物质、抗氧化剂和维生素的来                          要的。
                 ［1］
               源 。马铃薯在应对气候变化、食物生产、营养健康、                             植 物 内 生 细 菌 存 在 于 其 根 、叶 和 茎 等 组 织
               农业资源的合理与持续利用方面具有重要的战略地                           中 ［8-9］ ，在植物生长、增强对生物和非生物胁迫的耐
                 ［2］
               位 ，需要大力发展马铃薯生产。而水资源的匮乏， 受性和次生代谢物方面发挥着关键作用                                          ［10-11］ 。据报
               使马铃薯生产遭到严峻考验，许多发展中国家的马                           道，在干旱胁迫下将内生细菌 Bacillus pumilus 接种
               铃薯产区位于半干旱地区，干旱造成马铃薯大面积                           于甘草，甘草植株根长增加，过氧化氢酶（CAT）、谷
               减产，从而威胁到农业的可持续性              ［3-5］ 。             胱甘肽过氧化物酶（GPX）、谷胱甘肽还原酶（GR）活
                   迄今为止，为缓解干旱胁迫对植物生长和产量                         性提高，丙二醛（MDA）含量下降            ［12］ ，Gagne-Bourgue
               造成的影响，研究人员已经通过各种途径培育耐旱                           等 ［13］ 将倾草叶片内生细菌 Bacillus subtillis 接种于
               品种，常规育种和基因工程方法被用于创制耐旱和                           Brachypodium distachyon，植株地上部和地下部生物
               高产品种。然而，传统育种要耗费大量的人力物力                           量、可溶性糖含量和淀粉含量增加，干旱反应基因上
               以及时间，甚至可能会丢失其他的有益性状；利用基                          调表达。与其他作物相比，马铃薯对干旱胁迫更为
               因工程育种在理论上速度会更快，但是研究转基因                           敏感，干旱的发生，特别是在早期块茎形成期间，会
               作物同样也面临着时间和劳动力的挑战。此外，由                           影 响 块 茎 的 数 量 和 质 量 从 而 影 响 马 铃 薯 的 产
               于消费者对转基因植物的产品存在芥蒂，不能保证                           量 ［14-15］ 。为确保马铃薯的可持续生产，植物育种者

               收稿日期： 2022 ⁃ 09 ⁃ 23
               基金项目：云南省重大科技专项（2019ZG00902）
               吉泽，E-mail：jzllxt0504@163.com
               通信作者： 肖关丽，E-mail：glxiao9@163.com
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