番茄根际微生物组分析及防病促生菌的筛选
番茄具有多种维生素等营养物质，居室保洁13825404095是一种非常重要的蔬菜经济作物。在番茄生产过程中往往通过施用化肥农药达到增产和防治病虫害的目的，然而长期过量施用化肥农药带来了农残超标、水体富营养化等污染问题，危害人体健康，破坏生态环境。微生物在促进作物养分吸收、维持作物健康中发挥着重要作用。功能微生物不仅可以促进植物生长、提高产量，还可以提高植物抗性，防治病害，从而能够部分替代化肥农药，达到减少污染和保护生态的目的。然而传统研究往往只注重微生物功能研究，忽视了菌株的定殖能力，导致实际应用效果不稳定。近年来随着微生物组学和培养组学相关技术的快速发展，为获得定殖能力强的高活性功能菌株提供了技术手段。本研究利用16SrRNA扩增子测序技术，分析了不同品种及生长发育期番茄根际细菌群落组成和结构；利用培养组学技术高通量分离培养健康番茄根际细菌，通过生物信息学流程鉴定了根际细菌的组成，并与16SrRNA扩增子序列比对，结合丰度及文献报道挑选目标菌株；然后通过解磷活性、产铁载体活性检测及对植物病原菌拮抗试验，对菌株进行功能筛选；最后通过盆栽试验检测菌株在番茄根际的定殖能力，验证所筛选的菌株对作物的防病和促生效果以及对根际微生物种群的影响。主要研究结果如下： （1）通过对不同品种及生长发育期番茄根际细菌进行16SrRNA扩增子测序分析，发现品种和生长发育阶段对根际细菌的多样性、丰富度和群落结构产生了影响，其中对群落结构的影响更为显著。不同条件下的细菌群落结构组成相似，变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidota）是主要优势菌门，蓝细菌门（Cyanobacteria）在F85和F689中相对丰度较高；优势菌属主要有链霉菌属（Streptomyces）、列契瓦尼而氏菌属（Lechevalieria）、微杆菌属（Microbacterium）、德沃斯氏菌属（Devosia）、假单胞菌属（Pseudomonas）、申氏杆菌属（Shinella）、芽孢杆菌属（Bacillus）、黄杆菌属（Flavobacterium）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingobium）、剑菌属（Ensifer）、Mitsuaria等。 （2）采用高通量分离培养技术对健康番茄根系细菌进行分离，通过生物信息学流程鉴定，共分离出702个ASV，属于8门14纲33目75科161属175种，主要的优势菌门有变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes），物种数较高的属主要有假黄单胞菌属（Pseudoxanthomonas），微杆菌属（Microbacterium），鞘氨醇单胞菌属（Sphingobium），黄单胞菌属（Xanthomonas）等。通过与16SrRNA扩增子测序的序列进行比对分析，发现相对丰度gt;0.1%的ASV有145个，其中已分离培养的有113个。结合纯度、丰度及文献分析，共挑选9株细菌进行后续试验研究，分别为P1E3（Pseudomonaspiscium）、P2B4（Bacillusvelezensis）、P2H4（Shinellakummerowiae）、P3E5（Mitsuarianoduli）、P4C8（Brevundimonasvesicularis）、P5A12（Chitinophaganiabensis）、P5C5（Bacillusvelezensi）、P5H4（Sphingobiummellinum）和P6F7（Ensifersesbaniae）。 （3）通过平板筛选，结果表明9株目标细菌都具有解磷活性，6株细菌能够产生铁载体。通过对峙试验，发现对尖孢镰刀菌（Fusariumoxysporum）有明显抑制作用的菌株有6株，对灰葡萄孢（Botrytiscinerea）有明显抑制作用的菌株有8株，对青枯劳尔氏菌（Ralstoniasolanacearum）有抑制效果的有2株。 （4）利用利福平对目标细菌进行抗性标记，然后检测菌株的定殖能力，结果显示有6株细菌在28天还能够稳定定殖。通过盆栽试验测定番茄幼苗的茎粗、株高、根冠比、地下鲜重和壮苗指数等指标，发现目标菌株可以促进植株生长；通过盆栽抗病试验，发现P2B4和P5C5（Bacillusvelezensis）对番茄青枯病防效达到50%左右，病情指数减少30左右。在番茄根际接种促生菌30天后，进行根际微生物16SrRNA高通量测序，结果发现除P1E3（Pseudomonaspiscium）组外，其它有益菌都提高了番茄根际细菌群落的丰富度和多样性，优势菌门和优势菌属的组成没有影响，但改变了相对丰度，总体上提高了有益微生物的相对丰度。
番茄;微生物;根际微生物;防病促生菌;高通量分离
齐鲁工业大学