水稻茎部内生细菌及根际细菌群落结构多样性研究.doc

水稻茎部内生细菌及根际细菌群落结构多样性研究 胡桂萍1,2 尤民生* 刘波* 朱育菁2 郑雪芳林营志 (1福建省农林大学应用生态研究所，福建省福州市，350002；2福建省农业科学院农业生物资源研究所，福建省福州市，350003) 为探讨水稻内生细菌和根际细菌群落结构及与水稻的关系。2008年7月从5个品种水稻茎部和根际土分离内生细菌和根际细菌并脂肪酸鉴定。结果表明，内生细菌有13个种，属于9属根际细菌有13个种，于10属，两的优势菌为蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）。根际细菌、内生细菌和水稻生物学特征参数进行相关分析得到，根际细菌和内生细菌与水稻穗粒数，千粒重，亩产存在正相关有效穗。 植物内生细菌（Endophytic bacteria）是定殖在植物。[2]、增加产量[3,6]，抗逆境[5]、抗病害[3]等优势。 植物根际是一个复杂的生态系统，栖息着各种各样的微生物，其中，细菌是这些微生物中的组要组成成员[8]，细菌的组成及其生命活动对于植物的生长，产量以及整个生态系统的物质转化和能量流动均有着重要的作用[9]。研究表明大量的根际有益微生物具有固氮、解磷、产生植物激素等促进植物生长和防治病害的能力，对植物的益处主要表现在，提高根、茎、叶、穗等氮的含量，增加分蘖数、根长、根面积；提前孕穗期及开花期；增加穗粒数及粒重；提高叶绿素含量及种子萌发率等，提高作物产量等作用。 水稻是世界上最重要的谷类作物之一，是世界上50%以上的人口的粮食之源。目前，水稻的产量的提高主要依靠化肥和农药的大面积的施用，虽取得一定的效果，但是也产生了极大的环境问题，所以寻找另外一种新的环保的增产途径尤为重要。2006年我国学者报道利用内生菌技术培育出优质高产水稻，所以从微生物角度来研究水稻增产工作将是一个新的方法和新的研究领域。目前，国内外主要是集中于单个内生细菌或根际细菌对水稻的固氮、抗(病、促生等作用的研究，而对水稻内生细菌和根际细菌群落结构相关性研究及两者与植物相互作用的研究甚少。本研究通过分离不同品种水稻茎部内生细菌和根际土壤细菌，了解它们的群落结构组成，探讨在相同栽培条件下，水稻茎部内生细菌和根际细菌群落结构间的相互关系及其与水稻品种特性，试图通过内生细菌或者根际细菌群落结构特点为指标来指示水稻品种特性，从微生态学角度上分析水稻生长特性，为水稻品种特性研究开辟新的思路，同时也为进一步研究和开发利用有益内生细菌和根际细菌资源开发新的方法，为水稻增产工作奠定研究基础。 1 材料与方法 1.1 供试水稻 水稻由福建省农业科学院稻麦研究所提供，水稻品种为：航1号，航2号，Ⅱ优航1号，Ⅱ优航2号，汕优63。 1.2 方法 1.2.1 田间试验设计和性状调查 本试验于2008年在福建省农科院沙县水稻试验站进行5月16日播种，大棚旱育苗，6月26日插秧随机区组设计，重复3次，单行区，行长10，行距30，穴距13，每穴一棵苗，正常大田管理，生育期间调查抽穗期。9月日收获时10株，调查其穗数，计算10株穗数的平均数，选取与平均数相近的3株，风干后进行室内考种，考种项目有株高，穗数，总粒数，结实率等，并计算亩产。把掘出的水稻植株土壤部分严密的用塑料袋包住，并用细线扎好，带回实验室。去除水稻植株根外部土壤，采用表面消毒研磨法及平板稀释分离法。置于75%乙醇中浸泡1min后，于0.1%升汞中消毒2～3min，立即用无菌水漂洗3次（除去剩余升汞）。将样品移入无菌研钵中，用灭菌剪刀剪碎后加入10mL无菌水，充分研磨。静止20～30min后，吸取1mL进行梯度稀释，取后三个稀释度涂板，每个浓度3个重复。为了检查表面消毒效果，将表面消毒过的材料与培养基接触5min，在相同条件下培养4872h。如果平板没有菌落长出，那么表明消毒彻底，若平板有菌落长出，那么该菌不是内生细菌，弃之。稀释在9ml无菌水中取200μL稀释液涂布于NA平板上，后NA平板倒置于30℃暗培养箱计数、纯化、保存分离得到的菌株。’s LSD test）；相关分析采用，以5个水稻品种为样本，以内生细菌数量，根际细菌数量和水稻品种特性参数（包括生育期、穗瘟率、最高分蘖数、有效穗、成穂率、穗粒数、结实率、千粒重、亩产、株高）为变量，进行Pearson相关分析，所用软件为SPSS12.0（SPSS Inc., Chicago, Illinois, USA）。 结果与分析 不同品种水稻茎部内生细菌和根际细菌总量 试验结果见表2，水稻品种根际细菌差异很大，其中Ⅱ优航1号的根际细菌含量最高为，25.0×104cfu/g；其次为品种Ⅱ优航2号，根际细菌含量为25.0×104cfu/g；接下来依次为：汕优63，航1号，航2号，根际细菌含量分别为16.0×104cfu/g、12.0×104cfu/g、11