微生物组与代谢组联合分析解淀粉芽孢杆菌对水分亏缺下马铃薯的促生效应

作者：邢媛; 顾雅婷; 刘丽; 李刚惠; 郭华春; 李俊^*

来源：南方农业学报, 2023, 54(07): 1977-1987.

• 马铃薯
• 水分亏缺
• 根际细菌
• 差异代谢物
• 解淀粉芽孢杆菌
• 促生效应

【目的】探究水分亏缺下马铃薯接种解淀粉芽孢杆菌B9601-Y2对其根部生长代谢、根际细菌结构多样性的影响，为微生物与植物互作及诱导植物对干旱产生耐受性提供理论依据。【方法】以1株解淀粉芽孢杆菌B9601-Y2及对水分亏缺敏感的马铃薯品种滇薯1418为材料，设定4个处理：BD处理，水分亏缺，接菌，土壤相对湿度（45±5）%;BCK处理，正常供水条件，接菌，土壤相对湿度（75±5）%；对照（CK），正常供水条件，未接菌；D处理，水分亏缺，未接菌（空白对照）。测定各处理的菌株定殖情况，采用广泛靶向代谢组学技术及基于Illumina NovaSeq测序技术对马铃薯根部代谢物、土壤细菌多样性及相对丰度进行分析。【结果】B9601-Y2菌株能在水分亏缺条件下的马铃薯根部定殖，定殖率为65.71%，微生物处理因素对马铃薯根系活力、根冠比均有极显著影响（P<0.01，下同）。根际细菌多样性结果显示，通过分类操作单元（OTU）聚类共获得7538个OTUs，水分亏缺下接菌处理（BD处理）提高了类诺卡氏菌属（Nocardioides）和大理石雕菌属（Marmoricola）的相对丰度。根部差异代谢物主要集中在氨基酸的生物合成途径，其中，氨基酸类差异代谢物受不同水分处理影响的有5种、受不同接菌处理影响的有3种。经微生物组与代谢组联合分析，水分亏缺条件下接菌处理（BD处理）存在酸微菌属（Iamia）与N-甲酰-L-蛋氨酸、L-γ-谷氨酰胺-L-亮氨酸均呈极显著正相关，接菌处理（BCK和BD处理）均存在假诺卡氏菌属（Pseudonocardia）、大理石雕菌属和类诺卡氏属与L-甲硫氨酸、L-脯氨酸呈极显著正相关。【结论】水分亏缺条件下的马铃薯根部定殖解淀粉芽孢杆菌B9601-Y2，使其根系活力与根冠比增加，改变根际细菌结构及其相对丰度，优势菌属与氨基酸类差异代谢物的密切互作对马铃薯有促生效果，使其对干旱的耐受性提升。

• 单位
  云南农业大学