抗稻瘟病品种的根际细菌群落变化及Bacillus velezensis的拮抗作用

《Microbial Ecology》：Rhizosphere Bacterial Community Shifts in Rice Blast–Resistant Cultivars and the Antagonistic Activity of Bacillus velezensis

　　

摘要

根际微生物组与植物健康密切相关，可能影响水稻与稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）之间的相互作用。在这项温室研究中，通过16S rDNA扩增子测序技术，比较了抗病和易感水稻品种在病原体感染前后的根际细菌群落。研究发现，抗病品种与易感品种之间的根际细菌多样性和群落组成存在显著差异，并且在病原体侵害后根际细菌群落发生了明显变化。不同品种及病情条件下检测到了不同的微生物富集模式。值得注意的是，Bacillus属细菌在抗病品种的健康植株和易感品种的感染植株中均有富集现象，这表明它们与疾病状态有关，并可能在水稻根际中发挥重要的生态作用。网络分析进一步表明，品种的抗病性与其根际微生物群落结构存在关联。此外，从健康水稻植株的根际中分离出一种名为Bacillus velezensis H2的细菌菌株，通过对该菌株进行形态学、生化和基因组分析（包括16S rRNA测序和SNP分析）对其特征进行了鉴定。利用antiSMASH软件进行的全基因组分析发现了多个参与次生代谢物生成的生物合成基因簇，其中包含非核糖体肽合成酶。B. velezensis H2在体外表现出对M. oryzae的强抗菌活性，提示其具有作为生物防治候选菌的潜力。总体而言，本研究描述了与水稻抗病性相关的根际细菌群落变化，并将B. velezensis H2确定为一种有助于可持续控制稻瘟病的有前景的拮抗细菌。

图形摘要

根际微生物组与植物健康密切相关，可能影响水稻与稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）之间的相互作用。在这项温室研究中，通过16S rDNA扩增子测序技术，比较了抗病和易感水稻品种在病原体感染前后的根际细菌群落。研究发现，抗病品种与易感品种之间的根际细菌多样性和群落组成存在显著差异，并且在病原体侵害后根际细菌群落发生了明显变化。不同品种及病情条件下检测到了不同的微生物富集模式。值得注意的是，Bacillus属细菌在抗病品种的健康植株和易感品种的感染植株中均有富集现象，这表明它们与疾病状态有关，并可能在水稻根际中发挥重要的生态作用。网络分析进一步表明，品种的抗病性与其根际微生物群落结构存在关联。此外，从健康水稻植株的根际中分离出一种名为Bacillus velezensis H2的细菌菌株，通过对该菌株进行形态学、生化和基因组分析（包括16S rRNA测序和SNP分析）对其特征进行了鉴定。利用antiSMASH软件进行的全基因组分析发现了多个参与次生代谢物生成的生物合成基因簇，其中包含非核糖体肽合成酶。B. velezensis H2在体外表现出对M. oryzae的强抗菌活性，提示其具有作为生物防治候选菌的潜力。总体而言，本研究描述了与水稻抗病性相关的根际细菌群落变化，并将B. velezensis H2确定为一种有助于可持续控制稻瘟病的有前景的拮抗细菌。

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