【毕业学位论文】（Word原稿）水稻内生菌及其根系土壤微生物群落多样性的研究

分类号： 单位代码： 10389 密 级： 学 号： (S/B) 福建农林大学硕士学位论文 水稻内生菌及其 根系土壤微生物群落多样性的研究 on of of .) 学 科 门 类：农学 一级学科名称：植物保护 二级学科名称：植物检疫 研 究 方 向：微生物多样性 研 究 生： 指 导 教 师： 教授 研究员 完 成 时 间：二 年四月 on of of .) of o 2010 独创性声明 本人声明，所呈交的学位（毕业）论文，是本人在指导教师的指导下独立完成的研究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。 学位（毕业）论文作者亲笔签名： 日期： 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位（毕业）论文的规定，即学校有权送交论文的复印件， 允许论文被查阅和借阅 ; 学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在 年后解密可适用本授权书。 不保密，本论文属于不保密。 学位（毕业）论文作者亲笔签名： 日期： 指导教师亲笔签名： 日期： 目 录 中文摘要 I 一 章 绪 论 4 1 水稻内生菌的研究进展 4 物 内生菌的定义 4 稻中的内生细菌 4 稻内生细菌的起源 4 稻内生细菌多样性 . 5 稻内生细菌的功能 6 物内生细菌和根系土壤微生物与植物的相互关系 6 物内生细菌和根系土壤微生物对寄主的促生作用 7 物内生细菌和根系土微生物对寄主植物病原微生物的拮抗作用 7 生物群落结构研究方法 8 生物群落结构常见的研究方法 8 本研究的总体思路、主要内容及创新点 11 研究的总体思路 11 要内容 11 新点 11 第二章水稻品种内生细菌群落结构多样性 11 1 引言 11 2 材料与方法 12 料 12 试 水稻品种 12 养基及其试剂 12 器及分析软件 12 法 12 稻的采集 12 生细菌分离与培养 12 稻内生细菌种类鉴定（ 12 肪酸的检测 13 理统计分析 13 3 结果与分析 13 稻内生细菌种类鉴定 13 稻内生细菌群落结构分析 1 同部位水稻内生细菌 0类分析 2 稻内生细菌主成分分析 2 4 讨论 3 第三章 水稻品种内生细菌与根系土壤细菌的相关性 3 1 引言 3 2 材料与方法 4 料 4 稻品 种 4 养基与试剂 4 器与分析软件 4 法 4 稻的采集 4 稻内生细菌和根系土壤细菌分离与培养 4 稻内生细菌和根系土壤细菌种类鉴定 4 稻生物学特性调查 4 理统计方法 5 3 结果与分析 5 稻根系土壤细菌和内生细菌的种类鉴定 5 生细菌的鉴定 5 系土壤细菌的鉴定 6 稻内生细菌与根系土壤细菌群落结构多样性指数比较 6 稻内生细菌与根系土壤细菌群落结构典型相关分析 7 稻根系细菌和内生细菌群落结构与水稻生物学特征 的 关分析 10 4 讨论 10 第四章 水稻内生菌群落脂肪酸生物标记的多样性 11 1 引言 11 2 材料与方法 12 料 12 稻材料 12 剂 12 法 12 稻品种采集 （同上） 12 稻内 生菌脂肪酸生 物标记提取方法 12 稻内生细菌脂肪酸生物标记检测 12 理统计方法 13 3 结果与分析 13 稻内生菌脂肪酸生物标记群落结构分析 13 稻内生菌脂肪酸生物标记聚类分析 14 同品种水稻内生菌脂肪酸含量 比较 14 稻内生菌脂肪酸生物标记非线性映射分析 15 4 讨论 16 第五章 水稻不同品种根系土壤微生物 多 态性 17 1 引言 17 2 材料与方法 17 料 17 试材料 17 剂 17 器与分析软件 18 法 18 稻品种采集（同上） 18 间试验设计和性状调查 18 系土壤取样方法 18 壤脂肪酸生物标记（ 析方法 18 理统计分析 19 3 结果与分析 19 稻根系土壤微生物群落脂肪酸生物标记的群落结构分析 19 稻根系土壤微生物 脂肪酸生物标记的分布特性 21 同水稻品种根系土壤微生物 脂肪酸生物标记种类和总量的 比较 22 同水稻品种根系土壤特征微生物 脂肪酸生物标记含量的比较 23 同水稻品种根系土壤硫酸盐还原细菌和甲烷氧化菌含量的比较 24 同品种水稻根系土壤微生物脂肪酸生物量总量与水稻品种特性相关性分析 24 于脂肪酸生物标记的不同水稻品种聚类分析 25 4 讨论 25 第六章 小结和展望 27 小结 27 展望 27 参考论文 28 致 谢 33 作者简介 34 I 中文摘要 1. 水稻品种内生细菌群落结构多样性 以分离培养方法对野生稻、常规稻及杂交水稻内生细菌的多样性进 行了初步研究。结果表明野生、常规及杂交水稻植株内存在大量的内生细菌，共分离到 29 株内生细菌， 29 种分离物进行 生物全自动鉴定 ，相似度系数大于 有 27 个细菌， 隶属于 11 个 种， 5 个属，分别为芽孢杆菌属（ 假单胞菌属（ 寡养单胞菌属（ 金杆菌属（ 不动杆菌属（ 。 其中优势属为芽孢杆菌属 （ ，对以内生细菌为样本，以品种为变量进行主成分分析 可以得到内生细菌可以聚为三类，与品种有关。以汕优 63 不同部位为材料，并采用 0类分析得到：内生细菌分布与部位有关。 2. 水稻品种内生细菌与根系土壤细菌的相关性 以 航 1 号，航 2 号，优航 1 号，优航 2 号，汕优 63 为材料分析内生细菌和根系土壤细菌群落结构得到，内生细菌有 13 种，根系土壤细菌 10 种，总共 18 种，群落多样性指数分析得到，内生细菌群落多样性高于根系土壤细菌；对内生细菌和根系土壤细菌群落结构典型相关分析得到，相关系数有 4 个，当 R= ，两者呈最高相关； 内生细菌和根系土壤细菌与水稻的生物学特性相 关分析得到 ： 两者都与 穗粒数，结实率，千粒重，理论亩产存在极显著正相关，而与水稻有效穗呈负相关。 3. 水稻内生菌群落总体脂肪酸多样性 通过磷脂脂肪酸（ 良法并分析水稻内生菌 样性发现：水稻内生菌 有特异性，聚类分析得到内生菌脂肪酸可以聚为两大类，非线性映射分析得到，内生菌脂肪酸在不同品种分布有特征性。 4. 水稻根系微生物群落总体脂肪酸多样性 采用 脂肪酸生物标记 （ ，分析 4 个 优 为母本的水稻品种和 3 个 优制 5 为父本的 水稻品种在同等栽培条件下 根系土壤微生物群落结构，从而探讨其与水稻品 种特性的内在联系，为水稻育种和品种改良提供科学依据。试验结果表明：水稻根系土壤脂肪酸生物标记丰富， 共检测到8 条 ， 其中完全分布的生物标记有 23 条，不完全分布的有 15 条；水稻 根系土壤中细菌 的量 真菌 放线菌 。不同品种，其根系微生物脂肪酸生物标记组成结构存在差异：对根系土壤特征脂肪酸生物标记 16:0（细菌）、 18:19（真菌）、 10Me （放线菌）、 106:0（ 硫酸盐还原细菌 ）和 16:15（ 甲烷氧化菌 ）比较 可知， 优制 5 为父本的 品种含量高，最高的为金生优制 5， 优 为 母本的低，含量最低的为 优 797。 对 量和水稻生育特征进行 关分析结果表明： 植株有效穗和产量呈正相关，但与株高呈负相关。对水稻根系土壤脂肪酸生物量总量 进行聚类 分析发现： 优 为母本的品种聚为一类， 优制 5 为父本的聚为一类，表现出水稻遗传特性在其根系微生物 脂肪酸生物标记 （ 的差异性。本研究结果表明： 水稻根系土壤微生物群落 构丰富 ，根系土壤微生物群落 构与品种生育特性有相关性，同时受水稻遗传亲缘关系远近的影响。 关键字： 水稻 内生细菌 根系土细菌 群落结构 多样性 . of of 9 of IS of 27 of is .5 1 5 1 is 0-1 by of of 2. of of he to of of We of 0 3 3 18 in of s by =10003. of of he of y of in 27 in 9 of 4. of of of 97, 55, 55, , , , in to to of in 8 in 3 5 in to to or to to in so It in of 4 第 一 章 绪 论 1 水稻内生菌的研究进展 物 内生菌的定义 各种各样的微生物，包括真菌，放线菌和其他微生物已在植物体内 被 发现，并认为是内生菌，通常病原菌不认为是内生菌。 1898 年， 早报道植物中有内生菌，他在牧草（ 子内分离到放线菌 1。早期内生菌的研究主要是定殖于禾本科植物地上组织内的丝状真菌如 究发现被 染过植株可以促进植物产量和对病，虫和干旱的抗逆性，这种内生菌在农业中已被广泛应用 2。内生 真菌，包括那些定殖在禾本科植物内微生物， 也已 陆续被报道。 最早开展植物内生细菌 的 研究 是 1870 年由 人进行 3。尽管现在普遍认为内生细菌包括在植物病害状中植物组织内的各类细菌。 次描述了健康植物根部存在大量的内生菌 4， 道了在 28 种健康植物的叶，茎和根中有内生细菌的存在。自 1940 年， 出现了 在各种植物器官中存在有 固定 的内生细菌 的报道 5。 1980 年，在禾本科植物中发现有固氮活性的内生细菌。自以后，将固氮内生菌接种到植物内，目前在非根瘤作物如 水稻，已经取得了重要的成就 6。 内生菌的定义有很多，随着研究的进一步深入，定义也在不断的完善。现在最恰当的定义为 人提出的，他们认为内生细菌为一种经过表面消毒，或者从植株内直接提取对植株没有明显危害的一类内生菌。这个定义包括了表面中性或者潜在致病菌等内生物。它也包括在内生过程中定殖于植物表面和植物内的细菌 7。一些内生细菌认为对植物生长有利，包括促进植物生长，诱导植物抗病性和提高寄主植物固氮能力，为了在农业中发挥内生菌这些特性，现在大量实验正在进行，但是我们对于内生菌生态学的知识还很少 。 稻中的内生 细 菌 稻内生 细 菌的起源 植物 内生菌认为起源于外界环境中 ， 并通过 气孔