水稻种子的细菌含量和群落结构及其影响因素分析

Bacterial abundance and community structure in rice seeds and their influencing factors

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摘要[目的]种子是植物微生物群代际传递的重要途径,但种子携带的微生物群落尚缺乏系统的研究.本研究以水稻种子为模型,定量分析种子的细菌含量、测定种子的细菌群落结构、探究地域与品种对细菌含量及群落结构的影响和鉴定水稻种子的核心菌群.[方法]选取 18 个水稻品种,每个品种分别来自中国海南和天津 2 个地域,共 36 组样本.每组样本包含 5 或 10 个DNA样本,每个DNA样本由 3 粒种子提取的总DNA构成.使用细菌特异性 16S rDNA介导的荧光定量PCR技术测定种子的细菌含量,并分析影响因素;使用 16S rDNA扩增子测序技术测定种子的细菌群落结构,并用生物信息学方法分析了影响因素和核心菌群.[结果]本研究测定了1 080 粒水稻种子的细菌含量,发现经过表面除菌的水稻种子内部存在共栖细菌,平均每克种子的细菌含量为 1.53×106.水稻品种对种子的细菌含量有显著影响,而地域无影响.测定 180 个扩增子文库的细菌群落结构,发现水稻种子的菌群与水稻植株有相似之处,均以变形菌门为主要的细菌门类;地域对水稻种子的细菌群落结构有重要影响,不同地域的水稻种子在主坐标分析(principal co-ordinate analysis,PCoA)中有明显分离;而粳稻和籼稻之间无显著差异.还发现水稻种子存在核心菌群,且相对丰度高达总菌群的 85.56%.[结论]本研究系统地揭示了水稻种子的细菌含量、群落结构及其影响因素,为利用种传微生物促进水稻健康提供了数据和方法支持.