表型特征结合基因组分析鉴定不同菌落形态Bacillus velezensis ACCC 19742

在中国农业微生物菌种中心(ACCC)菌株的定期转接保藏过程中,发现解淀粉芽孢杆菌ACCC 19742在同一培养基上出现两种不同的菌落形态,将这两个不同形态的菌株编号为19742-1和19742-2。通过形态学、生理生化及基因组分析相结合鉴定不同菌落形态ACCC 19742,并进一步确定该菌株的分类地位。首先将菌株进行分离与纯化,其次将纯化后的菌株进行16S rRNA及gyrB基因扩增及序列分析,通过MEGA 7.0软件构建系统发育树;API 20NE、BIOLOG及脂肪酸等分析菌株的生理生化特性;全基因组分析菌株的ANI和DDH值。两株菌在API 20NE中,仅葡萄糖酸盐同化反应存在差异;脂肪酸检测中主要组成相同,仅是百分含量方面略有差别;两株菌的16S rRNA基因相似性为100%,gyrB基因的相似性为99.4%;全基因组测序表明,两株菌的ANI值为99.95%,DDH值为99.62%。综合遗传学特征和表型特征,证实两者为来源于同一菌株不同的形态变异型,而并非污染所致。同时,19742-1和19742-2与Bacillus velezensis NRRL_B 41580~T的ANI及DDH值最高,分别为97%和77%,且16S rRNA和gyrB系统进化分析也表明,该菌株在分类地位上属于贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),而非解淀粉芽孢杆菌。这为菌株的保藏提供了一定的参考价值。

长期稻-稻-紫云英轮作对水稻种子内生细菌的影响及促生功能评价

种子被视为有益微生物的储存库和载体。与根际和叶际相比,种子相关细菌的研究还十分落后。本研究以长期绿肥植物与水稻轮作(稻-稻-紫云英,R-R-MV)和冬闲(稻-稻-冬闲,R-R-WF)两种种植模式的水稻种子为材料,分离种子内生细菌;在对菌株进行16S r RNA基因系统发育分析基础上,依据分离来源和分类地位选择代表菌株,进行溶磷、产IAA和铁载体等植物促生功能的检测。结果显示,绿肥轮作后水稻种子内生细菌的数量显著高于冬闲,群落组成也发生了明显变化。在属水平上,Pseudomonas和Xanthomonas是R-R-WF中的优势属,分别占28.57%和26.19%,而R-R-MV中Pantoea是优势属,占27.94%,其次是Pseudomonas(14.71%)和Paenibacillus(13.24%)。进行功能检测的31个菌株中,大多数分离株具有有益于植物的特性,表明种子内生细菌与植物的生长及健康密切相关。本研究不仅揭示了长期轮作条件可以改变种子的微生物组成,还获得了有益的微生物资源,将有助于种子内生菌作为生物接种剂在可持续农业中的研究和应用。

一株水稻内生菌久留里副伯克霍尔德(Paraburkholderia kururiensis)的分离鉴定及促生功能的评价

从水稻根中分离出的内生细菌HMC50通过16S rRNA基因和全基因组序列分析鉴定为久留里副伯克霍尔德菌(Paraburkholderia kururiensiss)。在基因组水平预测到该菌株具有与促进植物生长、鞭毛介导的运动性和解毒作用相关的主要特征,发现与固氮相关的18个基因中包括关键基因nifH以及色氨酸合酶α链(EC 4.2.1.20)基因和色氨酸合酶β链(EC 4.2.1.20)基因,因此推测该菌株具有固定N_(2)和分泌生长素(IAA)的能力;通过植物促生特性试验的验证,发现HMC50的确具有分泌IAA的能力(29.57 mg/L)并且具有较高的固氮酶活性11.9nmol/(mL·h),除此之外,该菌株同时具有产铁载体的能力,定量检测A/Ar是0.29,1-氨基环丙烷羧酸脱氨酶活性为0.35 U/mg,溶解无机磷的能力较强(菌落溶磷透明圈直径HD与菌落直径CD的比值为3.97);盆栽试验发现该菌株对水稻有促进生长的潜能,接菌后水稻幼苗的根长、茎长、根重以及总鲜重上都优于空白对照组(P<0.05)。以上研究结果表明,Paraburkholderia kururiensis HMC50具有优良的功能特性,可以显著促进水稻幼苗生长,该研究结果可为水稻特用的微生物肥料研制提供优良的菌株资源。

水稻种子内生泛菌(Pantoea spp.)系统发育多样性及其促生功能

【目的】Pantoea菌株是广泛分布在自然界中的一类功能多样的细菌。本研究对分离自水稻种子内生的Pantoea菌株进行系统发育分析及功能评价,从而确定分类地位、种类多样性、分布特征及功能特性。【方法】采用乙醇-次氯酸钠联合灭菌方法进行水稻种子的表面灭菌,进行内生细菌的分离与纯化;其次将纯化后的菌株进行16Sr RNA基因PCR扩增及序列分析,通过MEGA7软件构建系统发育树;将分离得到的菌株进行功能实验检测,如溶磷、产IAA、产铁载体、拮抗病原真菌等特性,最后检测菌株的溶血性;水稻分型采用SSR方法,并对水稻农学性状如分蘖数、株高、植株重及产量进行调查。【结果】本研究对分离自8个不同基因型水稻种子中的146株内生Pantoea菌株进行系统发育分析及功能评价,结果发现所分离到的泛菌菌株主要属于Pantoea dispersa、Pantoea agglomerans、Pantoea cypripedii以及Pantoea brenneri四个种,其中P. dispersa的菌株数量最多,分布最广,并且存在于所有的8个水稻种子样品中。对其中66株菌进行功能检测,发现86.3%和69.7%的菌株具有溶磷和产IAA能力,有7株菌具有产铁载体能力,未发现对真菌病害Fusarium moniliforme有拮抗作用的菌株,并发现3株菌具有溶血性;本实验未发现泛菌组成与水稻系统发育及农学性状存在明显的相关性。【结论】本研究首次对水稻种子中泛菌的多样性及其功能进行报道,发现不同基因型的水稻种子所含Pantoea种类及组成存在差异,种子选择性地积累了Pantoea类群,大部分菌株具有一定的促生特性。该研究结果有助于进一步探究微生物与植物的共进化、种子微生物的传播途径及作用方式。