接種2種不同促生菌對(duì)番茄根菌群結(jié)構(gòu)及多樣性的影響

馮燕輝 熊娟 黎燁 張婷 程林潔 金玲月 張沁怡 藍(lán)燦華 田寶玉

摘 要：為了解析具有不同IAA分泌特性的促生菌在植物體內(nèi)的存在模式及其促生機(jī)制。以不可產(chǎn)IAA的植物促生菌Lysinibacillus xylanilyticus CZ29和可產(chǎn)IAA的植物促生菌Rhizobium radiobacter GF12為材料，分別接種于盆栽新中蔬四號(hào)番茄幼苗根部，以不接種菌株為對(duì)照，采用基于細(xì)菌16S rRNA基因V5～V7可變區(qū)高通量測(cè)序的方法，分析2種不同促生菌在植物根內(nèi)定植情況及其對(duì)生長(zhǎng)得到促進(jìn)的植物根內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)和多樣性的影響。結(jié)果顯示：接種2株促生細(xì)菌之后，這2株促生菌在生長(zhǎng)得到促進(jìn)的植物根內(nèi)的定植量無(wú)顯著變化，說(shuō)明促生菌接種的促生長(zhǎng)作用并非是通過(guò)接種促生菌的定植量增加而實(shí)現(xiàn)。且經(jīng)2種不同促生菌分別接種處理后生長(zhǎng)得到促進(jìn)的番茄根內(nèi)生菌物種豐富度（Chao1指數(shù)）以及細(xì)菌多樣性（Shannon指數(shù)）相對(duì)于對(duì)照以及相互之間均沒(méi)有顯著差異性（P>0.05），表明這2株促生菌的促生長(zhǎng)作用與內(nèi)生菌菌群豐富度和多樣性沒(méi)有直接聯(lián)系?；贠TU水平的層次聚類和PLS-DA等分析表明，2株促生菌接種均可顯著影響番茄根內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)組成，導(dǎo)致原有的內(nèi)生菌菌群平衡被打破但其具體的影響不同。其中，接種不可產(chǎn)IAA的植物促生菌L.xylanilyticus CZ29的組別中Roseateles、Sphingobium和Rhizobium益生菌受到顯著富集;Myroides、Chryseobacterium、Achromobacter及Strenotrophomonas致害菌被顯著抑制（P<0.05）。接種可產(chǎn)IAA的植物促生菌R.radiobacter GF12的組別中各菌屬菌群平均豐度與對(duì)照相比波動(dòng)都不明顯，菌群結(jié)構(gòu)與對(duì)照更為相似并表現(xiàn)出內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)組成更加穩(wěn)定的特點(diǎn)。因此推測(cè)，不可產(chǎn)IAA的植物促生菌L.xylanilyticus CZ29是通過(guò)富集益生菌抑制有害菌從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)。可產(chǎn)IAA的植物促生菌R.radiobacte GF12則是通過(guò)同時(shí)上調(diào)植物內(nèi)生菌各主要菌群的豐度從而構(gòu)建更加穩(wěn)定的內(nèi)生菌群增大植物的抗刺激能力及分泌IAA而促進(jìn)植物生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：植物促生菌;接種;內(nèi)生菌;菌群結(jié)構(gòu);高通量測(cè)序

中圖分類號(hào)：S 641.2 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? 文章編號(hào)：0253-2301（2021）06-0006-09

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.06.002

Abstract： In order to analyze the existence pattern and growth-promoting mechanism of the growth-promoting bacteria with different IAA secretion characteristics in plants， Lysinibacillus xylanilyticus CZ29， the plant growth-promoting bacteria that could not produce IAA， and Rhizobium radiobacter GF12， the plant growth-promoting bacteria that could produce IAA， were used as the materials to be inoculated in the roots of potted tomato seedlings， Xinzhongshu No.4， and the high-throughput sequencing based on the variable region of the bacteria 16S rRNA gene V5-V7 was used to analyze the colonization of the two different growth-promoting bacteria in plant roots whose growth has been promoted and their effect on the structure and diversity of endophytic bacterial flora in plant roots. The results showed that after inoculating the two growth-promoting bacteria， the colonization of the two growth-promoting bacteria in the plant roots whose growth has been promoted did not change significantly， indicating that the growth-promoting effect of the growth-promoting bacteria inoculation was not achieved by increasing the colonization of the inoculated strains. After the inoculation with two different growth-promoting bacteria respectively， there was no significant difference （P>0.05） between the species richness （Chao1 index） and bacterial diversity （Shannon index） of endophytes in tomato roots compared to the control group and between each other， which showed that the growth-promoting effect of these two growth-promoting bacteria was not directly related to the richness and diversity of endophyte flora. The analysis of hierarchical clustering based on OTU level and PLS-DA showed that the inoculation of the two growth-promoting bacteria could significantly affect the composition of the endophyte flora in tomato root， causing the balance of the original endophytic flora to be broken but the specific effects were different. Among them， the probiotics such as Roseateles， Sphingobium and Rhizobium were significantly enriched in the group inoculated with L.xylanilyticus CZ29， the plant growth-promoting bacteria that could not produce IAA; the harmful bacteria such as Myroides， Chryseobacterium， Achromobacter and Strenotrophomonas were significantly inhibited （P<0.05）. In the other experimental group inoculated with R.radiobacter GF12， the plant growth-promoting bacteria that could produce IAA， the average abundance of each bacterial genus did not fluctuate significantly compared with the control group， and the microbial community structure was more similar to that of the control group and showed a more stable structure. Therefore， it was hypothesized that L.xylanilyticus CZ29， the plant growth-promoting bacteria that could not produce IAA， promoted the plant growth by inhibiting the harmful bacteria through the enrichment of probiotics， while Rhizobium radiobacter GF12， the plant growth-promoting bacteria that could produce IAA， promoted the plant growth by simultaneously up-regulating the abundance of the main flora of plant endophytes to construct a more stable endophytic flora， thus to increase the anti-irritating ability of plants and secrete IAA.

Key words： Plant growth-promoting bacteria; Inoculation; Endophyte; Microbial community structure; High-throughput sequencing

植物內(nèi)生菌是指其生活史的某一階段或全部過(guò)程生活于植物各種組織、器官內(nèi)部或細(xì)胞間隙但不導(dǎo)致明顯病害的真菌或細(xì)菌[1-3]，其主要通過(guò)從表面嚴(yán)格消毒的植物組織中分離得到[2]，既包括中性菌、促生菌，也包括某些潛伏的或條件致病的病原微生物[3-4] ，盡管如此，目前還是普遍認(rèn)為植物內(nèi)生菌在植物生長(zhǎng)、發(fā)育以及健康中發(fā)揮著重要作用[3-5]。比如一些促生菌長(zhǎng)期穩(wěn)定定植于植物體內(nèi)并與宿主形成一種互利共生的關(guān)系，使植物具有例如內(nèi)生固氮、溶磷、抗病害等優(yōu)勢(shì)[1，3，5-6]，并在全球氣候變暖、大量?jī)?yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)用地喪失、全球農(nóng)作物面臨巨大環(huán)境壓力的今天，起到促進(jìn)植物生長(zhǎng)并緩解植物生長(zhǎng)壓力的作用[7]。但是，在自然界中植物促生菌的來(lái)源十分有限。大量的研究數(shù)據(jù)表明，每克根的根內(nèi)生環(huán)境中的細(xì)菌量只有104～108個(gè)，植物內(nèi)生菌無(wú)論是從數(shù)量上還是物種多樣性上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于土壤和植物根際細(xì)菌[10-12]，且植物宿主根周圍的土壤微生物中也僅2%～5%的具有根際定植能力的自由細(xì)菌可侵入根部成為促生菌[8-12]。

現(xiàn)有的研究表明，接種特定根促生細(xì)菌是改善植物根際和內(nèi)生細(xì)菌促生作用的有效手段。如，Ke等[13]在兩種水分條件下，研究了內(nèi)生假單胞菌A1501接種玉米后對(duì)植株生長(zhǎng)和植株含氮量的影響;Barriuso等[14]研究10種植物促生長(zhǎng)根細(xì)菌（PGPR）對(duì)松果體生長(zhǎng)和菌根生長(zhǎng)的促進(jìn)作用，均證明了促生菌的接種對(duì)植物生長(zhǎng)有明顯促進(jìn)作用。盡管如此，目前對(duì)促生菌引入后其在植物體內(nèi)的存在模式及其對(duì)植物內(nèi)生菌的影響和真正的促生機(jī)制的報(bào)道仍舊較少且尚不夠深入[15-17]。與此同時(shí)，近年來(lái)伴隨著基于核糖體rRNA基因的宏基因組測(cè)序和分析技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)國(guó)內(nèi)占全年蔬菜栽培總面積15%左右[18-19]的番茄植物的根內(nèi)生菌種群組成及其多樣性有了更為深入的了解[9，19]，并從中鑒別出了大量豐富且功能多樣的促生細(xì)菌，包括抑菌、鐵載體產(chǎn)生、固氮以及依賴IAA產(chǎn)生的植物生長(zhǎng)促進(jìn)細(xì)菌等[20-22]。

因此，本研究在前期解析番茄根微生物組菌群結(jié)構(gòu)組成，以及根內(nèi)生菌分離、鑒定和活性篩選的基礎(chǔ)上，挑選2株具有不同IAA分泌特性的促生菌株研究促生菌接種后生長(zhǎng)得到促進(jìn)的番茄植物根內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)和多樣性，旨在解釋具有不同IAA分泌特性的接種促生菌在植物體內(nèi)的存在模式及其促生機(jī)制，從而為在實(shí)踐上構(gòu)建健康的植物內(nèi)生微生物組及發(fā)展高效的微生物肥料奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與儀器

1.1.1 材料與試劑 實(shí)驗(yàn)室前期在番茄根際分離出的2株具有不同IAA分泌特性、對(duì)番茄植株具有同等程度促生效果的促生菌，分別為L(zhǎng)ysinibacillus xylanilyticus CZ29和Rhizobium radiobacter GF12，其中R.radiobacter GF12具有利用色氨酸分泌IAA的能力，而L.xylanilyticus CZ29則無(wú);FastDNASpin Kit試劑盒。

1.1.2 儀器與設(shè)備 IonSSTMXL測(cè)序平臺(tái);Illumina Miseq高通量測(cè)序平臺(tái)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 接種試驗(yàn) 通過(guò)用等濃度的2株菌菌液分別浸泡10粒番茄種子并于盆栽土中播種，同時(shí)菌液均勻撒在種子周圍土壤中，設(shè)置不添加任何微生物對(duì)照組，同時(shí)試驗(yàn)組、對(duì)照組各3個(gè)重復(fù)。

1.2.2 樣品采集及測(cè)定 番茄生長(zhǎng)1個(gè)月后收集每盆長(zhǎng)勢(shì)最好的植株根為一個(gè)樣，共9個(gè)樣品。緊接著將番茄根表面消毒后收集到無(wú)菌離心管中，按照FastDNASpin Kit試劑盒中要求提取總基因組DNA作為細(xì)菌16S rRNA的PCR擴(kuò)增模板，采用IonSSTMXL測(cè)序平臺(tái)的V5～V7引物799F（5′-AACMGGATTAGATACCCKG-3′）和1193R（5′-ACGTCATCCCCACCTTCC-3′）進(jìn)行擴(kuò)增。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物純化后，擴(kuò)增子送交上海生物工程科技有限公司進(jìn)行高通量測(cè)序。

1.3 數(shù)據(jù)處理

擴(kuò)增子交由上海生物工程科技有限公司進(jìn)行Illumina Miseq高通量測(cè)序。檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)CASAVA堿基識(shí)別分析轉(zhuǎn)化為原始測(cè)序序列。利用cutadapt（version 1.2.1）軟件去除引物接頭序列，再根據(jù)PE reads之間overlap關(guān)系，利用pear（version 0.9.6）軟件將成對(duì)的reads拼接成一條序列，然后按照barcode標(biāo)簽序列識(shí)別并區(qū)分樣品得到各樣本數(shù)據(jù)，最后用Prinseq（version 0.20.4）軟件對(duì)各樣本數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)控過(guò)濾，得到各樣本有效數(shù)據(jù)。還要使用Usearch（version5.2.236）去除預(yù)處理后序列中非擴(kuò)增區(qū)域序列，而后對(duì)序列進(jìn)行測(cè)序錯(cuò)誤校正，并調(diào)用Uchime（version 4.2.40）進(jìn)行鑒定嵌合體。隨后，再將去除嵌合體的序列與數(shù)據(jù)庫(kù)代表性序列進(jìn)行blastn比對(duì)，低于閾值的比對(duì)結(jié)果認(rèn)為是靶區(qū)域外序列，并剔除掉該部分序列，得到最終有效序列。

使用97%相似度的OTU，利用Mothur（version 1.30.1）做rarefaction分析，用R制作曲線圖從而分析數(shù)據(jù)合理性。利用RDP classifier（version 2.12）對(duì)OTU進(jìn)行物種分類，并用blastn將OTU序列與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，篩選出OTU序列的最佳比對(duì)結(jié)果，并對(duì)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行過(guò)濾，根據(jù)OTU表繪制各個(gè)樣品不同分類水平物種結(jié)構(gòu)組成柱狀圖，更加直觀地看出樣本間的關(guān)系及物種構(gòu)成。采用Alpha多樣性指標(biāo)的Shannon指數(shù)、Chao1指數(shù)對(duì)樣品微生物物種的豐富度和多樣性進(jìn)行評(píng)估。采用PLS-DA分析來(lái)評(píng)估樣本β多樣性及不同樣本群落組成相似性和差異等。

2 結(jié)果與分析

2.1 2株促生菌在番茄根內(nèi)的定植情況評(píng)估

通過(guò)受試促生菌的16S rDNA序列與9個(gè)樣品的Illumina測(cè)序聚類的OTU相應(yīng)序列比對(duì)發(fā)現(xiàn)，OTU 18與L.xylanilyticus GF12、OTU 409與R.radiobacter CZ29的序列一致性高達(dá)99%（圖1），說(shuō)明OTU 18與OTU 409分別為L(zhǎng).xylanilyticus GF12和R.radiobacter CZ29在樣品中的OTU。對(duì)比其OTU豐度在對(duì)照組和試驗(yàn)組中的變化（表1），OTU豐度在相應(yīng)的處理中沒(méi)有明顯增加（P>0.05），表明2種促生菌接種后它們的定植量無(wú)顯著變化，因而促生菌接種的促生長(zhǎng)作用并非是通過(guò)接種菌株的定植量增加而實(shí)現(xiàn)。

將這2株促生菌的菌群豐度在組內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)比較，結(jié)果顯示，在對(duì)照組中，Rhizobium與Lysinibacillus無(wú)顯著區(qū)別，于GF12組中也無(wú)顯著差異，反倒是CZ29組中的Rhizobium豐度（平均3.15%）極其顯著地（P<0.01）高于組中的Lysinibacillus（平均0.25%）。除此之外，分別對(duì)Rhizobium和Lysinibacillus在3組中的分布進(jìn)行對(duì)比，也僅發(fā)現(xiàn)被R.radiobacte CZ29侵染的組別中Rhizobium得到顯著富集，充分說(shuō)明了不管在組間還是組內(nèi)，Rhizobium侵染、定植能力都更強(qiáng)（圖2）。

2.2 促生菌接種對(duì)番茄根內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)組成的影響

本研究利用blastn將OTU序列與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，共注釋到20個(gè)門分類與373個(gè)屬分類，其中，各樣品相對(duì)豐度較高的前14個(gè)門與屬分別占據(jù)了99%和68%以上。由此，對(duì)不同樣品中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)在門和屬分類水平上的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在門水平下，番茄根內(nèi)生菌菌群主要由Proteobacteria（73.44%±12.60%）、Bacteroidetes（8.10%±3.71%）、Actinobacteria（11.48%±12.89%）和Firmicutes（6.18%±1.92%）等構(gòu)成。相對(duì)于對(duì)照組，經(jīng)促生菌接種的2個(gè)組別中的Proteobacteria菌門平均相對(duì)豐度均增長(zhǎng)8%左右，F(xiàn)irmicutes菌門則均減少約2%，漲落幅度大體一致?？傮w上，經(jīng)促生菌侵染后的處理組在大部分門的豐度上與對(duì)照組相比沒(méi)有顯著性差異。但仍可以從圖2a看出，2株促生菌接種在門水平下對(duì)番茄根內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)組成的影響存在著一定程度的差異，可分泌IAA促生菌接種所帶來(lái)的影響似乎更?。▓D2a），這一推測(cè)也在屬水平下的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中得到了驗(yàn)證。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，屬水平下的CZ29組中Roseateles（8.24%±1.30%）、Sphingobium（6.72%±1.94%）和Rhizobium（3.15%±1.49%）較于對(duì)照（平均豐度分別是0.33%±0.03%、0.44%%±0.62%、0.42%%±0.17%）得到了顯著富集（P<0.05）;Myroides（0）、Chryseobacterium（0.001%±0.01%）、Achromobacter（0.03%±0.05%）及Strenotrophomonas（0.04%±0.01%）與對(duì)照（平均豐度分別為1.72%±0.62%、1.97%±3.18%、1.84%±0.69%、18.66%±5.71%）比則被抑制（P<0.05），Strenotrophomonas僅有對(duì)照的0.2%，相反，GF12組各菌屬菌群平均豐度波動(dòng)則都不明顯（圖2b）。因此，推斷L.xylanilyticus GF12與R.radiobacte CZ29接種后對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的促生效果雖然基本相同但其促生機(jī)制不同。

2.3 促生菌接種對(duì)番茄根內(nèi)生菌菌群豐富度和多樣性的影響

9個(gè)樣品經(jīng)質(zhì)量控制后，共獲得L.xylanilyticus CZ29處理的167366個(gè)、R.radiobacte GF12處理的132009個(gè)和對(duì)照組的136479個(gè)有效序列，共2412種OTU。并由稀釋性曲線可知，多數(shù)樣本序列數(shù)在接近10000個(gè)時(shí)，OTU已經(jīng)接近飽和，說(shuō)明再增加測(cè)序量對(duì)于發(fā)現(xiàn)新OTU的邊際貢獻(xiàn)很小，說(shuō)明測(cè)序數(shù)據(jù)量合理，所含菌種數(shù)較多?，F(xiàn)有測(cè)序量已經(jīng)可以反映出樣品中細(xì)菌豐度信息，滿足進(jìn)一步分析要求。同時(shí)，所有樣本的測(cè)序Coverage指數(shù)都大于0.99，說(shuō)明根際內(nèi)生菌樣品文庫(kù)種序列基本都被測(cè)出，未被測(cè)到的概率較低，測(cè)序結(jié)果可以反映樣品真實(shí)情況。圖3 Alpha多樣性分析表明，Shannon指數(shù)、Chao1指數(shù)在三組處理間差異不顯著（P>0.05）。其中，CZ29組Shannon指數(shù)（3.94）、Chao1指數(shù)（824.65）最高，群落豐富度及多樣性最大，GF12組的Shannon指數(shù)、Chao1指數(shù)（2.93、587.80）最低，因而相對(duì)其他兩個(gè)組別經(jīng)R.radiobacte GF12侵染后的番茄根內(nèi)生菌菌群的優(yōu)勢(shì)菌突出且豐度更高（圖3）。

2.4 促生菌接種對(duì)番茄根內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)和β多樣性的影響

樣本與物種關(guān)系圖顯示了屬水平上豐度最高的優(yōu)勢(shì)類群與不同組樣品的關(guān)聯(lián)關(guān)系。圖4中顯示，部分的優(yōu)勢(shì)種群在樣本中分布相對(duì)較不均勻，Bacteroidetes菌門的Myroides與GF12組相關(guān)度更高;Proteobacteria菌門的Stenotrophomonas與CZ29組根樣品相關(guān)度極低，而在其他兩組樣品中有明顯優(yōu)勢(shì)，以上表明促生菌的處理確實(shí)對(duì)內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響（圖4）。同時(shí)數(shù)據(jù)也表明L.xylanilyticus CZ29和R.radiobacte GF12促生菌處理對(duì)植物根內(nèi)生細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)組成均有明顯影響（ANOSIM：R=0.626，P=0.022）?；诓煌瑯悠肺锓N組成相似性的PLS-DA分析，CZ29組、GF12組、對(duì)照組在第一主成分（21.31%）和第二主成分（11.22%）上均存在一定的相對(duì)距離，也補(bǔ)充說(shuō)明了3組樣品間存在差異（圖5a）。除此之外，OTU水平的Bray-Curtis分析結(jié)果顯示（圖5b）：9個(gè)樣品聚為2類，且兩類差異性明顯;其中CZ29_1、CZ29_2和CZ29_3聚為一支，其他樣品聚為另一支;另一支下又分為兩小支，GF12_1和GF12_3聚為一小支，GF12_2和CO_1、CO_2、CO_3聚為另一小支，表明盡管2株促生菌接種均打破了番茄根內(nèi)原有內(nèi)生菌群的平衡，但被R.radiobacte GF12促生菌處理后的番茄根內(nèi)生菌的群落卻與對(duì)照組更為相似。

3 結(jié)論與討論

部分內(nèi)生菌普遍存在于大多數(shù)植物中，并提供天然益處，目前大多數(shù)的研究報(bào)道表明，內(nèi)生菌的有益作用主要是來(lái)自促生菌同時(shí)具備固氮能力或分泌IAA等促生特性的影響[23-30]，然而促生菌侵染并定植于內(nèi)生菌群是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，其影響因素眾多，如植物、土壤條件、生物地理學(xué)因素等，因此直至現(xiàn)在關(guān)于促生菌的促生機(jī)制研究仍不夠明了，同時(shí)現(xiàn)階段促生菌接種相關(guān)研究多集中于對(duì)根際土壤微生物影響上[31]。故本研究通過(guò)高通量分析2株具有相同促生效果、不同產(chǎn)IAA特性的促生菌接種對(duì)植物根內(nèi)生菌群結(jié)構(gòu)和多樣性影響，旨在解釋接種促生菌導(dǎo)致的菌群變化的促生作用，以期對(duì)促生菌促生機(jī)制的研究提供參考。

（1）芽孢桿菌和根瘤菌是常見(jiàn)的促生細(xì)菌[32]，本試驗(yàn)中2株促生菌在番茄根內(nèi)的定植情況評(píng)估結(jié)果表明，接種2株促生細(xì)菌之后，它們的定植量無(wú)顯著變化，因而促生菌接種的促生長(zhǎng)作用并非是通過(guò)接種菌株的定植量增加而實(shí)現(xiàn)。且從數(shù)據(jù)可以看出，Rhizobium較于Lysinibacillus表現(xiàn)出了更強(qiáng)的侵染和定植能力。

（2）Alpha多樣性分析中Chao1指數(shù)以及Shannon指數(shù)相對(duì)于對(duì)照以及相互之間差異不顯著（P>0.05），說(shuō)明這2株促生菌的促生長(zhǎng)作用與內(nèi)生菌菌群豐富度、多樣性不存在明顯相關(guān)，然而在韋江璐等人的促生菌對(duì)土壤細(xì)菌群落功能多樣性的影響的研究中，各菌株處理后土壤細(xì)菌群落物種豐富度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和均勻度指數(shù)卻均顯著高于對(duì)照[33]，說(shuō)明相對(duì)于土壤細(xì)菌來(lái)說(shuō)，植物內(nèi)生菌群對(duì)外來(lái)刺激更能表現(xiàn)出防御能力并具有相對(duì)穩(wěn)定性。比較三組中Chao1指數(shù)以及Shannon指數(shù)分布可得，CZ29組Shannon指數(shù)（3.94）、Chao1指數(shù)（824.65）最高，群落豐富度及多樣性最大，而GF12組的（2.93、587.80）最低，因而相對(duì)其他兩個(gè)組別經(jīng)R.radiobacte GF12侵染后的番茄根內(nèi)生菌菌群的優(yōu)勢(shì)菌突出且豐度更高，內(nèi)生微生物群的結(jié)構(gòu)組成趨于穩(wěn)定。

（3）基于OTU水平的層次聚類和PLS-DA等分析顯示，2株促生菌接種顯著影響了番茄根內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)組成，但其影響結(jié)果不同。在屬水平下，L.xylanilyticus CZ29侵染的組中Roseateles、Sphingobium和Rhizobium益生菌受到顯著富集;Myroides、Chryseobacterium、Achromobacter及Strenotrophomonas致害菌則被大量抑制，而GF12組的各菌屬菌群平均豐度相較于對(duì)照波動(dòng)則都不明顯。結(jié)合以上的結(jié)果，經(jīng)R.radiobacte GF12侵染后的番茄根內(nèi)生菌菌群的優(yōu)勢(shì)菌突出且豐度更高，內(nèi)生微生物群的組成更加趨于穩(wěn)定。綜上所述，推測(cè)L.xylanilyticus CZ29促生菌是通過(guò)富集益生菌抑制有害菌從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)的。R.radiobacte GF12則是通過(guò)同時(shí)上調(diào)植物內(nèi)生菌各主要菌群的豐度從而構(gòu)建更加穩(wěn)定的內(nèi)生菌群增大植物的抗刺激能力并分泌IAA而促生。

參考文獻(xiàn)：

[1]ROSENBLUETH M，MARTíNEZ-ROMERO E.Bacterial endophytes and their interactions with hosts[J].Mol Plant-Microbe Interact，2006，19：827-837.

[2]SCHULZ BJE，BOYLE CJC，SIEBER TN.Microbial root endophytes[M].Berlin：Springer-Verlag，2006：1-32.

[3]LIU H W，CARVALHAIS LC，CRAWFORD M.Inner plant values：Diversity，colonization and benefits from endophytic bacteria[J].Front Microbiol，2017，8：1-17.

[4]GAIERO J R，MCCALL C A，THOMPSON K A，et al.Inside the root microbiome：Bacterial root endophytes and plant growth promotion[J].American Journal of Botany，2013，100（9）：1738-1750.

[5]SANTOYO G，MORENO-HAGELSIEB G，OROZCOMOSQUEDAN MDEL C，et al.Plant growth-promoting bacterial endophytes[J].Microbiological Research，2016，183（5）：92-99.

[6]HASSANI MA，ZKURT E，SEYBOLD H.Interactions and coadaptation in plant metaorganisms[J].Annu Rev Phytopathol，2019，57：483-503.

[7]RACHEL B，STEFANR J，GAYATHRI I，et al.Plant Growth-Promoting Rhizobacteria：Context，Mechanisms of Action，and Roadmap to Commercialization of Biostimulants for Sustainable Agriculture[J].Frontiers in plant science，2018，9：1-17.

[8]HASSAN E，DINESH K，MAHESHWARI.Use of plant growth promoting rhizobacteria（PGPRs）with multiple plant growth promoting traits in stress agriculture：Action mechanisms and future prospects[J].Ecotoxicology and Environmental Safety，2018，156：1-22.

[9]TIAN B Y，CAO Y，ZHANG K Q.Metagenomic insights into communities，functions of endophytes，and their associates with infection by root-knot nematode，Meloidogyne incognita，in tomato roots[J].Scientific Reports，2015（5）：17087.

[10]BULGARELLI D，SCHLAEPPI K，SPAEPEN S.Structure and Functions of the Microbiota of Plants[J].Annu Rev Plant Biol，2013，64：807-38.

[11]TURNER T R，JAMES E K，POOLE P S.The plant microbiome[J].Genome Biol，2013，14（6）：1-10.

[12]CASTRO-SOWINSKI S，HERSCHKOVITZ Y，OKON Y，et al.Effects of inoculation with plant growth-promoting rhizobacteria on resident rhizosphere microorganisms[J].FEMS Microbiology Letters，2007，276（1）：1-11.

[13]KE X B，F(xiàn)ENG S，WANG J，et al.Effect of inoculation with nitrogen-fixing bacterium Pseudomonas stutzeri A1501 on maize plant growth and the microbiome indigenous to the rhizosphere[J].Systematic and Applied Microbiology，2019，42（2）：248-260.

[14]BARRIUSO J，RAMOS SOLANO B，SANTAMARíA C，et al.Effect of inoculation with putative plant growth-promoting rhizobacteria isolated from Pinus spp.on Pinus pinea growth，mycorrhization and rhizosphere microbial communities[J].Journal of Applied Microbiology，2008，105（5）：1298-1309.

[15]DARINE T，ALESSIO M，HAROUN BA，et al.Effect of on-field inoculation of Phaseolus vulgaris with rhizobia on soil bacterial communities[J].FEMS microbiology ecology，2011，77（1）：221-222.

[16]CAI F，PANG G，MIAO Y Z，et al.The nutrient preference of plants influences their rhizosphere microbiome[J].Applied Soil Ecology，2017，110：146-150.

[17]REINHOLD-HUREK B，BUNGER W，BURBANO C S.Roots Shaping Their Microbiome：Global Hotspots for Microbial Activity[J].Annu Rev Phytopathol，2015，53（1）：403-424.

[18]LU J，SHAO G C，CUI J T，et al.Yield，fruit quality and water use efficiency of tomato for processing under regulated deficit irrigation：A meta-analysis[J].Agricultural Water Management，2019，222：301-312.

[19]邵光成，吳世清，房凱，等.生物炭添加提高漬水條件下番茄產(chǎn)量改善品質(zhì)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35（19）：160-167.

[20]CHENG Z Q，LEI S N，LI Y，et al.Revealing the variation and stability of bacterial communities in tomato Rhizosphere microbiota[J].Microorganisms，2020，8（2）：170-185.

[21]TIAN B Y，ZHANG C J，YE Y，et al.Beneficial traits of bacterial endophytes belonging to the core communities of the tomato root microbiome[J].Agriculture，Ecosystems and Environment，2017，247：149-156.

[22]MA R Q，CAO Y，CHENG Z Q，et al.Identification and genomic analysis of antifungal property of a tomato root endophyte Pseudomonas sp.p21[J].Antonie van Leeuwenhoek，2017，110（3）：11-22.

[23]黎燁，熊娟，張婷，等.番茄根內(nèi)生細(xì)菌的促生及其優(yōu)勢(shì)種群的篩選和分析[J].福建農(nóng)業(yè)科技，2019（11）：17-24.

[24]KIRAN R G，PAUL F D，ANDREAS E，et al.Soil Inoculation with Bacillus spp.Modifies Root Endophytic Bacterial Diversity，Evenness，and Community Composition in a Context-Specific Manner[J].Microbial ecology，2018，76（3）：741-750.

[25]ALMEIDA AR，ALVES M，DOMINGUES I，et al.The impact of antibiotic exposure in water and zebrafish gut microbiomes：A 16S rRNA gene-based metagenomic analysis[J].Ecotoxicology and Environmental Safety，2019，186：1-10.

[26]徐瓊，劉洋，曲勤鳳，等.高通量測(cè)序分析不同地區(qū)紅腐乳細(xì)菌多樣性[J].食品科學(xué)，2020，41（10）：110-116.

[27]雷少楠，程志強(qiáng)，熊娟，等.患根腫病的上海青根內(nèi)生菌組成和結(jié)構(gòu)的研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2017，33（33）：39-45.

[28]GABRIELA Q，GORKA E，RICARDO A，et al.Radial water transport in arbuscular mycorrhizal maize plants under drought stress conditions is affected by indole-acetic acid（IAA）application[J].Journal of plant physiology，2020，246-247：1-12.

[29]ZHANG Y Z，LI Y P，HASSAN M J，et al.Indole-3-acetic acid improves drought tolerance of white clover via activating auxin，abscisic acid and jasmonic acid related genes and inhibiting senescence genes[J].BMC Plant Biology，2020，20（1）：1-12.

[30]GOREN-SAGLAM N，HARRISON E，BREEZE E，et al.Analysis of the impact of indole-3-acetic acid（IAA）on gene expression during leaf senescence in Arabidopsis thaliana[J].News of Science，2020，26：733-745.

[31]韓麗珍，劉暢，周靜.接種促生菌對(duì)花生根際土壤微生物及營(yíng)養(yǎng)元素的影響[J].基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)，2019，38（7）：3065-3073.

[32]金月波.水稻根際促生菌篩選及其對(duì)水稻促生效果研究[J].遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，22（2）：4-7.

[33]韋江璐，覃英，謝顯秋，等.促生菌對(duì)土壤養(yǎng)分、酶活性及細(xì)菌群落功能多樣性的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2020，51（10）：2348-2357.

（責(zé)任編輯：柯文輝）