馬鈴薯瘡痂病不同抗性品種發(fā)病與健康塊莖內(nèi)生細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性

楊鑫　賴振光　樊吳靜　李麗淑　何虎翼　唐洲萍

摘要：采用Illumina Miseq測(cè)序技術(shù)對(duì)比分析馬鈴薯不同抗性品種發(fā)病與健康塊莖內(nèi)生細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性和優(yōu)勢(shì)菌群的差異性。結(jié)果表明，病原菌侵染改變了內(nèi)生細(xì)菌原有的群落結(jié)構(gòu)組成和多樣性特征，與健康塊莖相比，易感病品種閩薯2號(hào)發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌Shannon指數(shù)降低，獨(dú)有OTU明顯提高，抗病品種中薯566發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌Shannon指數(shù)略有提高，獨(dú)有OTU數(shù)量降低；不同品種發(fā)病和健康塊莖門、屬水平上的主要優(yōu)勢(shì)菌分別為變形菌門（Proteobacteria）、慢生根瘤菌屬（Bradyrhizobium）；抗病品種塊莖內(nèi)生細(xì)菌多樣性和有益微生物群落結(jié)構(gòu)比易感病品種更豐富和穩(wěn)定，閩薯2號(hào)發(fā)病塊莖內(nèi)慢生根瘤菌屬、假單胞菌屬（Pseudomonas）、黃桿菌屬（Flavobacterium）等有益菌群不同程度降低，而中薯566發(fā)病塊莖有益微生物的相對(duì)豐度明顯提高；放線菌屬（Actinobacteria）是健康塊莖的重要細(xì)菌類群，對(duì)拮抗內(nèi)生菌的挖掘具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯瘡痂??；品種抗性；內(nèi)生細(xì)菌；群體多樣性；豐富度指數(shù)

中圖分類號(hào)：S435.32文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2023）14-0134-07

冬作馬鈴薯作為廣西優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，種植歷史悠久，隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略啟動(dòng)實(shí)施，種植區(qū)域逐步擴(kuò)展，由于帶菌種薯的轉(zhuǎn)移和栽培管理不當(dāng)導(dǎo)致馬鈴薯種植地均有瘡痂病發(fā)生，并呈逐年加重趨勢(shì)。馬鈴薯瘡痂病是由瘡痂病鏈霉菌（Streptomyces scabies）引起的一種土傳性和種傳性病害［1］，瘡痂病鏈霉菌的腐生性使其能在低溫生存，溫度升高恢復(fù)致病力，使其難以根治［2］，它主要危害塊莖表皮，在薯塊上形成凹陷或凸起的瘡痂狀斑塊，嚴(yán)重影響薯塊的外觀品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前主要依賴藥劑防治，雖取得一定成效，但也存在較大弊端，如農(nóng)藥殘留、病原菌抗藥性及植物微生態(tài)環(huán)境失衡等。“以菌治菌”的生物防治方法因具有高效性、低成本、環(huán)境友好等特點(diǎn)，逐漸成為馬鈴薯瘡痂病防治的熱點(diǎn)和趨勢(shì)。

植物內(nèi)生菌是指其生活史中的某一段時(shí)期生活在健康植物各組織器官的細(xì)胞間隙或者細(xì)胞內(nèi)部，不引起宿主植株發(fā)生明顯病害的一類微生物［3-4］。植物內(nèi)生菌長(zhǎng)期定殖于植物組織內(nèi)部并與之長(zhǎng)期協(xié)同進(jìn)化形成了互利共生的關(guān)系［5］，內(nèi)生菌與植物共同組成一個(gè)復(fù)雜微生態(tài)系統(tǒng)，使其具有豐富物種多樣性和特殊生物功能，對(duì)調(diào)節(jié)宿主體內(nèi)的微生態(tài)平衡以及促進(jìn)宿主植物健康生長(zhǎng)發(fā)揮重要作用，是一類具有巨大應(yīng)用潛能的新型生防資源［6-7］。研究發(fā)現(xiàn)，植物內(nèi)生菌的分布特征與其定殖宿主植物的種類或品種、部位以及生長(zhǎng)的地理環(huán)境等因素緊密相關(guān)［8］。不同抗性品種內(nèi)生菌群落結(jié)構(gòu)組成相似，但多樣性特征存在較大差異，內(nèi)生菌對(duì)寄主選擇偏好性可能與寄主自身的生理結(jié)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)代謝途徑以及其分泌的次生代謝產(chǎn)物有關(guān)［9-10］。健康和感病植株內(nèi)生菌存在明顯差異，內(nèi)生菌多樣性、豐富度與植株健康水平密切相關(guān)，病原菌的入侵降低了植株對(duì)外源菌的選擇性［11-12］。

馬鈴薯不同品種對(duì)瘡痂病具有不同的抗性［13-15］，這種抗性是否與抗感品種的內(nèi)生細(xì)菌有關(guān)，以及抗、感品種是否存在內(nèi)生菌多樣性和種群結(jié)構(gòu)的差異。為了解釋這個(gè)科學(xué)問(wèn)題，本研究采用Illumina Miseq測(cè)序技術(shù)對(duì)馬鈴薯抗瘡痂病品種和易感病品種、健康和發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)和多樣性進(jìn)行分析，探討品種抗性與其內(nèi)生細(xì)菌間存在的關(guān)系，旨為馬鈴薯內(nèi)生細(xì)菌微生物信息系統(tǒng)構(gòu)建、瘡痂病拮抗菌的篩選和利用提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試材料及病原菌

供試品種有費(fèi)烏瑞它、紫云1號(hào)、云薯304、希森6號(hào)、閩薯2號(hào)、華薯9號(hào)、黔芋8號(hào)、中薯早39、中薯566，均為無(wú)瘡痂病斑的原種一代，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所提供；供試病原菌株加利利瘡痂鏈霉菌（Streptomyces galilaeus），由內(nèi)蒙古大學(xué)馬鈴薯工程技術(shù)研究中心提供。

1.1.2 供試培養(yǎng)基

OMA培養(yǎng)基：20 g燕麥粉，煮沸20 min后，經(jīng)過(guò)3層紗布過(guò)濾，18 g瓊脂粉，混合后蒸餾水定容至1 000 mL，pH值調(diào)節(jié)到7.0。

1.1.3 主要試劑和儀器

細(xì)菌基因組提取試劑盒，購(gòu)自O(shè)MEGA公司；AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒，購(gòu)自AXYGEN公司；QuantiFluorTM-ST藍(lán)色熒光定量系統(tǒng)，購(gòu)自Promega公司；用PacBio構(gòu)建文庫(kù)和進(jìn)行測(cè)序。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不同抗性品種篩選

1.2.1.1 接種體的制備

供試菌株在燕麥培養(yǎng)基中28 ℃培養(yǎng)14 d，用無(wú)菌水沖洗菌株孢子并調(diào)節(jié)孢子懸浮液濃度為106 CFU/mL，采用平板稀釋涂布法確定孢子濃度。

1.2.1.2 播種與管理

盆栽試驗(yàn)前先進(jìn)行種薯催芽、薯塊消毒以及土壤滅菌，土壤與基質(zhì)按1 ∶1的比例混合后，在1×105 Pa條件下滅菌30 min；每盆種植1個(gè)薯塊，每個(gè)品種重復(fù)4次，分別于播種、播種后4周灌根接種200 mL菌懸液，對(duì)照處理澆入等量清水。播種后30 d，根據(jù)植株的生長(zhǎng)情況澆水，之后進(jìn)入控水期，待植株出現(xiàn)缺水癥狀后再澆水以促進(jìn)瘡痂病的發(fā)生。田間試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組排列，試驗(yàn)地點(diǎn)為廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建科研基地，時(shí)間為2021年11月至2022年3月，每個(gè)品種設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)面積為18 m2，單壟雙行品字形的擺放方式播種，株行距為25 cm×40 cm，種植密度為4 500株/667 m2。

1.2.1.3 收獲與病情調(diào)查

90 d后盆栽收獲，將所有直徑大于0.75 cm的塊莖進(jìn)行清洗，晾干后稱質(zhì)量，統(tǒng)計(jì)每個(gè)品種的發(fā)病率、病情指數(shù)，以及每個(gè)塊莖的病斑面積及塊莖表面深度最大的病斑深度。根據(jù)邢瑩瑩的病斑分類方法［14］計(jì)算每個(gè)植株中每一塊莖的病斑面積等級(jí)（MA）、病斑深度等級(jí)（MD）、瘡痂指數(shù)（scab indrx，SI），SI=（MA×MD）/20×100；根據(jù)每個(gè)處理瘡痂指數(shù)的平均值（MSI），將各品種分為5個(gè)等級(jí)：高抗，0＜MSI≤6；中抗，6＜MSI≤15；感病，15＜MSI≤22；易感，22＜MSI≥30；高感，MSI＞30。馬鈴薯成熟期，測(cè)定整個(gè)小區(qū)大、小薯質(zhì)量，折算商品薯率和產(chǎn)量。

1.2.2 高通量分析不同抗性品種內(nèi)生菌的多樣性

1.2.2.1 樣品表面消毒

取健康和發(fā)?。ㄆ骄總€(gè)薯塊發(fā)病等級(jí)3級(jí)）馬鈴薯塊莖，洗凈表皮，每個(gè)品種取3個(gè)大小均勻的薯塊，用1%吐溫20浸泡 1 min，2.5%硫代硫酸鈉浸泡10 min，無(wú)菌水沖洗3遍，取出后浸入10%無(wú)菌碳酸氫鈉溶液中15 min以破壞表面結(jié)構(gòu)，無(wú)菌水沖洗5次，最后1遍無(wú)菌水洗滌液涂板檢測(cè)無(wú)菌說(shuō)明表面消毒有效。用無(wú)菌打孔器（d=15 mm）從莖基部插入表面消毒好的薯塊，取出樣品，切成5 mm長(zhǎng)小塊，于超凈工作臺(tái)內(nèi)自然風(fēng)干，稱取1 g于無(wú)菌研缽用液氮研磨成粉末，轉(zhuǎn)至無(wú)菌離心管中。

1.2.2.2 基因組DNA提取及擴(kuò)增測(cè)序

使用DNA提取試劑盒對(duì)樣品進(jìn)行總DNA提取，利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)抽提的基因組DNA濃度和純度。利用16S rRNA基因通用引物799F（5′-AACMGGATTAGATACCCKG-3′）和1193R（5′-ACGTCATCCCCACCTTCC-3′）對(duì)V5～V6區(qū)域進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR反應(yīng)體系和反應(yīng)條件參考劉曉靜等的方法［15］。使用AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒（AXYGEN公司）切膠回收PCR產(chǎn)物，經(jīng)Tris_HCl洗脫，2%瓊脂糖電泳檢測(cè)，將PCR產(chǎn)物用QuantiFluorTM-ST藍(lán)色熒光定量系統(tǒng)進(jìn)行定量檢測(cè)。

1.2.2.3 Illumina PE250文庫(kù)構(gòu)建、測(cè)序及數(shù)據(jù)處理

連接“Y”字形接頭-使用磁珠篩選去除接頭自連片段-利用PCR擴(kuò)增進(jìn)行文庫(kù)模板的富集-氫氧化鈉變形，產(chǎn)生單鏈DNA片段。文庫(kù)構(gòu)建后利用Illumina公司的Miseq PE250進(jìn)行高通量測(cè)序。將有效序列按97%的相似性聚類成為操作分類單元（operational taxonomic units，OTU），進(jìn)行生物信息統(tǒng)計(jì)和物種分類學(xué)分析，計(jì)算樣品多樣性和優(yōu)勢(shì)物種豐度差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種抗性鑒定

本研究采用大田試驗(yàn)觀察產(chǎn)量性狀，盆栽接菌進(jìn)行抗性鑒定。試驗(yàn)結(jié)果表明，空白對(duì)照盆栽未感病，說(shuō)明基質(zhì)不含有瘡痂病病菌，滅菌徹底。由表1可知，全部材料的平均瘡痂指數(shù)（MSI）在10.00～28.00之間，紫云1號(hào)、中薯566、希森6號(hào)、云薯304的MSI為10.00～13.33，表現(xiàn)為中抗品種；費(fèi)烏瑞它、黔芋8號(hào)、華薯9號(hào)、中薯早39的MSI為 15.11～19.24，表現(xiàn)為感病品種；閩薯2號(hào)的MSI為28.00，表現(xiàn)為易感品種。通過(guò)抗性評(píng)價(jià)和產(chǎn)量性狀可知，閩薯2號(hào)的瘡痂指數(shù)顯著高于中薯566，在中抗品種中，中薯566的產(chǎn)量表現(xiàn)最好，因此，選擇中抗病品種中薯566和易感病品種閩薯2號(hào)開(kāi)展下一步試驗(yàn)。

2.2 測(cè)序數(shù)據(jù)分析

以中抗病品種中薯566和易感病品種閩薯2號(hào)的健康、發(fā)病塊莖為測(cè)序樣品，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)優(yōu)化處理后，處理A、B分別得到31 050、40 692條高質(zhì)量序列片段，11 716 232、15 329 918個(gè)堿基，序列平均長(zhǎng)度均為377 bp；處理C和處理D分別得到 47 864、43 344條高質(zhì)量序列片段，18 047 225、16 364 743 個(gè)堿基，序列平均長(zhǎng)度分別為377、378 bp（表2）。Specaccum物種累積曲線（圖1）反映，隨著樣本量的增加曲線逐步趨向平緩，說(shuō)明抽樣充分，可滿足樣品間細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析。

2.3 OTU聚類分析

在97%相似度水平上對(duì)樣品序列進(jìn)行OTU聚類，處理A鑒定得到細(xì)菌屬8個(gè)門，10個(gè)綱，27個(gè)目，43個(gè)科，84個(gè)屬，107個(gè)種，442個(gè)OTU；處理B鑒定得到細(xì)菌11個(gè)門，17個(gè)綱，41個(gè)目，64個(gè)科，134個(gè)屬，172個(gè)種，493個(gè)OTU；處理C鑒定得到細(xì)菌9個(gè)門，14個(gè)綱，34個(gè)目，56個(gè)科，105個(gè)屬，135個(gè)種，375個(gè)OTU；處理D鑒定得到細(xì)菌9個(gè)門，15個(gè)綱，33個(gè)目，60個(gè)科，125個(gè)屬，163個(gè)種，476個(gè)OTU（表2）。結(jié)果表明，發(fā)病塊莖OTU總量比健康塊莖低，中薯566發(fā)病和健康塊莖OTU總量均比閩薯2號(hào)少；與閩薯2號(hào)相比，中薯566發(fā)病后塊莖OTU總量明顯降低。

Venn圖能直觀展示不同樣本中共有和獨(dú)有的OTU（圖2），在屬和OTU水平下，4個(gè)樣本塊莖內(nèi)生細(xì)菌共有337個(gè)OTU，主要屬包括慢生根瘤菌屬（Bradyrhizobium）、中慢生根瘤菌屬（Mesonrhizobium）、假單胞菌屬（Pseudomonas）、葉桿菌屬（Phyllobacterium）、嗜甲基菌屬（Methylophilus）、沙雷氏菌屬（Serratia）等；處理A和處理B共有440個(gè)OTU，處理A和處理C共有447個(gè)OTU，處理C和處理D共有488個(gè)OTU，處理B和處理D共有530個(gè)OTU。處理A獨(dú)有OTU個(gè)數(shù)為348，主要有變形桿菌屬（Proteobacteria）、香味菌屬（Myroides）、根瘤菌屬（Allorhizobium）、黃桿菌屬（Flavobacterium）、鞘脂桿菌屬（Sphingobacterium），鞘氨醇桿菌屬（Chitinophaga）、根瘤菌屬（Allorhizobium）、新鞘酯菌屬（Novosphingobium）等；處理B獨(dú)有的OTU個(gè)數(shù)為82，主要屬包括伯克氏菌屬（Burkholderia）、鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）、原小單胞菌屬（Promicromonospora）、不黏柄菌屬（Asticcacaulis）、細(xì)鏈孢菌屬（Catenulispora）等；處理C獨(dú)有的OTU個(gè)數(shù)為56，主要屬包括Herminiimonas、黃桿菌屬（Flavobacterium）、根瘤菌屬、擬桿菌屬（Bacteroides）、賴氏菌屬（Leifsonia）等；處理D獨(dú)有的OTU個(gè)數(shù)為68，主要屬包括玫瑰單胞菌屬（Roseomonas）、根瘤菌屬、氣微菌屬（Aeromicrobium）、耐重金屬中慢生根瘤菌（Alsobacter）、類諾卡氏屬（Actinoplanes）等。結(jié)果表明，不同抗性品種健康塊莖共有的OTU數(shù)量比發(fā)病塊莖多；閩薯2號(hào)發(fā)病塊莖獨(dú)有OTU數(shù)量比健康塊莖明顯提高，中薯566發(fā)病塊莖獨(dú)有OTU數(shù)量比健康塊莖少。

2.4 內(nèi)生菌α多樣性分析

α多樣性可以反映微生物群落的豐度和多樣性。Chao、Richness指數(shù)反映樣品細(xì)菌群落物種的豐富度；Shannon、Simpson指數(shù)代表細(xì)菌群落多樣性；ACE、Evenness指數(shù)表示樣品細(xì)菌群落均勻度。其中，Simpson指數(shù)越大，說(shuō)明群落多樣性越低，其余指數(shù)值越大，說(shuō)明相應(yīng)的群落豐富度、多樣性和均勻度越高。

由表3可知，各處理樣品測(cè)序深度均達(dá)到0.99，表明測(cè)序結(jié)果合理。處理B和處理D的豐富度指數(shù)Chao、Richness分別比處理A和處理C高，處理A的多樣性指數(shù)Shannon比處理B低，處理C的多樣性指數(shù)Shannon比處理D高。由此可知，不同抗性品種發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌豐富度比健康塊莖降低，閩薯2號(hào)發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌多樣性指數(shù)降低，中薯566發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌多樣性比健康塊莖有所提高。

2.5 內(nèi)生菌群落組成和結(jié)構(gòu)分析

分別對(duì)4組樣品門、綱、目、科、屬水平的群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。由圖3可知，不同樣品內(nèi)生細(xì)菌共鑒定出5個(gè)門類，依次為變形菌門（Proteobacteria，73%～93%）、放線菌門（Actinobacteriota，3%～17%）、 擬桿菌門（Bacteroidota，4%～12%）、厚壁菌門（Firmicutes，1%～2%），其他占1%左右。不同抗性品種內(nèi)生細(xì)菌群落門水平上的組成相似，但豐度占比不同：處理A變形菌門占比最大，為93%，分別比處理B和處理C提高了27.40%和16.25%；放線菌門在處理B中占比最大，為17%，處理A放線菌門相對(duì)豐度比處理B降低了82.35%；擬桿菌門在處理C中占比最大，為12%，比處理D提高了200%。

由圖4可知，屬水平上，可歸類的微生物群落有慢生根瘤菌屬（Bradyrhizobium）、生根根瘤菌屬（Mesorhizobium）、假單胞菌屬（Pseudomonas）、黃桿菌屬（Flavobacterium）、葉桿菌屬（Phyllobacterium）、金黃桿菌屬（Phyllobacterium）、紅假單胞菌屬（Rhodopseudomonas）、沙雷氏菌屬（Serratia）等30個(gè)菌屬。不同處理主要的優(yōu)勢(shì)菌屬均為慢生根瘤菌屬，優(yōu)勢(shì)菌屬組成、相對(duì)豐度與品種抗性、健康程度不同而有所差異。處理A的優(yōu)勢(shì)菌屬主要有慢生根瘤菌屬（17.91%）、沙雷氏菌屬（12.49%）、生根根瘤菌屬（12.27%）、葉桿菌屬（5.40%）；處理B主要菌屬有慢生根瘤菌屬（20.04%）、假單胞菌屬（14.25%）、原小單胞菌屬（Promicromonospora，9.42%）、黃桿菌屬（5.95%）；處理C主要菌屬有慢生根瘤菌屬（11.77%）、黃桿菌屬（11.16%）、嗜甲基菌屬（Methylophilus，10.77%）、假單胞菌屬（9.70%）、生根根瘤菌屬（8.97%）；處理D主要菌屬為慢生根瘤菌屬（36.80%）、生根根瘤菌屬（16.68%）、葉桿菌屬（11.13%）、金黃桿菌屬（Chryseobacterium，4.83%）、紅假單胞菌屬（4.67%）。處理A慢生根瘤菌屬占比比處理B降低2.13%，處理C慢生根瘤菌屬、生根根瘤菌屬占比分別比處理D降低25.03%、7.71%；處理A假單胞菌屬、黃桿菌屬占比分別比處理B降低了12.25%、3.77%，而處理C假單胞菌屬、黃桿菌屬占比分別是處理D的6.9、25.5倍；處理A的沙雷氏菌屬相對(duì)豐度比處理B明顯提高。

2.6 組間內(nèi)生菌優(yōu)勢(shì)物種差異分析

利用LEfSe分析方法進(jìn)行病健馬鈴薯塊莖內(nèi)生菌差異顯著性分析。圖5-A為聚類樹，圖5-B是通過(guò)線性判別分析（LDA）分析2個(gè)組別當(dāng)中有顯著作用的微生物類群獲得的LDA分值圖。由 LDA值分布可知，B組物種豐度最高，為物種差異組。放線菌門（Actinobacteriota）、放線菌綱（Actinobacteria）、Thermoleophilia、微球菌目（Micrococcales）、假諾卡式目（Pseudonocardiales）、丙酸桿菌目（Propinibacteriales）、原小單胞菌屬（Promicromonosporaceae）、假諾卡式屬（Pseudonocardiaceae）以及厚壁菌門（Firmicutes）芽孢桿菌綱（Bacilli）芽孢桿菌目（Bacillales）芽孢桿菌屬（Bacillus）均是B組中起重要作用的微生物類群，其中放線菌屬（Actinobacteria）對(duì)其影響程度最大。結(jié)合進(jìn)化分支圖（圖5-A）可知，變形菌門（Proteobacteria）、丙型變型菌綱（Gammaproteobacteria）、伯克霍爾德氏菌目（Burkholderiales）、叢毛單胞菌科（Comamonadaceae）、Xenophilus是A組中的差異微生物類群；放線菌門（Actinobacteriota）、放線菌綱（Actinobacteria）、微球菌目（Micrococcales）、微球菌科（Micrococcaceae）是D組中的差異微生物類群。

3 討論與結(jié)論

植物內(nèi)生菌廣泛分布在植物體內(nèi)，種類繁多，具有豐富的種群生物多樣性，其種類組成及結(jié)構(gòu)變化受到植物自身生長(zhǎng)狀況以及外界環(huán)境的影響［16-17］。本研究通過(guò)OTU聚類和α多樣性分析可知，病原菌的侵染明顯改變了內(nèi)生細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)，不同抗性品種發(fā)病塊莖內(nèi)生細(xì)菌OTU數(shù)量、菌群種類和豐富度指數(shù)均比健康塊莖低；易感病品種閩薯2號(hào)發(fā)病塊莖獨(dú)有OTU比健康塊莖明顯提高，多樣性指數(shù)降低，其變化規(guī)律與前人的研究結(jié)果［18-19］存在差異，可能是由于病原菌侵染誘導(dǎo)植株產(chǎn)生了大量次級(jí)代謝產(chǎn)物，造成馬鈴薯塊莖內(nèi)生細(xì)菌生存條件發(fā)生變化從而某一類型致病菌或者病原菌單一大量定殖，抑制其他種類微生物生長(zhǎng)繁殖。而中抗病品種中薯566發(fā)病塊莖獨(dú)有OTU數(shù)量比健康塊莖少，多樣性指數(shù)變化幅度小。這與李佳等的研究結(jié)果相似，抗病品種中豐富的內(nèi)生細(xì)菌以及病原菌侵染后仍可以維持較穩(wěn)定的內(nèi)生細(xì)菌多樣性，從而加強(qiáng)了抗性品種對(duì)致病菌的抗性，并對(duì)植株起到一定的保護(hù)作用［20-21］。

不同抗性品種內(nèi)生細(xì)菌優(yōu)勢(shì)菌門為變形菌門，變形菌門是在植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的最廣泛的一個(gè)細(xì)菌菌門，其物種和遺傳多樣性極為豐富，廣泛用于植物病蟲害防治和生物固氮等方面［22］。病原菌侵染后，不同抗性品種發(fā)病塊莖放線菌門相對(duì)豐度均比健康塊莖呈現(xiàn)不同程度降低，這與王慶華等的研究結(jié)果相似，病原菌通過(guò)改變優(yōu)勢(shì)微生物的群落多樣性，破壞了內(nèi)生菌原有的生態(tài)平衡位點(diǎn)，為自身創(chuàng)造了更有利的生存環(huán)境［23］。中薯566發(fā)病塊莖擬桿菌門相對(duì)豐度比健康塊莖提高了200%，擬桿菌門細(xì)菌大多與致病菌相關(guān)［24］，中薯566擬桿菌門大量增加可能與致病菌侵染有關(guān)。

屬水平上，不同處理的主要優(yōu)勢(shì)菌屬為慢生根瘤菌屬，次優(yōu)勢(shì)菌屬因不同品種和有無(wú)感病情況表現(xiàn)出豐富的多樣性，其中，中薯566病、健優(yōu)勢(shì)菌群種類和相對(duì)豐度均比閩薯2號(hào)多；閩薯2號(hào)發(fā)病塊莖內(nèi)生慢生根瘤菌屬、假單胞菌屬、黃桿菌屬等有益菌群相對(duì)豐度不同程度降低，而中薯566相應(yīng)有益微生物明顯提高。這與前人的研究結(jié)果相似，一些促生菌和拮抗菌屬在抗病品種病株中分布較多，可能與抗病品種內(nèi)生菌受到外界病原菌侵染之后，會(huì)主動(dòng)形成防御反應(yīng)有關(guān)，通過(guò)增加自身群落數(shù)量和多樣性以競(jìng)爭(zhēng)和拮抗的方式抑制病原菌的生長(zhǎng)繁殖［25-28］。閩薯2號(hào)發(fā)病塊莖沙雷氏菌屬相對(duì)豐度比健康塊莖明顯提高，沙雷氏菌是一類重要的生防菌，能分泌多種抗生性代謝產(chǎn)物，能有效抑制不同植物病原真菌的生長(zhǎng)［29］，關(guān)于發(fā)病塊莖沙雷氏菌屬豐度提高的具體原因有待進(jìn)一步研究。

放線菌是一類重要的生防微生物，由于其代謝類型和代謝產(chǎn)物十分豐富，從中分離獲得的鏈霉素、阿維菌素、春雷霉素和井岡霉素等農(nóng)用抗生素在病蟲害防治中占具重要地位［30］。本研究發(fā)現(xiàn)，放線菌屬是健康塊莖的重要細(xì)菌類群，對(duì)馬鈴薯瘡痂病拮抗內(nèi)生菌的挖掘具有一定指導(dǎo)作用。隸屬于伯克霍爾德氏菌目叢毛單胞菌科的Xenophilus細(xì)菌是健康和發(fā)病塊莖間重要差異的微生物標(biāo)識(shí)，Xenophilus可能是潛在的新物種，與塊莖發(fā)病的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。

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收稿日期：2022-09-07

基金項(xiàng)目：國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（編號(hào)：CARS-09-ES19）；廣西自然科學(xué)基金（編號(hào)：2019GXNSFBA245095）；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金（編號(hào)：2021YM06）。

作者簡(jiǎn)介：楊 鑫（1987—），女，廣西防城人，碩士，助理研究員，從事馬鈴薯高產(chǎn)栽培技術(shù)研究，E-mail：yangxin122009@163.com；共同第一作者：賴振光（1976—），男，廣西邕寧人，助理研究員，從事馬鈴薯等農(nóng)作物栽培研究，E-mail：519229671@qq.com。

通信作者：李麗淑，博士，副研究員，主要從事馬鈴薯育種和栽培技術(shù)研究。E-mail：shukitty@126.com。