宏基因组学研究根结线虫病害土壤的细菌生态特征

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1、云南大学二零壹叁届硕士学位论文宏基因组学研究根结线虫病害土壤的细菌生态特征Accessingthesoilmetagenomeforanalyzingtheimpactofmeloidogyneinshapingbacterialpopulation研究生：陈春燕导师：黄晓玮研究员专业：微生物学方．向：分子生物学资助项目国家自然科学基金项目：30970065云南大学硕士学位论文摘要根结线虫(Meloidogynespp．)是一种主要的植物寄生性线虫，入侵植物后，导致植物根部形成巨大细胞和根结，也使得植株更容易感染其他病害，因此每年给农业造成严重的损失，云南的烟草种植业也深

2、受其害。根结线虫、土壤微生物、作物三者间构成线虫病害土壤中小型的一个生态系统，其中根结线虫和土壤微生物二者之间有着密不可分的关系。深入研究线虫病害土壤中根际微生物种群多样性及结构的变化，对揭示土壤中微生物在根结线虫入侵过程中的生态功能、更好地防治该病害具有重要价值，但目前尚缺乏相关的研究报道。为克服土壤中绝大部分微生物不可培养的弊端，本研究以采集自云南省玉溪和大理两个地区的根结线虫病害烟草的根际土壤为研究对象，以邻近地块健康烟草的根际土壤为实验对照，采用宏基因组技术，构建16SrDNA文库，分析比较了两类土壤中细菌的多样性和种群结构组成，探讨根结线虫与细菌种群之间的关系，

3、获得的主要结果如下：1．成功构建了4份根际土壤的16SrDNAV3区文库，分析了土壤样品中的细菌多样性和丰富度。通过比较同一地区的两份土壤样品文库的Alpha多样性，我们发现根结线虫的入侵使得根际土壤中细菌的丰富度和多样性明显下降。2．通过计算不同地区之间的Beta多样性和绘制Venn图谱，我们得知根结线虫的入侵使得同一地区间共有的细菌种类减少，却使不同地区间共有的细菌种类增加了，即缩小了地区间的细菌种类差异。3．对样品中的细菌种类进行比较分析，发现根结线虫的入侵改变了原本土壤中细菌的组成和分布情况。变形菌门和放线菌门依然是主要的细菌门，但是厚壁菌门更多得分布于患病土壤中

4、，且差异显著。进一步分析发现这一现象主要源于芽孢杆菌数量的显著增加。4．细菌的分离纯化实验以及生测实验表明：纯化分离得到32株不同的细菌，大多数属于芽孢杆菌属，且在根结线虫病害烟草的根际土壤中，分布着更多的具有杀线虫活性的芽孢杆菌。上述结果揭示了根结线虫与根际细菌之间的密切关系，为进一步研究根结线云南大学硕士学位论文摘要虫的入侵机制、以及防治该病害的生态学基础提供了理论依据。本论文创新点总结如下：1．首次运用宏基因组的方法分析比较了患病土壤中的细菌区系与健康土壤中的细菌区系的异同点。、2．首次系统地揭示了根结线虫的入侵对根际细菌的种群分布的影响。关键词：根结线虫病害：根际

5、细菌：宏基因组：细菌多样性：种群变化云南大学硕士学位论文AbstractPlantparasiticnematodes，especiallyMeloidogyne．spp，widelyexistasanintractableproblemwithintheworldwideforitsseriousdamageofcrop．Giantcellsandrootknotformaftermeloidogyneinvading，andthisdamagewillconsequentlycauseotherfungiandbacteriadiseases．Amicro—ecolo

6、gicalsystemfonnedamongmeloidogyne，rhizosphericbacteriaandplants．Meantime，meloidogynehasacloserelationshipwithrhizosphericbacteria，andbothofthemconstitutetwoofthemostimportantcomponentsinnematodiasissoilniches．Soithasimportantvaluetoexplorerhizospheremicrobialdiversityandpopulationchangeti

7、nnematodiasissoil，whichcanalsorevealtheecologicalsignificanceofmicrobeintheprocessofmeloidogyneinvading．However,theweakknowledgeontherelationshipbetweenMeloidogyneandrhizosphericbacteriathathampersourunderstandingforecologicalfunctionofthemicrobialfloraintheenvironm