不同栽培环境条件下不同基因型牡丹根部细菌种群多样性特征

植物与微生物具有密切的联系，其中一些微生物在植物的生长和发育过程中还发挥着非常重要的生物学作用，如豆科植物-根瘤菌和兰花-菌根真菌等。植物微生物相互作用的基础和应用基础研究已经成为一个挑战性的研究领域。牡丹位居我国传统名花之首，具有悠久的栽培历史，蕴含了丰富的中国传统文化内涵，但是牡丹的栽培目前还主要是集中在河南、山东等地，有待于进一步的扩展。本研究旨在利用可培养方法和非培养的分子生物学方法分析不同栽培环境条件下不同基因型牡丹土壤根部细菌种群多样性特征和土壤微生态功能；分离筛选具有产生植物激素、生物防治、土壤活化等生物学作用并与牡丹建立了"和谐联合"关系的功能植物促生细菌资源；探讨不同栽培环境条件中不同基因型牡丹土壤根部细菌种群多样性特征与牡丹生长状况及观赏性状的内在联系。

本项目以河南洛阳和上海两地栽培的凤丹、蓝芙蓉为研究材料，采用16S rDNA克隆文库构建、DGGE等分子生物学方法结合传统的可培养方法，初步解析了不同地区和不同基因型牡丹根部的细菌种群多样性特征（数量、结构、优势种属等）。结果表明，宿主基因型、土壤环境和季节因素都显著影响了其根部（根面、根际和散土）细菌种群的分布特征。从牡丹根际细菌中分离、筛选了一批具有产生IAA、铁载体、以及解磷和拮抗病原菌活性的功能细菌资源，并对其中一株对三种主要牡丹病害都具有拮抗活性的根际固氮菌CSM 1101进行了鉴定和促生、防病功能验证。另外，初步的分析表明，凤丹的生长及观赏特性与其栽培土壤的微生态活性以及根际细菌种群结构存在一定相关性。这些信息显示，提高牡丹栽培土壤的微生态功能，或者人工干预牡丹根际细菌种群的结构以及种群多样性，对于促进牡丹生长和提高观赏特性可能具有积极作用。本项目是首次采用分子生物学的非培养方法和传统的可培养方法，较为系统的研究牡丹根部细菌种群多样性特征。