茎瘤芥（榨菜）主产区土壤微生物群落特征分析及抗根肿菌基因资源的挖掘

本研究以涪陵地区榨菜根肿病不同发病时期的土壤为研究靶标，通过构建细菌和古菌16S rRNA及真菌18s rRNA基因克隆文库，揭示根肿病发病与土壤微生物群落变化的相关联系和规律。同时，提取土壤微生物宏基因组DNA构建Fosmid文库，对其微生物群落结构、功能微生物及微生物基因资源多样性进行系统研究，并以榨菜对根肿菌的抗性作为选择压力筛选Fosmid文库，筛选抗病的生物活性物质，并通过色谱等技术对该活性物质进行鉴定，从Fosmid文库中挖掘和利用优异微生物基因资源，获得抗根肿病的基因，从而提出榨菜抗根肿病新的基因工程策略。

为了明确榨菜根肿病对根际土壤微生物群落影响，本研究采用454焦磷酸高通量测序方法，对榨菜根际土壤原核生物的16S rDNA 和真菌的18S rDNA序列进行大规模测序，揭示不同发病程度根肿病田根际土壤微生物群落的变化特征。结果表明，在Phylum水平上，原核生物属于20个门，主要包括真细菌和古细菌，具体为Proteobacteria，Armatimonadetes，Chloroflexi，Tenericutes，Euryarchaeota，TM7，Nanoarchaeota，BRC1，OD1，Chlorobi，Bacteroidetes，Planctomycetes，Acidobacteria，Cyanobacteria/Chloroplast，Nitrospira，Verrucomicrobia，renarchaeota，Firmicutes，Actinobacteri类群等。古细菌中泉古菌（Crenarchaeota） 为优势古菌类群。真菌类群以子囊菌为优势菌群。在不同发病程度土壤中子囊菌为优势真菌类群，其次为担子菌。重病田土壤中植物病原真菌数量高于其他发病田。重病田土壤真菌群落的Shannon和Simpson多样性指数、OTU数量和属的数量均低于其他发病田。这表明榨菜根肿病在一定程度上影响根际土壤真菌群落的结构，这可能与根肿菌造成榨菜根系破坏后，其根系分泌物旺盛有关。子囊菌在各时期土壤中为优势真菌类群，其次为担子菌。移栽后发病前、发病初期和发病中期土壤真菌群落的Shannon和Simpson多样性指数、OTU数量和属的数量均高于移栽前和采收后两个时期。这表明榨菜根肿病发生发展时期，土壤真菌群落多样性也较高。这可能与榨菜生长季节榨菜根系分泌物旺盛有关。同时，本项目成功构建了库容量为30000个克隆的Fosmid文库，其插入片段大小符合Fosmid文库标准，并对其进行了活体筛选和亚克隆文库筛选和测序，从中筛选到了一个对茎瘤芥根肿病具有抗性的基因TasA基因，活性物质初提物筛选到具有抗性物质，但进一步鉴定未能明确该物质的具体结构，成功筛选到了具有茎瘤芥根肿病抗性的内生细菌枯草芽孢杆菌。