转基因小黑杨根际土壤微生物群落特征研究

编号 zgly0001749525

文献类型 期刊论文

文献题名 转基因小黑杨根际土壤微生物群落特征研究

作者 王阳  王伟  姜静  顾宸瑞  杨蕴力 

作者单位 林木遗传育种国家重点实验室(东北林业大学) 

母体文献 南京林业大学学报:自然科学版 

年卷期 2023,47(1)

页码 199-208

年份 2023 

分类号 Q939.96  S718 

关键词 转基因小黑杨  根际  细菌  真菌  群落变异 

文摘内容 【目的】根际土壤细菌及真菌群落组成不仅受植物种类及植物生长时期等影响,外源基因的导入也可改变根际微生物群落组成。通过基因工程技术获得的转betA或转TaLEA基因小黑杨(populus simonii x p.nigra)能够提高甜菜碱或晚期胚胎富集蛋白的含量,进而增强转基因植物的抗旱耐盐性,PsnWRKY70是胁迫应答信号转导网络中的负调控因子,WRKY70干扰表达小黑杨的耐盐性显著高于对照株系。在明确了转betA、转TaLEA、转WRKY70小黑杨抗旱耐盐性的同时,开展转基因小黑杨根际土壤细菌、真菌群落组成分析,为其环境生态安全性评价提供参考。【方法】以2年生转TaLEA、betA、WRKY70基因小黑杨及对照野生型(WT)小黑杨根际土壤为试材,利用Illumina-Miseq高通量测序平台对根际土壤微生物进行16S rRNA和ITS测序分析,对根际土壤细菌和真菌群落丰富度和多样性变化、结构差异性、群落组成进行分析,了解转基因活动对小黑杨根际土壤微生物组成的影响。【结果】Alpha多样性分析显示,针对根际细菌群落组成,转betA小黑杨的Simpson指数显著低于WT小黑杨,而转WRKY70小黑杨观察物种数、Shannon及Simpson指数均显著低于WT小黑杨。针对根际真菌群落组成,3种转基因小黑杨的各项Alpha指数均显著低于WT小黑杨。韦恩图、主成分分析和聚类热图结果显示,在与WT小黑杨根际土壤细菌和真菌群落结构相似性上,转TaLEA小黑杨与WT小黑杨的群落差异较小,转betA小黑杨与转WRKY70小黑杨的群落组成更接近。基于属水平上的组成和丰度分析显示,转基因小黑杨根际土壤中,产黄杆菌属(Rhodanobacter)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)等有益细菌相对丰度均有不同程度提高;而有益菌根真菌丝盖伞属(Inocybe)丰度在转TaLEA、转betA小黑杨中显著高于另外两个样品,小球孢盘菌属(Sphaerosporella)、粘滑菇属(Hebeloma)、蜡蘑属(Laccaria)丰度仅在转TaLEA小黑杨中显著提高;相反,亚隔孢壳属(Didymella)和背芽突霉属(Cadophora)等致病真菌丰度较WT小黑杨的降低85%以上。【结论】这些结果表明转基因活动可能利于植物生长并提升其抗逆性,但这些有益微生物是否发挥了重要作用并在实际环境中长期存在,仍需开展更多研究。