中文摘要
以乌鲁木齐河源区的冰缘植物为研究对象,利用微生物学方法和分子生物学技术(PCR-RFLP及16S rRNA基因序列分析),对极端环境下的多种冰缘植物的内生细菌进行分离培养,从不同层次对内生细菌的形态和数量变化特征、遗传多样性和功能多样及其与植物抗冻性的关系进行较为系统的调查和分析。同时,结合河源区的气象资料,对内生细菌的垂直分布特征以及与气象要素之间的关系进行分析。通过对比分析极端环境下冰缘植物内生细菌与其他环境中的微生物以及植物内生细菌的种群分布特征、生理生化特性、生物学或生态学作用、菌群结构和遗传多样性等,阐释内生细菌对气候环境的响应机理及其与宿主植物、气候环境之间的关系。研究成果将为极端环境条件下微生物生态学和资源微生物的研究提供依据,对保持植物微生态系统的生物多样性以及工农业可持续发展也有重要的实践意义。
结题摘要
利用微生物学方法和分子生物学技术,对极端环境下的多种冰缘植物的内生细菌进行了研究,初步阐释了内生细菌对气候环境的响应机理及其与宿主植物之间的关系。结果表明,高山冰缘植物中含有丰富多样的内生细菌,耐冷菌和有色菌所占比例都较高,且菌群数量与气温呈高度正相关关系,而与降水量无相关性。其菌群结构主要由α-proteobacteria、γ-proteobacteria、HGC、LGC和CFB五大类群组成,其中HGC类群的种类多样性最丰富。其中一些还有提高植物抗冻性、溶磷、产IAA、促进植物生长等特性。内生细菌Clavibacter sp. Enf12通过上调高山离子芥植株的抗氧化物酶活性和脯氨酸含量,进而控制ROS水平和脂质过氧化,降低低温诱导的氧化胁迫和损伤,从而提高植物的抗冻性。因此与宿主之间是一种相互选择、相互适应的多元交互协同作用关系。冰缘植物内生细菌既有植物内生细菌的一些共性又有宿主自身环境所造成的菌群结构和培养特性方面的差异,并且随着微生境条件的变化而呈现出规律性分布的特征。以上研究成果为进一步深入研究极端环境中植物与微生物互作关系和资源微生物的挖掘提供了重要依据。
