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种植地和萌发处理对转基因稻米内生菌群的影响初探

王天圻  
【摘要】:内生菌是可以定殖在健康的植物体内的微生物,转基因稻米中的内生菌的非预期变异可能也会影响食品的安全性。我们以稻米为材料,利用分子生物学方法对稻米内生菌进行鉴定,利用统计学方法比较分析了海南和富阳不同种植地种植的日本晴和PJ574亲本(P1、P2)、转2mG2-epsps基因(T16、T23)以及组培苗(NR25、NR18)稻米内生真菌菌群分布和结构的差异,以及稻米在萌发过程中(消毒、浸泡、萌发、干燥、再消毒)内生真菌的变化。并监测了稻米萌发后抗生素抗性内生细菌的感染,研究了抗性细菌对抗生素耐受性以及有关机制,利用高效液相色谱法探索了抗性菌对抗生素是否有降解性能。主要的结果如下:(1)从海南和富阳两种植地稻米中总共分离出131株内生真菌,归为47种,16属。Curvularia、Fusarium均为稻米中的常见优势菌株。富阳种植地稻米内生真菌的总分离率比海南高6.54%,并且两地内生真菌在种水平上的相似性系数为0.08,极不相似。表明稻米内生真菌的定殖的差异受到地域的影响。海南种植地,P1比P2品系内生真菌的分离率低2.34%,富阳种植地,P1比P2品系内生真菌分离率高13.5%,并且两地优势菌群存在差异,表明品系会影响稻米内生真菌的分布与结构,同时品系对稻米内生真菌的影响会受到地域的干扰。海南种植地,相对于亲本P1,NR25和T16真菌分离率分别增加了0.33%和3.36%,相对于P2,NR18和T23真菌分离率分别降低了1.67%和1.34%,富阳种植地,与P1相比,NR25和T16分离率分别降低13%和10.5%,与P2相比,T23真菌分离率增加了8%。相对于亲本,两地组培苗与转基因分离率的变化趋势相反,表明两地亲本(P)、组培苗(NR)以及转基因(T)的内生真菌的分离率、物种丰富度以及多样性都存在显著性差异。表明转基因过程中的组培苗以及基因的插入会影响稻米内生真菌的分布与结构,同时组培苗和转基因对稻米内生真菌的影响会受到地域的干扰。(2)海南种植地稻米在未处理(Y)、浸泡(J)、萌发(M)三个阶段的真菌分离率分别是1.88%、2.5%、20.88%,优势菌株Curvularia、Fusarium分别增加了1.81%、13.75%。富阳种植地稻米在三个阶段分离率分别为8.42%、6.92%、34.92%,优势菌株Fusarium、Dendryphiella分别增加14%、10.92%,表明两种植地稻米在萌发过程中内生真菌的总分离率都会增加。两地优势菌株的增加,表明稻米萌发后的内生真菌的爆发与原始种子本身含有的内生真菌种类有关。富阳种植地稻米萌发后干燥(M-G)稻米真菌分离率为25.42%,优势菌株Fusarium、Dendryphiella分离率分别17.5%,5.42%,经表面消毒处理后的萌发干燥稻米(M-G-X)真菌分离率为0.75%,表明萌发后增加的内生真菌主要暴露在了种子表面,表面消毒处理能大幅度降低内生真菌对稻米样品的感染。海南种植地T16、P2中Fusarium爆发较为明显,Bipolaris在NR18中增加较明显。富阳种植地P1、NR18中Fusarium爆发最明显,NR25、P2、T23中Dendryphiella爆发较为明显。不同种植地的转基因稻米在萌发过程中对内生真菌具有不同的影响,海南种植地和富阳种植地的品系、组培苗以及转基因对稻米萌发过程中内生真菌的爆发没有呈现规律性,表明真菌的爆发受品系、组培苗以及转基因的影响不大。(3)稻米中分离出两株革兰氏阴性抗生素性细菌Chryseobacterium sp.和Burkholderia sp.。稻米萌发后,P1、T16Burkholderia sp.感染率增加了41.78%、0.21%,P2、T23 Burkholderia sp感染率增加了0.78%、3.21%,Chryseobacterium sp.感染率增加了1.43%、7.72%。4个样本萌发过程中抗性细菌的分离率增加,表明萌发过程改变稻米中抗性细菌的分布,Burkholderia sp.菌株的最大耐受能力300mg四环素以及400mg/L硫酸链霉素。Chryseobacterium sp.和Burkholderia sp.菌株都不能以四环素为唯一碳源生长。并且不能降解抗生素。


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