大豆耐涝的秘密

 研究背景

大豆是重要的含油作物，水涝已导致全球大豆产量大幅下降。与宿主相关的微生物已显示出促进植物生长、营养吸收和非生物抗性的能力。基于NGS的高通量测序是分析微生物群落最常用的方法。然而，16S rRNA的部分区域测序并不能在属水平以下提供正确的分类信息，这极大地限制了对微生物生态学的研究。本研究利用二代测序单V4区和PacBio 16S rRNA全长测序，探讨了水涝对两种土壤类型大豆根际微生物结构的影响。

主要结果

1、 PacBio 16S rRNA全长测序比单V4区测序具有更高的分类分辨率。

图1 不同测序方法数据物种分类水平比较

2 、三种测序方法均表明，水涝后对根际细菌群落结构有显著影响，涝渍后两种土壤（中性/酸性）根际地杆菌Geobacter相对丰度均有所增加。

图2 三种测序方法中常见属的相对丰度分析

3 、共发生网络的模块化分析显示，当使用单V4测序时，涝渍增加了一些氮循环相关微生物的相对丰度，而使用PacBio 16S测序方法时，增加了磷循环相关微生物的数量。

图3 网络分析揭示了OTUs之间的共生模式

4 、核心微生物分析进一步揭示，不同物种的富集成员可能在维持细菌群落结构和生态功能的稳定性方面起着核心作用。

图4 环境因子与微生物群落的配对比较，以颜色梯度表示皮尔逊相关系数

本研究探讨了水涝条件下根际富集的微生物在帮助大豆抵御胁迫中的作用。此外，与二代多样性测序相比，全长16S测序提供了更好的准确性，并能够从复杂的环境微生物组样本中进行准确的物种水平鉴定。

参考文献：Effects of Waterlogging on Soybean Rhizosphere Bacterial Community Using V4, LoopSeq, and PacBio 16S rRNA Sequence. 

发表期刊：Microbiol Spectrum (IF= 5.465)

发表时间：2022年2月23日      

样本类型：大豆根际土

DOI:10.1128/spectrum.02011-21