水稻洪水中细菌群落的培养无关研究

抽象的

在农业系统中，植物和微生物之间的相互作用对于维持生产和盈利是重要的。在这项研究中，使用16S扩增子测序期间在水稻植物发育的营养和生殖阶段进行稻田洪水中的细菌社区。该研究在2011/12年和2012/13年期间在巴西南部进行。比较分析表明与两个发展阶段相关的洪水社区之间存在强烈差异。在营养阶段期间，检测到1551个运营分类单位（OTUS），而在生殖阶段中确定了不到一半的数量（603）。在植物期间收集的洪水中观察到的细菌性质较高的富含细菌性质可能是由于无溶剂和肥料应用而培养的营养素较高的营养素（例如钾）青睐。在两个样品中鉴定了十八个细菌培养物。这两个社区都是由伽爱哥杀菌的主导。在植物阶段，αproteobacteria和Betaproteobacteria更丰富，相比之下，Bacilli和Clostridia是生殖阶段中更大的课程。鉴定的主要细菌征集以前被确定为稻田的重要殖民单。 The richness and composition of bacterial communities over cultivation time may contribute to the sustainability of the crop.

1.介绍

大米(奥雅萨苜蓿L.）是世界上最重要的谷物作物，喂养超过50％的人口。在南美洲，巴西是主要生产者[1]，淹没的稻田占该国总种植面积的50% [2］．在淹水水稻中，需要在作物年的大部分时间保持足够的水深，这使农业系统在本质上具有水生特性。与湖泊、池塘和沼泽等其他水生环境相比，水稻田的环境条件相对不稳定，这是由于物理、化学和生物特征随当前的农业做法和水供应而变化[3.］．在这种环境中不同的物理和化学性质可以支持具有代谢可塑性的宽范围微生物的生长，使他们能够快速适应不断变化的环境条件[4］．因此，水稻生态系统可能是微生物的主要栖息地，以适应波动的营养水平和氧和光的可用性。

以前发现在水稻 - 苜蓿的土壤样品中，以前发现了Phyla acidobacteria，actinobacteria，Bacteroidets，氯骨杆菌和植物体外菌株[5]和米饭种植[6］．在这些农业生态系统，大米的渗出液，并显示出从秸秆还田养分，影响细菌群落的组成。布雷登巴赫和康拉德[7]在水稻生长季节发现土壤中的均匀细菌组成，植物是最丰富的门，而大规模代表第五个最丰富的门。在将玉米旋转引入灌溉稻田时，对玉米旋转相对较低的成本也存在于相对较低的丰富8］．尽管这些微生物是农业土壤的共同居民，厚壁菌门的低计数耐人寻味考虑到这组包含的类杆菌和梭状芽胞杆菌，这往往是水稻农业土壤中，他们使用的纤维素分解酶分解植物残体非常丰富9］．此外，研究人员观察到洪水阶段的更高细菌16s rRNA丰度，而不是排水阶段，其归因于留在田间的稻草[10.］．

在上述研究中，微生物群落结构的变化受稻田中发现的环境因素的管辖。这些因素可以与水源，水稻残留物和肥料，天气条件和作物旋转的营养素的输入有关，突出显示该农业系统中的细菌结构的复合元素网络。虽然在土壤，根际和内生环境中的微生物生态学研究以前在水稻系统中进行了[11.- - - - - -14.]尽管洪水和微生物营养中的微生物社区的重要作用，稻田洪水中洪水中的细菌社区的动态尚未得到广泛研究[15.］．由于微生物可以对水稻的营养和生产做出巨大贡献，因此人们对调查这一淹没农业生态系统中的微生物群落以及确定农业实践如何影响这些群落的组成和结构非常感兴趣[16.］．本研究的目的是调查洪水中水稻营养和繁殖阶段的细菌群落结构和组成，以验证是否存在与水稻系统某一特定阶段相关的微生物群落。

2。材料和方法

2.1。研究区和抽样协议

本研究选取了三个孤立的水稻田。这些稻田的面积在164至310公顷之间，位于Viamão市(30°04′51”S, 51°01′22”W)，外海岸平原，里约热内卢Grande do Sul (RS)，巴西，图1．

在2011/12和2012/13农业年，在上述三个地点采集了12个水样，6个营养水样和6个生殖水样。在2011/12生长季从每个地点和发展阶段收集一个样本，在2012/13生长季收集另一个样本。集合是有组织的如下:营养(分蘖)(10月/ 11月)阶段定义为积极的分蘖和胚芽鞘和胚根(2 - 3毫米)形成的圆锥花序分化,而生殖阶段定义从形成到完全成熟的圆锥花序(12月至3月)17.］．所收集的12个单独水样，每一个都代表从洪水顶部表面至深度10厘米处收集的16个50毫升的小样本的组合[18]，从而最大限度地寻找当地微生物群的丰富和丰度。然后，将每个阶段的16个子样品在一个位置合并成一个800 mL的复合水样用于DNA分离。来自三个不同位置的代表两个生命阶段的12个样本在4°C的12,000 ×g下离心15分钟，小球在−20°C下存储，用于后续的DNA提取和分析。

２.２.DNA提取和焦磷酸测序

在制造商的说明之后，在三个地点从两次从两个寿命从洪水样品中收集的12个颗粒中的每一个从洪水样本中收集的12个颗粒中的每一个中提取总DNA。在制造商的说明书之后，使用Mobio Power®DNA隔离套件（Mobio，Labories Inc.Ca，Ca，USA）。使用Nanodrop®ND-1000分光光度计（Nanodrop Technologies，Inc.Wilmington，De，USA）测量DNA产率，并在用溴化乙锭（0.1mg mL）染色的1.5％琼脂糖凝胶上验证DNA质量（0.1mg⁻¹）.

在营养期期间收集的六种重复的纯化DNA和在生殖期间收集的六种重复汇集在一起​​，为营养样品和用于生殖样品的单个DNA池制成单个DNA池。这两种DNA池（来自营养样品的一个DNA池和来自生殖样品的一个DNA池）用作扩增焦素测序分析的模板，其由DNA实验室（浅水，TX，USA）进行，目标是调查细菌群落结构与组成。使用引物Ill27Fod（5'-AgrgtttgatcmtGGCTCAG-3'）和ILL519RMOD（5'-GTNTTACNGCGCGCKGCTG-3'）扩增16S rRNA基因的V1-V3可变区。19］．PCR反应由1μ.lof DNA (5 ng μ.l⁻¹)使用HotStarTaq Plus Master Mix (Qiagen, Valencia, CA, USA)。DNA先在94°C条件下变性3 min，然后在94°C条件下变性30 s，共28个循环;53°C for 40 s, 72°C for 1 min;最后在72°C下拉伸5分钟。PCR产物用agcourt Ampure beads (agcourt Bioscience Corporation, MA, USA)纯化。按照制造商的指南，使用454 GS FLX Titanium chemistry(罗氏)对扩增子进行测序。在当前的研究中产生的454个原始reads已保存在NCBI的序列读取档案(SRA)中，登录号为SRP077313，并与生物工程PRJNA326968相关。

２.３.水的物理化学测量规程和设备

用水参数如温度、浑浊度和pH值使用智能仪表设备(instrtherm pH -1300)从所有12个样品中测量。此外，采用标准方法测定了两个发育阶段的6个水样中的每个水样的营养水平，包括总磷(P)和钾(K) [18］．通过分子比色和火焰排放方法分别使用Mehlich-1溶液测定可用的P和k [20.，21］．

２.４.数据分析

来自来自生殖的洪水的细菌社区的454个扩增子数据（ )和植物性( 使用mothur管道进行了分析）阶段（1.32.1版）22］．简而言之，流动图用Trim.flows命令用来解复用，并使用shhh.flows命令去噪，这是Pyronoise的Mothur实现[23］．此外，适配器、条形码、引物、短读和包含8个以上均聚物碱基的读被修剪从数据集中删除。seq命令。将清洗后的序列与Silva参考数据库进行比对[24]使用与alpion.seqs命令的针对对齐器。将嵌合序列标记并使用Uchime算法与参考=自旗[25］．然后，将剩余的高质量序列使用的classify.seqs命令和席尔瓦参考分类的文件的王方法分类学。被要求对所有分类分配80％的可信度得分。归类为线粒体，叶绿体，古细菌，真核细胞，或起源不明的扩增子从数据集被拆除。

使用平均邻算法，将剩余的细菌序列分为3％序列不同的运营分类单位（OTUS）。使用Classify.otu命令确定每个OTU的共识分类。稀疏曲线是使用稀疏计算的遗传距离0.03的遗传距离，而摘要命令用于计算包括Shannon-Wiener（H'）和Simpson指数的各种社区度量，Chao 1 Richness估计器[26]，根据各群落中已检测到的稀有OTUs数量估算物种丰富度，以及根据稀有OTUs的丰度和分布估算未检测OTUs数量的丰度覆盖度估计器(Abundance Coverage-based Estimator, ACE)。在计算稀疏曲线和群落多样性/丰富度指标之前，为了标准化和防止库产量的差异驱动两个群落之间的差异，我们从每个库中不替换相同数量的reads(7,348)进行了下采样。母亲命令Libshuff用于确定营养和生殖阶段的细菌群落是否与设置为1000的细菌群落具有相同的结构。

基于欧几里德异化度量的热量和群集树木图是根据使用“素食主义者”“HeatMap.2”和“群集”包的两个社区中最常见的最常见的相对丰富的相对丰富。27]在R统计计算环境（3.1.0版）中。为了选择最丰富的完美，将分配给两个样本的相同属的读数的读数一起总结在一起，通过相对丰度标准化，并按升序排列。与每个发育阶段相关的洪水中这些属于洪水的相对丰富是日志₂转变，-scale标准化，用于聚类和热图分析。描绘洪水中发现的OTU的VENN图，以及每个发育阶段独特的洪水和OTUS使用Mothur中的Venn命令构建。

利用温度(°C)、浑浊度(NTU)、pH、总磷(P) (mg L . L .)等变量，采用主成分分析(PCA)方法对2个农年稻田洪水的物理化学特征进行分析⁻¹）和钾（k）（mg l⁻¹）.在分析之前，所有变量都是日志_10.变换，以方便用不同单位表示的变量之间的比较。设置与最大旋转的相关矩阵，只使用大于1的自值作为提取主成分的标准。使用princomp和biplot函数在R统计计算环境(版本3.1.0)中进行分析。采用Student 's测试了水稻各生育期理化参数的差异-test在SYSTAT 12（SYSTAT软件公司，CA，USA）。的<0.05的值被认为是统计学显著。

结果

3.1。稻田水的物理和化学特性

主成分分析是用来监测在两个连续的农业年的营养生长和生殖阶段稻田洪水的物理和化学变化。从营养生长和生殖阶段大米检索洪水的物理和化学图案显示在图2．

前两个主成分的共有的总方差的68％进行说明。从营养阶段收集的大多数水样品从沿着轴线PC1繁殖阶段的样品分离。位置或农业年之间没有太大的差异说明。一般情况下，营养阶段样品趋向于具有更高水平的pH值，K和P的相比，生殖样品。与此相反，生殖样品往往更浑浊并与营养样品具有更高的温度。另外，一些可变性是从每个发育阶段，这很可能反映了在水稻洪水的物理和化学的变量的动态性质所收集的水样中明显（图2）.两个生育期的温度和钾含量差异显著。具体来说，在繁殖阶段，洪水的平均温度要高3度。营养期的K值几乎是生殖期的4倍1）.

３．２．水稻生长两个阶段洪水中细菌群落的组成

基于焦点的分析来自营养阶段样本和从生殖阶段样品的18,849个扩增子产生25,981个扩增子。在质量过滤和相同序列的含量的情况下，8,483所读取从营养期收集的水样中保留，7,348读被从生殖期收集的样品中保留。对于归一化目的，7,348读被随机限制，无需在OTU分析和分类分类分类之前从营养文库中置换。

细菌群落的结构在洪水植物和生殖阶段之间有显着差异（ ）使用libshuff。在营养阶段，鉴定了1,551个OTU，而在从生殖阶段收集的水样中检测到oTus（603）的数量不到一半的一半（表2）.此外，仅88个OTU的（4.08％）在这个分析中检测到的是常见的两种作物阶段，可能反映与该环境相关联的细菌群落的动态结构（图3.）.

序列分布在18个不同的细菌门中。生殖和营养阶段物种丰富的门分别为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)，分别占总OTUs的53.34%、16.80%和7.84%。这两个群落中83.50%的OTUs与这4个门相关。在这些样本中也检测到一些物种丰富度估计较低的门，定义为少于本分析中检测到的总数的1%的门。根据该标准共检测到12个稀有门，包括Chloroflexi、Deferribacteres、Deinococcus-Thermus、Fusobacterium、Gemmatimonadetes、OP10、Planctomycetes、SR1、spirrochaetes、TM7、Tenericutes和Verrucomicrobia，在作物发育的两个阶段均能检测到。酸菌门(占OTUs的1.94%)和蓝藻门(占1.25%)也存在，但频率较低(2％的Otus）。

在两个发育阶段共鉴定出27种不同种类的细菌。总体而言，在营养和繁殖阶段洪水中共享的88个OTUs的类水平丰度非常相似，都以β变形菌门(Betaproteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和α变形菌门(Alphaproteobacteria)为主(图)4(一)和4 (b)）.相比之下，无论是在营养阶段还是在繁殖阶段，洪水所特有的OTUs的级别分布都有很大的不同。以营养期植物洪水特有的OTUs群落为例，Gammaproteobacteria(34.5%)、Alphaproteobacteria(18.4%)和Betaproteobacteria(10.8%)占优势(图)4（c））.重要性，24.6％的源自与营养阶段相关的Otus的扩增子读数不能得出结论到阶级水平（图4（c））.相比之下，生殖阶段植物洪水独有的Otus群落由γ曲线杆菌（43.9％的扩增子读数），枯萎病（25.4％），梭菌（21.8％）和Betaproteobacteria（17.7％）（图4（d））.

在两个发育稻阶段中鉴定的169个属，两个阶段发生22（13％）（图5）.Beijerinckia.，curvibacter，Pelomonas， 和rhodoferax.在鉴别阶段的高计数中发生。一般来说，丰富的Beijerinckia.，Pelomonas， 和rhodoferax.来自两个社区的洪水中的相似;但是，相对丰富的相对丰富curvibacter营养期略高。丰富的属气单胞菌属，根瘤菌，Emticicia，Massilia，弥补， 和Spirosoma在营养阶段和生殖阶段的差异不显著(图5）.

数字5对淹水水稻生殖和营养阶段检测到的22个细菌属进行了比较分析。

多核杆（29.5％），curvibacter(23%)和rhodoferax.（10.3％）表示在营养阶段中最丰富的属，而curvibacter(18.3%),alcaligenes.（11.8％），和黄杆菌属（11.3％）在生殖阶段更丰富（图6）.

营养期水样的Shannon-Wiener (H’)指数比生殖期水样高约25%，说明营养期水样的群落更丰富。另外，在生殖期采集的样本中，辛普森指数(Simpson index)较高，辛普森指数表示随机选取的两个reads属于同一个OTU的概率。这一发现可能部分是由于生殖阶段的丰富度较低，营养阶段的稀有OTUs数量较高，以及3个属的过剩。alcaligenes，curvibacter， 和黄杆菌属在生殖阶段。Chao 1 Richness估算器预测营养细菌群落中共2,282个Otus（比检测到的比检测到32％），而在生殖细菌群落中预测822 oTus（比检测到的oTus比检测到27％）。考虑到这些结果，很明显，与生殖阶段相比，从营养阶段收集的水有更多的罕见物种（表2）.

反映了较高的丰富性和稀有的OTU的数字较高，营养阶段的稀疏曲线没有达到考虑采样序列的数目完全饱和，这表明额外的OTU可能会被额外的测序检测。在另一方面，生殖期的稀疏曲线出现企稳，这表明测序工作就足以吸引到了大部分与这个社区相关的OTU（图7）.

4。讨论

在淹水水稻中，用于种植的水源是作物管理的关键组成部分。这些水源中的营养水平可对植物营养产生重大影响[28虽然这些水源的物理和化学性质不同，但也可以影响洪水中的微生物社区的结构，多样性和分类组成，这反过来也可以深刻地影响植物营养。在用于本研究的稻田图中，初级水源包含来自城市和农业区域的高比例的废水投入[29］．因此，各种化学元素进入洪泛区和进入田地的丰富和类型的化学元素的时间波动会对水稻洪水中的微生物群落产生强烈影响[30.］．

在目前的研究中，从营养生长和生殖阶段中检索到的水样显示出物理和化学参数的变化。与营养阶段最强烈相关的非生物参数为pH值，P和K，并在繁殖阶段，参数为：温度和浊度（表1）.其中，生育期洪涝温度较高，营养期洪涝温度较高，两个生育期洪涝温度差异显著。这些结果反映了水稻植株物候期微环境的差异，可能影响了微生物的生长和持久性。水淹水稻营养和生殖阶段的细菌群落组成存在显著差异，与营养阶段相关的多样性和丰富度值高于生殖阶段。以往对水稻作物的研究报告称，水生环境中细菌群落的丰富度和多样性在水稻栽培期间会发生变化[31- - - - - -33]和在土壤和根际环境[34- - - - - -36］．尽管以前的研究没有阐明负责这些群落结构变化的环境因素，但洪水特性，如pH，温度，营养型材的变化以及肥料应用的季节变化，与微生物群落结构和组成的变化有关作物发展[32］．有关植物生长的其它因素也可能导致微生物群落的变化。例如，冈部和同事[31]确定植物生长随着阳光的发生率而变化，又可以影响水温和藻类生长。与藻类增殖相关的较高的光合速率以及植物生长[34]最终可以导致增加在水中光合产物的水平，改变水的pH值和可能地改变细菌群落。

从水稻生殖和营养发育阶段采集的洪水中共鉴定出2066个OTUs，差异率为3%。在淹水水稻系统中，植株间距短、洪水深度低(10厘米深)和土壤管理制度可增加洪水中悬浮土壤颗粒的水平[37，这与其他更静态的水生生态系统形成了对比。由于洪水的高浊度和土壤的存在，预计与土壤相关的细菌群，如变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和厚壁菌门，将会出现在稻田的洪水中，从而促进细菌的总多样性[38］．支持这一假设的是，洪水中识别的与两个发育阶段相关的主要门是变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和厚壁菌门，而酸杆菌门和蓝藻门较少。同样的门在其他水稻栖息地也非常丰富[7]，特别是从被淹水稻作物中采集的水样[3.，32，39］．此外，Proteobacteria (alpha-和beta-subdivision)、Bacteroidetes和Actinobacteria也被引为淡水环境中发现的主要细菌类群[39］．在不稳定的环境，例如稻田，变形菌可有助于生长，发育，和水稻植物的生理学由于植物生长促进细菌，其通常能够诱导愈伤组织在水稻和产生植物激素[存在40］．据Mhuantong等。[16.]，这些细菌群中的各种淡水生态系统的存在下与它们的代谢可塑性以分解有机物的分类。

尽管存在从发育阶段采样的洪水中存在几种常见的植物，但植物和生殖阶段仅有88％（4.08％）常见的是，普遍存在季节的洪水中细菌社区的动态变化。这些变化可能反映碳可用性的时间变化。例如，在前一项研究中，Aulakh和同事[41.结果表明，在水稻生长发育过程中，分泌物中的糖分最终被有机酸所取代。糖和有机酸对细菌营养和微生物定植过程都是必不可少的[42.］．此外，当可溶性碳被释放到根际时，土壤中的微生物迅速矿化了有效碳[43.］．因此，土壤中根系分泌物的数量会影响微生物生长所需的碳氮相对含量[44.]，促进根际微生物群落规模和结构的转变[45.］．然而，分泌物的组成和数量在时间和空间上是动态的，因此很难确定单个组分在微生物群落结构中的作用[46.］．

The richest bacterial classes found in the vegetative stage were Gammaproteobacteria (276 OTUs), Alphaproteobacteria (237 OTUs), and Betaproteobacteria (211 OTUs), while richness was the highest in Gammaproteobacteria (24 OTUs), followed by Bacilli (46 OTUs) and Clostridia (18 OTUs) during the reproductive stage. In flooded plains, the adherence of Betaproteobacteria representatives to particles can play an important role in their transport from the terrestrial environment to floodwater [47.]，虽然大米植物晶体系被αproteobacteria类大大殖民[48.］．因此，β-和α-和α-actropacteria代表土壤中的相关细菌组，其丰富与碳供给强烈相关的[49.］．在淹水水稻系统中，这些细菌基团分解了稻草和其他可发酵的作物残留物的有机物，以及有机分子（腐殖质）在微生物呼吸期间作为电子供体的肥料[47.］．

Gammaproteobacteria在水稻两个发育阶段都以高丰度和高丰度存在于洪水中。总的来说，变形菌门的成员通常是最丰富的淡水原核生物，但γ变形菌门通常以低丰度或短暂丰度存在[38，尽管此前在水稻叶层中发现了大量的这种物质[40］．该发现表明，与水稻农业系统相关的具体环境因素，例如用于灌溉田野的水源和洪水潮水的浊度，为该门的成员的生存和持续存在于营养素的入口提供了条件。这个课程寄宿完成埃希氏杆菌属，沙门氏菌，yersinia.，弧菌， 和假单胞菌其特征在于它们的代谢可塑性，可以适应不同水平的温度，氧气供应和营养需求。因此，伽马略杆菌类的成员通常在营养浓缩后占据微生物组装[50.］．此外，该组的成员含有可在某些生态条件下提供竞争优势的碳水化合物，氨基酸和异种学的途径[51.］．此外，γ曲线杆菌成员和水稻植物之间的相互作用可能对双方有益，叶片渗出，提供支持微生物生长和微生物的营养素，辅助更好的水稻产量[40］．

Beijerinckia.，curvibacter，Pelomonas， 和rhodoferax.是在作物的两个阶段中最丰富的四个属。这些细菌群通常与糖(如葡萄糖)的高可用性有关[52.］．在农业和淡水环境中，Beijerinckia.被认为是植物中的生长促进剂[53.的基因组curvibacter通常为大量的糖转运体编码[54.]，提高其探索环境的营养素的能力。其他属，如Pelomonassp。和rhodoferax.属，在大约两米级相同的比例被发现。上一页16S rDNA的扩增分析表明，rhodoferax.SPP。在不同的淡水系统中是常见的[55.］．一些物种的属rhodoferax.是硝酸盐还原剂[56.),而Pelomonas固氮所需机械的通常规范(nifH基因）[57.］．因此，在目前的研究中分配给这些属的个OTU可以有助于氮通量在水淹稻田。相比之下，丰属多核杆在洪水方面，两个生命阶段有显著差异。营养期丰度(29.5%)显著高于生殖期(4.6%)。这一结果可能表明，该属衍生的OTUs不太适应与生殖期植物的洪水相关的环境条件。多核杆成员经常主导浮游淡水社区[58.]，其中pH值、电导率和溶解有机碳浓度在定植中起重要作用[59.］．此外，鞭毛虫放牧和低分子量底物的消耗都涉及到的生存多核杆在淡水环境中[60.，61.］．

温度升高可以通过提高原核生物的生长速度来增加自然群落中原核生物的数量[62.］．在生殖阶段发现的厚壁菌门丰度(5.52%)与稻田中常见的厚壁菌门丰度一致[63.］．然而，在生殖阶段中存在这些孢子形成群体的存在可能与与该发育阶段相关的有机物质的特征有关[63.]，可能与秸秆残渣和根渣不同[64.］．属于类梭状芽孢杆菌菌种能够表达迅速降解纤维素和糖的运输系统，以吸收来自植物细胞壁[释放的糖酶65.］．在水稻田土壤，这些生物体是负责稻草残余物在15和30℃时的分解[64.］．从这个基础上，在可获得降解的高温和碳中的生殖阶段中发现的病症可能促进了属于γ曲线菌和迫切性的OTU的增殖。

在植物的一生中，根的沉积以水溶性分泌物、分泌物和植物死亡细胞的形式不断发生。这一过程为洪水中的微生物提供了主要的能量和营养来源[66.］．在未来的研究中，应考虑稻根的碳化合物的释放在调查负责塑造水稻系统洪水中细菌群落结构的因素的因素进行调查[34］．用在营养阶段相对于环境和营养条件下，所吸收的光合碳的约20％是通过根际沉积释放[67.］．此外，在生殖阶段，植物的分泌物中释放较少的碳化合物，因为它们将大部分能量用于生产种子[68.，69.］．布雷登巴赫和康拉德[7利用16S rDNA扩增分析研究了稻田土壤中的细菌群落，并分析了营养、生殖和成熟阶段不同类型细菌的表达水平。通过定量PCR检测，从生殖阶段开始，土壤细菌丰度升高，但两个生长阶段的细菌群落组成没有显著差异。营养期和生殖期土壤中细菌丰度的变化很大程度上是由于接近成熟期的植物根系分泌物的减少。总的来说，土壤中细菌的丰度在水稻生长过程中是动态的;然而，没有一种微生物类群似乎只与某个特定的发育阶段有关。

异养微生物，其代表大部分稻田微生物组[70，71]，依赖于碳基材的能量供应。植物阶段（分蘖）是水稻植物最剧烈的生长期[72］．随着植物生物量和生长的增加，有机碳的分泌也会加剧[73］．因此，考虑到较高的碳水平可以支持较大多样性的微生物的持续性，较高水平的渗出物可能有助于从植物阶段收集的洪水中本研究中观察到的较高的丰富性。此外，主要在营养阶段应用的肥料中使用尿素可以影响可用营养成分的浓度，特别是 ，这是土壤中可用的主要形式[74］．这些因素，单独或联合，可能有助于形成细菌群落，增加其在作物营养阶段的多样性。因此，根系分泌物的释放会影响作物生长发育过程中细菌群落的动态，应作为水稻洪水中细菌群落动态的贡献者进行研究。

5.结论

本研究表明，与稻米洪水相关的社区是可变的，不同于稻米植物和生殖阶段的洪水之间。在与营养植物相关的洪水中观察到的较高的细菌性质可能是由于Rhizodeposition和作物管理的变化而受到较高浓度的营养素（例如，磷和钾）的青睐。来自Phylum Proteobacteria的OTUS存在于从两种发育阶段收集的洪水中，表明淹没水稻生态系统中这种门的持续存在。此外，类伽血曲线菌的优势和生殖阶段中的门um常规的偏好表明，环境有利于微生物在稻田中能够持续持续，在那里他们能够利用有机材料可降低的分数并在涝渍中存活和干燥的条件。然而，关于根除渗出物的组成和定量的进一步调查以及水稻渗出物对水稻田间的微生物群落的影响对于破译微生物群落动态和水稻植物之间的培养时间是必不可少的。

披露

美国农业部，农业研究服务，是一个平等机会/肯定行动雇主，所有机构服务都可以在不受歧视的情况下提供。提及本手稿中的商业产品和组织仅提供特定信息。它不构成USDA-ARS在其他产品和组织上的认可。

利益冲突

作者声明本文的发表不存在利益冲突。

致谢

作者谨此感谢Capes（Coordenaçãodeherfeiçoamentodededeveaaldedevelsement），适合三明治博士学位。计划[授予号码。260213-0]和USDA（美国农业部）进行财政支持。

参考

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