花榈木不同萌发阶段下种子际细菌群落动态及其与萌发的关系

种子际微生物在种子萌发过程中扮演着重要的角色,尤其是在驱动自然条件下种子萌发中的作用显著。野外调查发现珍贵用材树种花榈木硬实种子在没有高温和酸蚀处理的条件下能够萌发更新,这是否与种子际微生物的贡献有关?为了探究花榈木种子萌发的种子际微生物驱动因素,必须了解种子际微生物在花榈木种子萌发不同阶段的时间序列变化。本研究中,我们以三个地方(关岭GL、晴隆QL、石阡SQ)花榈木母树下的土壤作为种子萌发介质,检测了三种土壤中花榈木种子五个萌发阶段(萌发种子变色阶段、种皮吸胀阶段、胚根突出阶段、胚根伸长阶段、子叶出现阶段)的种子际细菌样本。采用生物信息学策略分析物种多样性及其与土壤养分和发芽率之间的关系、功能预测和不同阶段微生物网络特征。结果表明:三种土壤之间的花榈木种子各萌发时期的种子际细菌群落结构相对稳定,相关性较高。种子发芽率同时受到土壤养分和种子际细菌多样性的影响,其中新鞘氨醇单胞菌(Novosphingobium)、中慢生根瘤菌(Mesorhizobium)、伯克氏霍尔德菌(Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia)等菌属与发芽率呈显著正相关。Minicystis、Alkanindiges、Telmatospirillum对种子萌发阶段的贡献最大。功能预测分析表明,花榈木种子际细菌在种子萌发过程中,萌发前期呼吸代谢功能、结瘤功能、多糖降解功能以及能量增强,萌发后期脂肪降解功能增强。通过网络分析结果表明,花榈木种子在种皮吸胀破裂阶段的正相关网络最高,该阶段中,变形菌门、拟杆菌门、酸杆菌门丰度较高,而放线菌门等丰度最低。本研究揭示了种子际细菌对花榈木种子发芽率和发芽阶段的贡献,为种子际细菌促进种子萌发机制提供理论基础。