水稻細(xì)菌性條斑病發(fā)生對水稻根際土壤微生物群落碳代謝多樣性的影響

楊 俊， 王 星， 王彥芳， 張榮琴， 代真林， 呼寶健， 陳秀瓊， 姬廣海， 魏蘭芳

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 生物資源保護與利用國家重點實驗室，云南 昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)科基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心，云南 昆明 650201；3.朋普鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，云南 彌勒 652399)

植物在土壤中生長，直接與豐富多樣的微生物接觸，植物和微生物之間經(jīng)過長時間的協(xié)同進化，會形成一個互利共生的微環(huán)境[1]。根際微生物是從根際分離所得，有研究報道內(nèi)生微生物來源于根際，并從根際進入植物組織內(nèi)部[2-3]。有益的根際微生物還能促進植物的能量代謝，提高寄主的抗病、抗逆性和合成促進植物生長的激素[4-6]。當(dāng)前，越來越多的研究已經(jīng)不局限于水稻地上部分植物農(nóng)業(yè)性狀單一的改良，而是發(fā)展到地下土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、功能的分析[7]。前人研究發(fā)現(xiàn)植物的根際微生物受植物的品種和種植土壤環(huán)境的影響。Peiffer等[8]通過高通量測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)美國不同地理位置和品種的玉米根際微生物群落結(jié)構(gòu)受地理環(huán)境的影響較大而受品種的影響較小。Shakya等[9]發(fā)現(xiàn)不同生長狀態(tài)和地理位置對楊樹根際微生物都有影響。Edwards等[10]在溫室控制條件下，發(fā)現(xiàn)水稻微生物群落組成隨土壤來源和品種基因型的不同而有所差異。水稻是世界上重要的糧食作物，尤其是在亞洲。水稻細(xì)菌性條斑病是由水稻黃單胞屬(Xanthomonasoryzaepv.oryzicola)細(xì)菌通過氣孔或者傷口入侵寄主植物，定殖于水稻葉片的薄壁組織細(xì)胞間并擴展形成病斑，病斑不斷融聚導(dǎo)致全葉枯死[11]。近年來，隨著農(nóng)業(yè)種植環(huán)境的改變和生產(chǎn)中沒有有效的抗性品種，水稻細(xì)菌性條斑病形成的危害越來越嚴(yán)重，在中國條斑病引起的水稻減產(chǎn)云南西部稻區(qū)已經(jīng)達(dá)到40%[12]。水稻條斑病、水稻細(xì)菌性條斑病從苗期到抽穗期都會發(fā)生，但以分蘗期到抽穗前期發(fā)病為多，發(fā)病以后，嚴(yán)重時影響灌漿，秕粒增多引起減產(chǎn)[13]。至今鮮有研究報道水稻條斑病菌入侵水稻葉片后，水稻根際微生物群落碳源代謝功能多樣性的變化。本研究采用Biolog微平板技術(shù)對田間水稻在條斑病未發(fā)病期(健康期)和病害發(fā)生期(發(fā)病期)的根際土壤微生物群落碳源代謝多樣性的變化動態(tài)進行分析，以期揭示不同水稻發(fā)生條斑病病理期土壤微生物群落功能多樣性的變化規(guī)律，為水稻條斑病的防治提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 水稻材料 水稻CG2和IR24，CG2為云南地方水稻材料，前期實驗室抗性評價為抗條斑病材料；IR24 (親本來源：IR8♀, IR127-2-2♂, 秈型常規(guī)水稻)為水稻條斑病感病品種；日本晴：田間水稻抗性評價的感病對照材料。參試材料種植于云南省紅河哈尼族彝族自治州彌勒市朋普鎮(zhèn)水稻實驗田(北緯N23°57′36.59″，東經(jīng)E103°21′38.71″，海拔：837 m)，試驗田采用小區(qū)設(shè)計，共 6 個小區(qū)(每個品種各3個小區(qū)，按照單因素隨機區(qū)組設(shè)計)，每個小區(qū)為單一水稻品種，小區(qū)內(nèi)水稻種植呈3行10列，行間距25 cm，列寬20 cm。移栽時間為2017年5月15日。

1.1.2 土樣采集 采集時間分別為2017年6月29日和8月10日，水稻處于分蘗期和孕穗期(分蘗期水稻田間未發(fā)現(xiàn)任何條斑病害作為健康期的采樣，而孕穗期田間水稻條斑病害爆發(fā)作為發(fā)病期采樣)，每個小區(qū)采用五點采樣法。采集時掘取整株水稻，水稻根部土壤掘取至少15 cm的深度，保持整個根系的完整，輕輕抖落根系表面的大塊土壤，收集附著在根系上的土壤作為根際土壤，采集后立即將水稻帶回實驗后收集根際土壤。水稻CG2品種分蘗期根際土壤編號為 “CG2-1”，孕穗期根際土壤編號 “CG2-2”；水稻IR24品種分蘗期根際土壤編號為 “IR24-1”，孕穗期根際土壤編號 “IR24-2”。收集完成4 ℃保存[14]。

1.1.3 儀器與設(shè)備 采樣箱為沃之沃塑料收納箱(長70 cm×寬57.5 cm×高50 cm)購自云南沃爾瑪百貨有限公司；膠體冰袋(100 mm×155 mm，熱容332 KJ/Kg)購自北京海科森科技有限公司；Biolog 全自動微生物鑒定系統(tǒng)(Gen III Microstation型)和Biolog ECO微平板(Biolog ECO plate，Cat NO.1506)購自美國Biolog公司。28 ℃培養(yǎng)箱為 Boxun 隔水式恒溫培養(yǎng)箱(GSP-9160MEB型)購自上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.2 方法

1.2.1 田間水稻條斑病病情調(diào)查與統(tǒng)計 水稻孕穗期，待感病對照品種日本晴發(fā)病穩(wěn)定(即葉片病斑長度不再擴展)，隨機測量各品種每個小區(qū)20片劍葉的全葉長及其病斑長度，依據(jù)病斑占據(jù)葉片百分率進行抗感性分級，分級標(biāo)準(zhǔn)：0級(高抗，HR)，葉片健康無病斑；1級(抗病，R)，病斑占據(jù)葉片百分率為5%～15%；3級(中抗，MR)，病斑占據(jù)葉片百分率為 16%～30%；5級(中感，MS)，病斑占據(jù)葉片百分率為 16%～30%；7級(感病，S)，病斑占據(jù)葉片百分率為 31%～50%；9級(高感，HS)，病斑占據(jù)葉片百分率>50%。根據(jù)以下公式計算各處理的發(fā)病率、病情指數(shù)。

發(fā)病率：病株率(%)=(發(fā)病總株數(shù)/調(diào)查總株數(shù))×100%

病情指數(shù)：病指=∑(各級病葉數(shù)×相對級數(shù)值)×100 /(調(diào)查總?cè)~數(shù)×9)

1.2.2 根際土壤微生物活性測定及其數(shù)據(jù)分析 根際微生物代謝功能多樣性采用Biolog-ECO (31種碳源) 進行分析測定。Biolog ECO微平板中具有 6類碳源，共 31 種，各孔碳源包括糖類 10 種，氨基酸類 6 種，羧酸類 7 種，多聚物類 4 種，酚酸類 2 種，胺類化合物 2 種，酚類 2 種。稱取10.0 g土壤加入90 mL無菌生理鹽水(0.85%)溶液中,28 ℃ 120 r/min搖床振蕩30 min, 4 ℃冰箱靜置10 min, 待分層穩(wěn)定取上清液梯度稀釋10-3, 取150 μL稀釋液至 Biolog-ECO 板的微孔中, 接種好的平板置于25 ℃恒溫培養(yǎng)，分別于24、48、72、96、120、144、168 h在Biolog EmaxTM 自動讀盤機上用 Biolog Reader 4.2軟件(Biolog, Hayward, CA, USA)讀取OD590 nm值[15]。采用培養(yǎng) 72 h 的數(shù)據(jù)進行土壤微生物碳源利用分析和主成分分析，微生物多樣性指數(shù)分析采用EXCEL2010, 根際微生物群落的Shannon多樣性指數(shù)(H′)，Shannon均勻度指數(shù)(SE)，Simpson指數(shù)(D)，McIntos指數(shù)(U)和McIntosh均勻度指數(shù)(ME)的計算方法[16]見(表1)，其中Pi為第i孔的相對吸光值(C-R)與整個平板相對吸光值總和的比率；S為顏色變化的孔的數(shù)目；ni是第i孔的相對吸光值(C-R)；N是相對吸光值總和。采用軟件PAST進行主成分分析，各碳源利用情況的熱力圖使用MetaboAnalyst 3.0 在線生成,其中聚類方法中樣本歸類距離為歐氏距離 Euclidean。

表1 微生物群落多樣性指數(shù)計算方法

Table 1 Microbial community diversity index calculation method

多樣性指數(shù)計算方法Shanon 多樣性指數(shù)H'=-∑Pi (lnPi)Shanon 均勻度指數(shù)E= H'/lnSSimpson多樣性指數(shù)D=∑(ni(ni-1))(N(N-1))McIntosh多樣性指數(shù)U=(∑ni2)McIntosh均勻度指數(shù)E=N-UN-N/s

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水稻品種的條斑病抗性評價

對兩個水稻品種的條斑病抗性評價結(jié)果表明，兩個水稻品種在水稻孕穗期的抗性評價結(jié)果存在明顯差異，處于孕穗期水稻品種CG2對水稻條斑病表現(xiàn)為抗病，而水稻品種IR24則表現(xiàn)為感病(表2)。病斑長度、病斑占葉片百分比和病情指數(shù)三個指標(biāo)均存在顯著差異，感病品種IR24相對抗病品種CG2分別高出60.26%、65.08%和75.84%。由此水稻品種CG2和IR24可以作為抗病、感病品種的研究材料進行水稻根際土壤微生物群落碳代謝多樣性分析。

表2 不同水稻品種對條斑病的田間抗性評價

注: 同列數(shù)據(jù)后不同字母分別代表兩個品種在P< 0.05 水平下差異顯著

2.2 不同水稻品種和病理期根際土壤微生物對碳源的利用特征

AWCD值(對總碳源的利用強度)變現(xiàn)為對總碳源的利用能力，對總碳源的利用能力大，是對微生物活性及群落功能多樣性的重要指標(biāo), 值越大表明土壤微生物密度越大。由圖1可知，兩個水稻品種不同病理期的根際土壤微生物的AWCD值隨著培養(yǎng)時間的延長而增加，培養(yǎng)到72 h后趨于穩(wěn)定。不同水稻品種相同病理期的根際土壤微生物群落的AWCD值變化差異明顯，培養(yǎng)72 h時，健康期的水稻品種CG2的AWCD值比水稻品種IR24增加了33.84%；發(fā)病期的水稻品種CG2的AWCD值比IR24增加了19.86%。不同生理期水稻品種CG2根際土壤微生物對總碳源的利用能力高于品種IR24。

同一品種在不同病理期的根際土壤微生物對碳源的利用情況也有差異，水稻品種CG2健康期的根際土壤微生物對總碳源的利用強度比發(fā)病期的高，培養(yǎng)72 h時，健康期的根際土壤微生物的AWCD值比發(fā)病期的高出69.62%；水稻品種IR24健康期的根際土壤微生物對總碳源的利用強度同樣高于發(fā)病期，培養(yǎng)72 h，健康期的根際土壤微生物的AWCD值比發(fā)病期的高出96.63%。

圖1 不同病理期根際土壤微生物AWCD值的變化情況

2.3 根際土壤微生物群落功能多樣性指數(shù)的變化

不同的多樣性指數(shù)可以表示土壤微生物群落利用碳源類型的情況。Shannon多樣性指數(shù)(H′)評估豐富度；Simpson多樣性指數(shù)(D)評估某些最常見種的優(yōu)勢度指數(shù)；McIntosh指數(shù)(U)基于群落物種多維空間上的Euclidian距離的多樣性指數(shù)，由McIntosh指數(shù)計算得出的均勻度。對培養(yǎng) 72 h 各類型的土壤進行測定，計算各品種根際微生物代謝功能多樣性指數(shù)(表3)。結(jié)果顯示抗性差異水稻品種在不同病理期的根際土壤微生物的豐富度指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)和均勻度指數(shù)存在差異:抗性品種 CG2健康期的根際土壤比發(fā)病期Shannon指數(shù)高7.184%、 Simpson指數(shù)高 54.568%，McIntos指數(shù)高45.792%；感病品種IR24健康期的根際土壤比發(fā)病期Shannon指數(shù)高4.646%、 Simpson指數(shù)高33.279%，McIntos指數(shù)高41.134%。其中兩個水稻品種健康期和發(fā)病期根際土壤微生物的Simpson指數(shù)和McIntos指數(shù)均存在顯著差異(P<0.05)。

表3 根際土壤微生物群落72 h的多樣性指數(shù)

注：CG2-1:CG2分蘗期根際土壤; CG2-2:CG2孕穗期根際土壤；IR24-1:IR24分蘗期根際土壤； IR24-2:IR24孕穗期根際土壤

2.4 土壤微生物對各類型碳源利用的聚類分析

不同生理期的抗性差異水稻品種土壤根際微生物對各碳源的利用情況也存在差異(圖2)。

圖2 六類碳源利用強度百分比

圖3 不同病理期抗性差異水稻品種根際土壤微生物對各碳源的利用情況

B1: 丙酮酸甲酯; C1: 吐溫-40; D1: 吐溫-80; E1: α-環(huán)式糊精; F1: 肝糖; G1: D-纖維二糖; H1: α-D-乳糖; A2: β-甲基-D-葡萄糖苷;B2: D-木糖; C2: i-赤蘚糖醇; D2: D-甘露醇; E2: N-乙?；?D-葡萄糖胺; F2: D-葡萄糖胺酸; G2: 葡萄糖-1-磷酸鹽; H2: D,L-α-甘油磷酸鹽; A3: D-半乳糖酸-γ-內(nèi)酯; B3: D-半乳糖醛酸; C3: 2-羥基苯甲酸; D3: 4-羥基苯甲酸; E3: γ-羥基丁酸; F3: 衣康酸; G3: α-丁酮酸; H3:D-蘋果酸; A4: L-精氨酸; B4: L-天冬酰胺酸; C4: L-苯基丙氨酸; D4: L-絲氨酸; E4: L-蘇氨酸; F4: 葡萄糖-L-谷氨酸; G4: 苯基乙胺; H4:腐胺。CG1～3 分別代表品種CG2的 3 個重復(fù)試驗小區(qū), IR1～3 分別代表品種IR24的3 個重復(fù)試驗小區(qū)

B1: Pyruvicacid methyl ester; C1: Tween-40; D1: Tween-80; E1: α-Cyclodextrin; F1: Phenylethylamine; G1: D-cellobiose; H1: α-D-lactose; A2:β-methyl-D-glucoside; B2: D-xylose; C2: i-ery-hritol; D2: D-mannitol; E2: N-acetyl-D-glucosamine; F2: D-glucosaminic acid; G2:Glu-cose-1-phosphatei; H2: D,L-α-glycerol phosphate; A3: D-galactonic acid-γ-lactone; B3: D-galactu-ronic acid; C3: 2-Hydroxy benzoicacid; D3: 4-Hydroxy benzoic acid; E3: γ-hydroxybutyric acid; F3: Itaconic acid; G3: α-ketobutyricacid; H3: D-malic acid; A4: L-arginine; B4:L-asparagine; C4: L-phenylalanine; D4: L-serine; E4: L-threonine; F4: Glycyl-L-glutamic acid; G4: Phenylethylamine; H4: Putrescine. CG 1-3 and IR1-3 are three plots of rice varieties CG2 and IR24, respectively

抗病品種CG2健康期對各類型碳源的利用強度都很相近，發(fā)病期對糖類、酯類和胺類利用強度較高，分別是19.249%、19.250% 和21.328%；感病品種IR24健康期利用強度較大的碳源類型為糖類(18.089%)、酯類(19.550%)和醇類(18.731%)，發(fā)病期利用強度較大的為糖類和胺類，分別為23.808%和17.195%。

從品種來看，不同品種的健康期和發(fā)病期的3個小區(qū)土壤微生物利用碳源效率分別聚為一類；感病品種IR24 健康期和發(fā)病期聚為一類，抗病品種CG2健康期和發(fā)病期對土壤微生物利用碳源效率則相差較遠(yuǎn)，并未聚為一類(圖3)。

水稻健康期和發(fā)病期土壤根際微生物對 Biolog ECO 板中六類碳源的利用均有差異(如圖4)，水稻健康期比發(fā)病期有了明顯的提高，差異較大的主要是氨基酸類和醇類，其次是酯類?？共∷酒贩NCG2健康期與發(fā)病期相比對六類碳源物質(zhì)的利用明顯減少：糖類減少48.51%(P<0.01)，氨基酸類減少65.55%(P<0.01)，酯類減少48.69%(P<0.05)，醇類減少66.89%(P<0.05)，胺類減少44.31%(P<0.05)和酸類減少57.39%(P<0.01)；感病水稻品種IR24健康期與發(fā)病期相比對氨基酸類、脂類、醇類、胺類和酸類五類碳源物質(zhì)的利用減少：氨基酸減少24.48%(P<0.05)，酯類減少34.27%(P<0.05)，醇類減少34.78%(P<0.05)，胺類和酸類分別減少10.13%和10.38%，糖類碳源增加7.40%。

抗感兩個品種對六類碳源物質(zhì)的利用也存在差異；健康期抗病品種CG2對氨基酸類、胺類和羧酸類的碳源利用顯著高于感病品種IR24，氨基酸類、胺類和羧酸類高分別25.92%(P<0.05)、25.99%(P<0.05)和32.15%(P<0.05)。發(fā)病期抗病品種CG2對糖類、氨基酸類、醇類碳源的利用顯著低于感病品種，分別降低83.23%(P<0.01)、62.41%(P<0.05) 和 76.85%(P<0.01)。上述結(jié)果表明，抗病品種CG2在水稻細(xì)菌性條斑病發(fā)生后，氨基酸類碳源改變較為明顯。

圖4 根際微生物對六類碳源的利用強度

2.5 根際土壤微生物對碳源利用的主成分分析

以培養(yǎng)96 h的AWCD值為依據(jù)進行主成分分析，結(jié)果如圖5所示?？共∑贩NCG2中(圖5A)，第1主成分(PC1)的貢獻率為94.253%，第2主成分(PC2)的貢獻率為2.821%，兩主成分合計貢獻率為97.074%；感病品種IR24中(圖5B)，第1主成分(PC1)的貢獻率為99.977%，第2主成分(PC2)的貢獻率為0.022%，兩主成分合計貢獻率為99.999%。從兩個品種的主成分分析結(jié)果看，前兩個主成分的貢獻較高，能夠表征原來 31 個變量的特征。不論是抗病品種還是感病品種，拔節(jié)期和成熟期在PC1軸上游較好地分離，抗病品種CG2和感病品種IR24的健康期主要位于第1、4象限，發(fā)病期位于第2、3象限，兩個品種的主成分分析說明，健康期到發(fā)病期，水稻的根際土壤微生物群結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。

圖5 條斑病發(fā)生前后抗性差異水稻品種根際土壤微生物碳源利用主成分分析

根據(jù)Choi等[17]對碳源的選擇標(biāo)準(zhǔn),進一步利用 PC1 和 PC2 得分系數(shù)與 31 種碳源吸光度值進行相關(guān)分析得到相關(guān)系數(shù)(即主成分載荷值)，載荷絕對值大于0.18的碳源對主成分影響較大。從表4可知，抗病品種CG2中，對主成分1影響較大的碳源有10種，3種為氨基酸類：L-苯基丙氨酸(C4)、L-蘇氨酸(E4)和葡萄糖-L-谷氨酸(F4)；1種胺類：腐胺(H4)；4種酸類：2-羥基苯甲酸(C3)、γ-羥基丁酸(E3)、衣康酸(F3)和 D-蘋果酸(H3)；2種糖類：α-環(huán)式糊精(E1)和葡萄糖-1-磷酸鹽(G2)。所有類型的碳源均為正相關(guān)。對主成分2影響較大的有8種，1種氨基酸類：L-苯基丙氨酸(C4)呈正相關(guān)；2種胺類：苯基乙胺(G4)和腐胺(H4)呈正相關(guān)；4種酸類：D,L-α-甘油磷酸鹽(H2)、2-羥基苯甲酸(C3)、γ-羥基丁酸(E3)呈負(fù)相關(guān)和衣康酸(F3)呈正相關(guān)。感病品種IR24中，對主成分1影響較大的碳源有8種，2種氨基酸：L-天冬酰胺酸(B4)和L-蘇氨酸(E4)；1種醇類：D-甘露醇(D2)；1種酸類：D-蘋果酸(H3)；4種糖類：肝糖(F1)、α-D-乳糖(H1)、β-甲基-D-葡萄糖苷(A2)和D-木糖(B2)均呈正相關(guān)。對主成分2影響較大的碳源有13種，2種氨基酸類：L-苯基丙氨酸(C4)和L-蘇氨酸(E4)；2種胺類：N-乙酰基-D-葡萄糖胺(E2)和苯基乙胺(G4)；1種醇類：i-赤蘚糖醇(C2)；4種酸類：D-葡萄糖胺酸(F2)、D-半乳糖醛酸(B3)和2-羥基苯甲酸(C3)；2種糖類：α-環(huán)式糊精(E1)和葡萄糖-1-磷酸鹽(G2)；2種酯類：吐溫-80(D1)和D-半乳糖酸-γ-內(nèi)酯(A3)均呈正相關(guān)。兩個材料的結(jié)果表明水稻條斑病發(fā)生前后根際土壤微生物對氨基酸類、糖類和酸類碳源利用的差異較大。

表4 條斑病發(fā)生前后抗性差異水稻品種根際土壤微生物對31種碳源利用在 PC1、 PC2上的載荷(Loading>0.18和 Loading<0.18)

注：“-”為對主成分的貢獻值的絕對值小于0.18，該碳源對主成分無影響

3 討 論

3.1 水稻條斑病發(fā)生后根際土壤微生物多樣性降低

植物對微生物的調(diào)節(jié)可能與生長狀態(tài)、生育期和植物品種所分泌的有機物相關(guān)[18]，根際土壤微生物群落碳代謝多樣性可以反映根際微生物的生態(tài)特征，土壤微生物群落AWCD 反映了土壤微生物利用碳源的能力和代謝活性的大小, 其值越高, 土壤微生物群落代謝活性越高[19-20]。林文雄[21]基于基因組總 DNA 的T-RFLP 分析旱直播模式下5葉期和7葉期化感水稻根際土壤微生物的組成和結(jié)構(gòu)具有差異性，表明水稻根際微生物受水稻品種和生理期的影響。潘麗媛等[22]對高產(chǎn)示范田和常規(guī)水稻田的同一水稻品種的微生物數(shù)量進行比較，高產(chǎn)示范田水稻根際微生物數(shù)量是常規(guī)水稻田的2倍多，說明水稻根際微生物越豐富，水稻越高產(chǎn)，由此證明細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)對水稻高產(chǎn)起著重要作用。楊俊等[23]研究表明不同抗性的水稻品種在條斑病發(fā)生期的水稻根際微生物多樣性，抗性品種CG2高于感病品種IR24。Irikiin等[24]研究表明，碳源利用能力影響土傳病害發(fā)生的可能原因是能夠利用多種碳源且利用效率較高的根際微生物比碳源利用種類少的根際微生物生長更好， 微生物在根際生長旺盛，需要消耗根際大量的能源和碳源， 對病原微生物來說可用的碳源較少而不能大量增殖。本研究運用 Biolog技術(shù)對抗、感兩個品種(CG2和IR24)條斑病發(fā)生前后水稻根際土壤微生物代謝功能多樣性進行了分析, 研究發(fā)現(xiàn)無論是AWCD、微生物多樣性指數(shù), 還是對31種碳源的利用率，健康期的根際土壤微生物都顯著高于發(fā)病期的根際土壤微生物。由此證明水稻根際土壤的微生物活性發(fā)生條斑病前明顯高于條斑病發(fā)生后。

3.2 水稻條斑病發(fā)生后對根際土壤微生物不同碳源利用的影響

本研究發(fā)現(xiàn), 水稻發(fā)生條斑病后對不同碳源的利用率下降, 且對不同碳源的利用率也不盡相同,如抗病水稻品種CG2發(fā)病期與健康期相比對六類碳源物質(zhì)的利用明顯減少：糖類減少48.51%(P<0.01)，氨基酸類減少65.55%(P<0.01)，酯類減少48.69%(P<0.05)，醇類減少66.89%(P< 0.05)，胺類減少44.31%(P<0.05)，酸類減少57.39%(P<0.01)；感病水稻品種IR24發(fā)病期與健康期相比對氨基酸類、脂類、醇類、胺類和酸類五類碳源物質(zhì)的利用減少：氨基酸減少24.48%(P<0.05)，酯類減少34.27%(P<0.05)，醇類減少34.78%(P<0.05)， 胺類和酸類分別減少10.13%和10.38%， 糖類碳源增加7.40%。這表明水稻發(fā)生條斑病后，根際土壤微生物對氨基酸、酯類和醇類碳源的利用明顯下降。同時,兩個品種根際土壤對不同碳源物質(zhì)利用率的下降存在一定的差異, 原因可能是CG2和IR24兩個水稻品種產(chǎn)生的分泌物不同所導(dǎo)致。

微生物碳代謝多樣性的主成分分析表明, 水稻條斑病發(fā)生后，由于微生物對碳源的利用有所差異,使得水稻根際微生物群落功能的多樣性發(fā)生了明顯改變。 抗病品種CG2利用率較高的碳源主要有 3種氨基酸類、1種胺類、4種酸類和2種糖類；感病品種IR24利用率比較高的碳源是2種氨基酸類、1種醇類、1種酸類和4種糖類。水稻在水稻條斑病發(fā)生后，由于病原菌成為植物內(nèi)生菌群中的優(yōu)勢菌群，引起了植物根際分泌物的改變，導(dǎo)致根際土壤微生物多樣性的降低，糖類、氨基酸類、羧酸類和胺類是區(qū)分條斑病發(fā)病前后水稻根際微生物群落功能多樣性差異的敏感碳源；條斑病發(fā)病期，抗病品種根系微生物對氨基酸類和羧酸類碳源有較高的利用率，說明根系分泌中的氨基酸類和羧酸類碳源對病原菌有抑制作用或者對有益菌的生長有促進作用。

通過Biolog-ECO對不同條斑病病理期的水稻根際土壤微生物碳代謝多樣性的分析，表明條斑病發(fā)生后水稻根際微生物的碳代謝多樣性降低，預(yù)示水稻細(xì)菌性條斑病的侵染導(dǎo)致水稻根系分泌物的變化影響著根際微生物群落和病原微生物的生長及營養(yǎng)競爭，最終影響病害的發(fā)生與發(fā)展，而有關(guān)水稻品種之間根際分泌物及根際分微生物與條斑病菌的相互作用有待深入研究。