根据种间相互作用关系预测微生物群落的可入侵性开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

探明根际菌群互作特征与功能间的偶联关系:植物常通过召集特定功能微生物菌群来应对根际各类生物和非生物胁迫[1]。

根际微生物群落结构复杂，但群落成员不是独立存在的。

一种微生物的存在对另一种微生物的种群数量有正的、负的或者中性的影响，这使得菌群间形成包括互利共生、剥削、偏害、偏利、竞争和中立等6种互作类型的复杂菌群生态交互关系网[2]。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标1、 探究菌群互作特征与功能之间的偶联关系2、 利用合成微生物生态系统探究根际细菌群落互作特征和植物根际抵抗土传青枯菌入侵能力之间的关系3、 基于互作关系构建能够高效抵御土传病原菌入侵的合成菌群。

研究内容1、 六株拮抗菌及它们的发酵液对病原菌的作用2、 六株拮抗菌两两之间相互关系：以实验室研究成熟的根际益生细菌（共6株，已完成全基因组测序）为材料，分析细菌两两间相关作用关系3、 六株拮抗菌两两组合构成的简单群落抗病原菌入侵能力以及它们之间相互关系与抗入侵能力之间的关系4、 预测六株菌组成的复杂群落抗入侵能力：利用室内微孔板系统分析细菌群落间互作特征与抵御土传青枯菌入侵的关系；基于实验数据构建理论模型，并利用该模型预测出高效抵御病原菌入侵的合成菌群。

拟解决的关键问题1、 合成微生物群落的合理构建2、 细菌两两之间相互关系的确定3、 菌群互作特征与功能之间关系的偶联

3. 研究的方法与方案

研究方法1、 采用微孔板共培养系统分别测定六株菌菌体和发酵液对青枯菌的抑菌能力，设置不添加六种菌的空白对照2、 细菌两两互作关系研究：主要利用微孔板系统，并进行稀释涂布，检测一种细菌a对细菌b生长的影响：根据两者生长相互影响情况，判断6株功能细菌间互作关系3、 细菌两两互作关系对土传青枯菌入侵能力的影响：将6株细菌进行随机两两组合，采用微孔板系统将细菌a和b进行共培养（初始接种数量为1.0*107cfu/ml，细菌a和b接种浓度相同），同时接种病原菌（初始接种数量为1.0*106cfu/ml），培养72小时，利用酶标仪检测不同时期病原菌红色荧光蛋白强度（激发波587nm, 发射波610 nm）。

4、 群落互作关系特征与群落抵御土传青枯菌侵染的能力：构建多样性水平为3,4,5,6的功能细菌群落，利用微孔板系统研究群落抵御土传青枯菌入侵的能力，统计群落中竞争、偏害、剥削、互利、偏利和中性互作关系的数量和比例等群落互作特征。

揭示群落互作特征与群落抵御青枯菌入侵能力之间的关系，并基于此预测能高效抵御土传青枯菌入侵的功能菌群。

4. 研究创新点

根际微生物群落交互关系网异常复杂，而这一互作网络是影响微生物群落功能的重要因素之一。

但目前尚未将群落互作特征与群落功能之间的偶联关系清楚阐明。

本研究拟探明抑病型根际细菌群落的互作特征，并利用合成微生物群落生态学研究体系，拟阐明群落互作关系与抵御病原菌入侵能力之间关系的本质，这是本研究的重要理论创新点。

5. 研究计划与进展

2016.10-2016.12资料查阅；2016.12-2017.02撰写开题报告；2016.2-2016.04 进行实验；2017.04-2017.05论文撰写；2017.05-2017.06论文修改、答辩