根系微生物组是指植物根系直接影响的几毫米土壤范围内生长繁殖的微生物,包括细菌、真菌、藻类以及原生动物等。这些微生物能够影响植物的营养吸收、生长发育和对非生物逆境胁迫(热、干旱、盐)的抵抗力。然而,目前多数根系微生物组研究都将根系作为一个整体加以研究,而忽略了不同类型根系特异性,例如大型且复杂的玉米根系。在自然条件下不同类型玉米根系微生物的差异以及其在不同生育时期微生物组的变化规律尚不清楚。本研究以玉米根系的初生根、种子根、第一轮节根三种不同类型根系作为研究对象,聚焦玉米不同类型根系的细菌微生物组随根系生长发育及衰老的动态变化过程。通过在山东省东营市垦利区黄河口镇改良盐碱地种植两种玉米栽培品种(郑单958、西502),收集不同类型根系的样品,利用微生物组测序、生物信息学分析等技术,探究不同根系的细菌类群在不同生长发育时间上的动态变化过程。对两个玉米品种的数据分析比较,发现基因型的影响还是很大的,但是得到的主结论一致,因此本文以郑单958作为主要展示对象。实验结果显示:1.第一轮节根寿命比初生根和种子根显著更长,而后者之间无显著差异。2.三种类型玉米根系细菌微生物组处于动态变化,但三种类型玉米根系细菌微生物组间差异不明显。3.玉米初生根、种子根和第一轮节根的细菌微生物组在其生命中期保持相对稳定,而在幼嫩生长期和衰老期均出现快速改变,且改变的时间节点一致。4.放线菌门在根系发育早期定植丰度较高,随着根系衰老而其丰度逐渐降低,可作为区分根系发育阶段的特征细菌标记。初生根和种子根中,Firmicutes相对丰度在其生命周期后期逐渐降低,Alphaprobacteria在播种后28天之后逐渐增加;第一轮节根中Actinbacteria相对丰度在62天之后显著减少,而Gammaprobacteria显著增加。5.三种类型的根系中特异细菌的相对丰度随根系衰老而呈现相似的变化趋势,特别是,Nocardioids、Paenibacillus、Sphingomonas和Streptomyces,这四种菌在三种类型根中均有,且其相对丰度随根系衰老的变化趋势一致,且大部分属于放线菌门,为后续探索特异性菌群的功能打下基础。本研究工作揭示了玉米的初生根、种子根和第一轮节根在招募细菌上的不同,及其随作物生长发育的动态变化规律,利用研究所得规律设计生物农药,可减少花费农药施用量,为食品加工行业提供优质的玉米原材料,以期生产出优质的产品。也为分子育种提供扎实的数据基础。