黑老虎内生真菌及根际土壤真菌的群落结构与生态功能分析

为探讨黑老虎(Kadsura coccinea)根际土壤和组织内生真菌菌群的组成及其生态功能，该研究采用ITS高通量测序技术对成熟黑老虎(根、茎、叶)内生真菌及根际土壤真菌群落结构、多样性和生态功能进行了分析。结果表明：(1)从12个样品中共获得2 241个可操作分类单元(OTU),涉及10门、41纲、95目、212科、367属，内生真菌(根、茎、叶)和根际土壤真菌OTU数分别为386、536、258、1 435个，其中共有的OTU为18个。在门水平上，黑老虎内生真菌及根际土壤真菌优势群落均为子囊菌门和担子菌门，其中子囊菌门在叶和茎中占比分别高达96.99%和95.37%;在属水平上，黑老虎根际土壤真菌中腐生真菌被孢霉属占比较高(为13.5%),叶和茎等生长旺盛的组织中子囊菌门未分类属和痂囊腔菌属占比较高。(2)α多样性分析结果显示，黑老虎根际土壤真菌群落的丰度和多样性明显高于内生真菌，茎中内生真菌丰度显著高于根和叶，而根、茎和叶组织间内生真菌多样性差异不显著；PCoA分析结果显示，叶和茎的真菌群落结构相似性更高。(3)利用FUNGuild数据库进行的功能预测分析结果显示，黑老虎根际土...     

黔中地区马尾松林下杜鹃根部内生真菌群落组成及其生态功能

探索黔中马尾松(Pinus massoniana)林下杜鹃(Rhododendron simsii)根内生真菌物种多样性和生态功能。采集黔中乌当(WD)、孟关(MG)、龙里(LL) 3个地区马尾松林下杜鹃的发根,提取真菌DNA进行高通量测序。分析真菌Alpha多样性,借助FUNGuild注释平台解析真菌的生态功能类别,探索真菌群落中的核心微生物组,并结合网络图展示菌群之间的关联性。结果,3个地区的杜鹃根部内生真菌多样性非常丰富,WD地区杜鹃内生真菌多样性和丰富度最高。试验共获得有效序列425799条,817个可操作分类单元(OTU),分属于6门19纲52目103科154属,主要隶属于子囊菌门(81.2%)、接合菌门(5.8%)和担子菌门(4.7%);优势纲、目、科分别为:散囊菌纲(43.0%)、散囊菌目(39.2%)、发菌科(39.2%);在属的水平上,青霉属(38.60%)占比最高,其次是木霉属(7.20%)、拟盘多毛孢属(6.10%)。根部的真菌拥有多种生态功能群,如未定义腐生菌(194 OTU)、植物病原菌(20 OTU)、土壤腐生菌(18 OTU)、外生菌(14 OTU)、地衣共生真菌(10 OTU)、杜鹃类菌根真菌(5 OTU)、木腐生菌(5 OTU)、丛枝菌根(4 OTU)、内生菌(2 OTU)、动物病原菌(8 OTU),以及多种混合营养型类群21类,102个Undefined种类在FUNGuild数据库中没有参考信息。根部真菌可以形成生态位共享模式,而且不同功能群之间存在耦合性,核心基因组与关键物种以真菌组形成的生态功能团表现。     

天山林区土壤真菌多样性及其群落结构

土壤真菌群落结构对森林生态系统功能的维持具有重要作用,目前对天山林区土壤微生物的种类和群落结构了解甚少。为了解天山不同植被类型下土壤真菌的群落动态及优势菌属,使用Illumina MiSeq高通量测序技术,研究天山林区根际土与非根际土中真菌群落组成及多样性。结果表明:(1)对有效序列进行OTU聚类(operational taxonomic unit)后共得到14121个OTUs,经注释划分为7个门、33个纲、109个目、255个科、444个属、677个种;(2)子囊菌门(Ascomycota)和担子囊菌门(Basidiomycota)是天山植物的优势菌门,灌丛中相对丰度较高的有帚枝霉属(Sarocladium)、鬼笔属(Lysurus)、Microidium;云杉林中相对丰度较高的属有镰刀属(Fusarium)、赤霉属(Gibberella)、丝盖伞属(Inocybe);(3)灌丛与云杉林土壤真菌的群落结构和丰富度有显著差异,灌丛土壤真菌的多样性和丰富度更高,云杉林中阴坡的土壤真菌丰富度较高而阳坡和林窗较低;(4)丝盖伞属(Inocybe)、被孢霉属(Mortierella)、赤霉属(Gibberella)、镰刀属(Fusarium)与云杉的生长可能具有密切的关系。本文推测,根际土壤真菌的多样性和丰富度较低可能是导致云杉幼苗成活率低等更新障碍的问题。     

华北特有腐生型兰科植物北京无喙兰根际土壤微生物多样性研究

北京无喙兰(Holopogon pekinensis X. Y. Mu & Bing Liu)为华北地区特有珍稀腐生型兰科植物,分布在海拔约1100 m的杂木林内,生境与本区域内其他腐生型兰科植物(常在1600 m以上桦木林中生长)显著不同。本研究针对北京玉渡山和百花山两个北京无喙兰种群的根际土壤样品开展基于高通量测序技术的根际土壤微生物多样性分析,解析北京无喙兰根际土壤微生物群落组成及多样性。测序分析结果显示,共得到4973个细菌OTU(Operational taxonomic unit),发现北京无喙兰根际土壤的优势细菌类群为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门等7个门,优势属有MND1、硝化螺菌属(Nitrospira)和Haliangium等。1914个真菌OTU的分析结果表明,根际土壤优势真菌类群为子囊菌门、担子菌门、结合菌门等;优势属有Archaeorhizomyces、蜡壳耳属(Sebacina)和被孢霉属(Mortierella)等;优势真菌多为外生菌根真菌,可能是北京无喙兰潜在的菌根真菌。多样性指数分析显示,北京无喙兰玉渡山种群根际土壤中的真菌和细菌群落的丰富度和均匀度均高于百花山种群,各种群土壤微生物多样性与北京无喙兰所在种群的乔木种类多样性具有一定的相关性。     

濒危药用植物掌裂兰根部内生真菌和根际土真菌多样性分析

【背景】植物内生真菌对宿主植物促生长、抗旱和增强抗病能力等方面有着重大的研究和利用价值,尤其对兰科植物的生长起到重要的作用。【目的】通过对掌裂兰根部内生真菌和根际土真菌多样性进行系统分析,掌握掌裂兰根部内生真菌与根际土真菌群落结构,为进一步探究掌裂兰植物与真菌共生规律提供参考。【方法】采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析掌裂兰根部内生真菌和根际土真菌多样性。【结果】掌裂兰根部内生真菌隶属于7门89属,优势菌属为瘤菌根菌属(Epulorhiza)(16.93%)、头梗霉属(Cephaliophora)(10.41%)、酵母属(Saccharomyces)(5.73%)、角担菌属(Ceratobasidium)(5.32%)和镰刀菌属(Fusarium)(5.12%),其中Epulorhiza和Ceratobasidium为兰科植物菌根真菌;根际土真菌隶属于11门269属,优势菌属为镰刀菌属(Fusarium)(8.09%)、丛赤壳属(Neonectria)(6.79%)、Plectosphaerella (3.39%)和被孢霉属(Mortierella)(3.01%)。通过...     

广东省本地油茶和引种油茶根际土壤微生物群落特征

【背景】近年来,油茶低效林面积较大,根际土壤微生物影响林木抗性和生长,对林业可持续发展具有重要意义。【目的】了解广东省本地油茶和引种油茶根际土壤微生物群落特征。【方法】利用高通量测序分析油茶根际土壤微生物群落组成。【结果】油茶根际土壤细菌有26门77纲201目377科593属676种,真菌有14门50纲121目266科502属631种。油茶根际土壤中的优势细菌为酸杆菌门和变形菌门,优势真菌为子囊菌门和担子菌门。两种油茶根际土壤微生物组成差异显著,本地油茶根际土壤的细菌多样性显著高于引种油茶。在门水平上,脱硫杆菌门细菌和罗兹菌门、被孢霉门真菌的相对丰度在两种油茶间差异显著,Amorphotheca在本地油茶根际土壤中特异性富集。两种油茶根际土壤细菌碳代谢相对丰度差异显著,真菌以腐生营养型为主,其次为病理营养型和共生营养型。本地油茶根际土壤中显著富集土壤腐生菌,而共生营养型真菌(尤其是丛枝菌根真菌)相对丰度(6.43%)显著低于引种油茶中(21.83%)。此外,有机质和养分含量是影响油茶根际土壤微生物群落的关键因子。【结论】本地油茶和引种油茶根际土壤微生物群落组成和结构差异显著,Amorp...     

羊肚菌烂柄病发生对土壤真菌群落结构的影响

为了解羊肚菌(Morel)烂柄病的发生对土壤真菌群落结构的影响,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对健康羊肚菌根际土、烂柄病发病子实体根际土及相同环境下未栽培羊肚菌土壤的真菌群落结构进行研究。结果表明,测序样品共获得344 163条序列,归为7个真菌门。各样品真菌多样性分析结果表明,未栽培土壤真菌群落多样性较高,栽培羊肚菌根际土壤真菌多样性显著降低,烂柄病发生后土壤真菌多样性增加。群落结构分析表明,烂柄病根际优势真菌类群为拟青霉属(Paecilomyces)、木霉属(Trichoderma)、葡萄穗霉属(Stachybotrys)、枝顶孢属(Acremonium)、Paratritirachium、Zopfiella、被孢霉属(Mortierella)和柄孢壳属(Podospora)。烂柄病的发生改变了土壤真菌群落结构,促进了根际真菌的繁殖。为了解羊肚菌烂柄病的发生、传播机理及防治提供了参考。     

青枯病易感和钝感桑树品种根际土壤真菌群落结构比较

为研究青枯病易感和钝感桑树品种植株根际土壤真菌群落组成,该研究以ITS1F和ITS2R为引物,基于高通量测序技术对桑树青枯病易感品种(台湾长果桑,SM)和桑树青枯病钝感品种(桂桑12号,IM)植株根际土壤真菌群落结构进行分析。结果表明:(1)两个品种间指示真菌丰富度的ACE、Chao1指数及表征多样性的Shannon指数无显著差异,门分类水平,被孢霉门(Mortierellomycota)和球囊菌门(Glomeromycota)是青枯病钝感桑树品种植株根际土壤中特有的优势真菌门; 而属分类水平,Apiotrichum、地丝菌属(Geotrichum)、足放线病菌属(Scedosporium)和腐质霉属(Humicola)等是青枯病易感桑树品种植株根际土壤中富集的特有优势真菌属。(2)青枯病易感桑树品种植株根际土壤中,缺失了被孢霉门、球囊菌门真菌,以及被孢霉属(Mortierella)、镰刀菌属(Fusarium)、曲霉菌属(Aspergillus)和毛壳菌属(Chaetomium)等具有生防功能的优势真菌门属,可能是其易感青枯病的重要原因。(3)根据真菌群落对同类环境资源的利用途径进行功能预测发现,青枯病易感桑树品种根际土壤中,富集了相对较多的病理营养型和腐生营养型真菌; 而青枯病钝感桑树品种根际土壤中,富集了相对丰富的共生营养型真菌。(4)特有真菌数量更为丰富的土壤真菌OTU分类水平,可能是青枯病钝感桑树品种田间表现出更强抗性的重要原因。可见,在青枯病钝感桑树品种植株根际土壤中,富集的被孢霉属、镰刀菌属、曲霉菌属和毛壳菌属等优势特异真菌属,具有作为拮抗桑树青枯病备选菌属的潜力。     

科尔沁沙地不同水盐处理对豆田土壤真菌群落结构和功能的影响

为揭示北方沙区典型盐碱地不同灌溉量对油莎豆(Cyperus esculentus)农田土壤真菌群落组成结构和功能群特征的影响。以吉林省松原市前郭尔罗斯灌区油莎豆农田为研究对象，开展水、盐双因素(水处理：50%、70%、100%标准灌溉定额；盐处理：非盐渍土、弱盐渍土、中盐渍土)随机区组野外控制实验，比较分析不同水盐处理下油莎豆土壤真菌群落特征。(1)油莎豆农田土壤样品共获得2354个真菌OTU,隶属于13门43纲114目224科434属，其中，子囊菌门(Ascomycota)((67.83±6.33)%)、被孢霉门(Mortierellomycota)((16.96±6.02)%)和担子菌门(Basidiomycota)((11.31±1.82)%)占绝对优势。随灌溉量增加，优势属由被孢霉属(Mortierella)变为镰孢菌属(Fusarium)和毛壳菌属(Chaetomium)。不同水盐处理下真菌多样性无显著差异(P>0.05)。(2)真菌功能群以腐生营养型为主，病理营养型次之，共生营养型占比最低。随灌溉量增加，腐生和共生营养型真菌均先减少后增加，病理营养型真菌先增加后减少；...     

吉林省辽源地区羊肚菌根际土壤真菌多样性及群落组成

为探究羊肚菌Morchella与不同土壤生长环境及土壤理化因子的关系,以吉林省辽源市的野生和栽培两种生境为样地,采集羊肚菌根际土壤样品为材料,通过Illumina MiSeq高通量测序技术,对羊肚菌土壤真菌群落结构和多样性进行研究,同时分析土壤理化因子对其真菌群落多样性及优势菌属的影响。通过Alpha多样性分析发现:与对照组相比,不论是野生环境还是栽培环境,羊肚菌生长之后的土壤真菌的群落组成多样性降低;通过Beta多样性分析发现:两组根际土壤真菌组成差异非常明显,说明不同的羊肚菌生长环境对土壤真菌组成有重要影响,同时,野生羊肚菌根际土壤真菌优势菌属是被孢霉属Mortierella,栽培羊肚菌根际土壤真菌优势菌属是红菇属Russula。土壤冗余分析表明土壤理化指标中全氮(TN)、有机碳(OC)对土壤真菌群落多样性影响最大,野生羊肚菌根际土壤中的优势菌属被孢霉属与TN、OC 2种元素呈正相关,而栽培羊肚菌根际土壤中的优势菌属红菇属与Mg~(2+)、全磷(TP)、Ca~(2+)和K~+4种元素呈正相关。研究结果表明羊肚菌更喜欢生活在略偏碱的土壤环境。     

黄精根际及药用部位内生真菌群落组成和生态功能分析

为寻找促进药用植物活性代谢产物合成的微生物,该文以黄精为研究对象,利用高通量测序技术和生态功能预测平台,测定根际土真菌、根茎和根内生真菌的ITS序列,分析其真菌多样性和群落组成,并预测根茎内生真菌的生态功能。结果表明:(1)测序得到1 023个可操作分类单元(OTUs),根际、根茎和根真菌OTU数分别为703、128和141,三种部位真菌群落组成差异显著,根际土存在特有的真菌类群,即壶菌门。(2)根际土、根茎及根共有OTU 41个,子囊菌门占共有真菌的58.15%,丰度最大。(3)根茎内生真菌被划分6个生态功能群,包括未定义腐生菌、菌寄生真菌、动物病原菌、植物病原菌、丛枝菌根真菌和地衣共生真菌,37个undefined种类(34.91%)在FUNGuild数据库中没有参考信息。研究认为根茎中优势菌属Setophoma、新赤壳属等内生真菌可能与活性代谢产物密切相关,可为黄精药用功能菌群的发掘提供数据参考。     

阿尔泰银莲花根际土壤微生物多样性研究

为了解野生和栽培阿尔泰银莲花根际土壤微生物多样性的差异,该研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术对野生和栽培阿尔泰银莲花根际土壤微生物的群落组成和多样性进行探究。结果表明:(1)野生阿尔泰银莲花根际土壤的真菌多样性显著高于栽培阿尔泰银莲花(P<0.05),而细菌多样性差异不显著(P>0.05); NMDS分析结果显示,野生和栽培阿尔泰银莲花根际土壤真菌群落结构差异更显著。(2)细菌9 566个可操作分类单元(OTUs)涉及39门127纲315目500科886属,真菌2 670个OTUs涉及15门57纲138目293科597属。在门水平上,细菌群落中的变形菌门、酸杆菌门、放线菌门及真菌群落中的担子菌门、子囊菌门、被孢霉门均为野生和栽培阿尔泰银莲花根际土壤优势菌门,但其相对丰度在不同生长方式下存在差异。(3)环境因子关联分析(RDA)结果显示,土壤有机质是影响土壤细菌群落的主要因子(P<0.05),土壤pH、碱解氮和有效磷是影响真菌群落的主要因子(P<0.05)。综上认为,野生和栽培下的阿尔泰银莲花根际土壤微生物群落组成和多样性存在显著差异,这种差异可能与不同生长条件下的土壤理化性质存在密切的联系,该研究结果对阿尔泰银莲花科学种植以及土壤改良具有一定意义。     

不同生境下川麦冬根围土壤丛枝菌根真菌多样性北大核心CSCD

采用高通量(Illumina Miseq)测序技术对栽培和野生2种生境下川麦冬根围的丛枝菌根(AM)真菌多样性和群落结构进行测定,并结合土壤理化因子进行相关性分析,以明确两种生境下川麦冬根围土壤AM真菌多样性和优势群落的分布特点,探讨AM真菌群落分布差异的驱动因子,为AM真菌应用于麦冬生产提供理论依据和技术支持。结果表明:(1)不同生境下川麦冬根围土壤中共鉴定出AM真菌3属10种,其中野生川麦冬根围土壤鉴定出的AM真菌3属7种,分别隶属于无梗囊霉属(Acaulospora)、多孢囊霉属(Diversispora)和球囊霉属(Glomus),而栽培环境下鉴定出AM真菌1属6种,隶属于球囊霉属。2个生境优势属均为球囊霉属。(2)不同生境下川麦冬根围AM真菌之间存在显著差异,野生生境下川麦冬根围土壤AM真菌多样性指数ACE和Shannon均显著高于人工栽培生境,而Simpson指数则相反。(3)相关性分析表明,AM真菌多样性指数及群落组成结构均与土壤理化因子存在相关性,其中全钾(TK)、全磷(TP)、全氮(TN)对AM真菌多样性指数和群落结构组成均存在显著影响。研究认为,不同生境下川麦冬根围AM真菌群落存在显著差异,球囊霉属为川麦冬互利共生的关键属,TK、TP、TN是不同生境川麦冬根围AM真菌群落差异的主要驱动因子。     

小蓬竹根际土壤微生物及内生真菌多样性分析

为了解喀斯特典型物种-小蓬竹根际土壤微生物及不同部位内生真菌多样性,采用沿等高线等距离取样法采集小蓬竹根际土壤及健康植株,通过可培养对根际土微生物及内生菌进行分离,利用分子技术对其进行鉴定,根据鉴定结果构建系统发育树,并计算小蓬竹根际土壤微生物和根茎叶内生真菌多样性。结果如下：（1）共从根际土壤、根、茎、叶分离得到139个真菌菌株,隶属于27属,其中根际土壤分离得到34个真菌菌株隶属于12属,根部分离得到的63个内生真菌菌株隶属于17个属,茎部分离得到的14个内生真菌菌株隶属于8个属,叶部分离得到28个内生真菌菌株隶属于9个属;（2）根际土壤共分离得到41株细菌菌株,隶属于7个属26个种,20株放线菌菌株,隶属于1属15种;从Shannon-Wiener多样性指数、均匀度指数、Simpson指数排序来看,真菌主要表现为根 > 根际土壤 > 茎 > 叶,细菌和放线菌多样性均较低。（3）按层次聚类分析可分别将真菌、细菌、放线菌聚为3支。小蓬竹根际土壤、根、茎和叶具有丰富的微生物多样性,不同部位菌群组成存在差异性（P<0.05）,且存在以假单胞菌属、芽孢杆菌属等为优势属的抗盐耐旱菌群,这有助于揭示小蓬竹对喀斯特生境的适应性,以及为微生物-植物群落之间相互关系提供一定基础数据,为后期寻找小蓬竹相关耐性功能菌奠定基础。     

Distinct Microbial Communities within the Endosphere and Rhizosphere of Populus deltoides Roots across Contrasting Soil Types

The root-rhizosphere interface of Populus is the nexus of a variety of associations between bacteria, fungi, and the host plant and an ideal model for studying interactions between plants and microorganisms. However, such studies have generally been confined to greenhouse and plantation systems. Here we analyze microbial communities from the root endophytic and rhizospheric habitats of Populus deltoides in mature natural trees from both upland and bottomland sites in central Tennessee. Community profiling utilized 454 pyrosequencing with separate primers targeting the V4 region for bacterial 16S rRNA and the D1/D2 region for fungal 28S rRNA genes. Rhizosphere bacteria were dominated by Acidobacteria (31%) and Alphaproteobacteria (30%), whereas most endophytes were from the Gammaproteobacteria (54%) as well as Alphaproteobacteria (23%). A single Pseudomonas-like operational taxonomic unit (OTU) accounted for 34% of endophytic bacterial sequences. Endophytic bacterial richness was also highly variable and 10-fold lower than in rhizosphere samples originating from the same roots. Fungal rhizosphere and endophyte samples had approximately equal amounts of the Pezizomycotina (40%), while the Agaricomycotina were more abundant in the rhizosphere (34%) than endosphere (17%). Both fungal and bacterial rhizosphere samples were highly clustered compared to the more variable endophyte samples in a UniFrac principal coordinates analysis, regardless of upland or bottomland site origin. Hierarchical clustering of OTU relative abundance patterns also showed that the most abundant bacterial and fungal OTUs tended to be dominant in either the endophyte or rhizosphere samples but not both. Together, these findings demonstrate that root endophytic communities are distinct assemblages rather than opportunistic subsets of the rhizosphere.