不同水稻组织内生细菌的群落多样性

[目的]为详细了解水稻不同组织内生细菌群落多样性。[方法]对宁粳43号内生细菌的总DNA提取后,采用高通量测序技术对水稻内生细菌的16S rRNA基因进行了序列测定,分析了水稻不同组织部位内生细菌群落结构特征。[结果]叶部共获得内生细菌OTUs 610个,茎部411个,根部174个。物种分类显示,叶部内生细菌种类隶属于22门40纲103目198科399属,其中优势类群是红球菌属（Rhodococcus）和乳酸杆菌属（Lactobacillus）,它们的相对丰度分别为21.00%和9.19%;茎部内生细菌种类隶属于19门31纲85目169科306属,其中优势类群是红球菌属和罗尔斯通菌属（Ralstonia）,它们的相对丰度分别为19.25%和13.52%;根部内生细菌种类隶属于9门19纲44目82科140属,其中优势类群是肠杆菌属（Enterobacter）和埃希氏杆菌属（Escherichia）,它们的相对丰度分别为81.13%和10.89%。根茎叶中相同的OTU有78个,放线菌门（Actinobacteria）与大多数细菌具有相关性。根系内生细菌中具有调控各种代谢网络功能的物种丰度高于茎部和叶部。[结论]不同水稻组织内生细菌具有丰富的群落多样性,其中叶部的内生细菌物种最丰富,根系参与各种代谢调控的细菌丰度最高,各个组织部位的优势菌属各不相同,变形菌门是最重要的水稻内生细菌。     

红海榄内生细菌多样性及其抑制鱼类致病菌活性研究

红海榄为红树科红海属植物,广泛分布于热带海岸的红树林中,为真红树植物的典型代表。该研究以广西山口红树林国家级自然保护区红海榄为对象,应用稀释涂布法和三线法从红海榄各组织中分离出17株内生细菌,通过各菌株形态特征观察及利用16S rRNA序列基因和韦恩图分析其内生细菌多样性。结果表明:17株内生细菌分属3个门5科7属8种,Micromonospora和Mangrovibacter属为其优势类群。进一步分析发现红海榄根茎叶等组织的内生细菌类群差别较大,仅有1个相同菌属,17株菌中有3株菌与已有细菌物种典型菌株的全长16S rRNA基因相似性低于97%,代表着潜在的新属或新种。运用纸片法研究8株内生细菌发酵液的乙酸乙酯提取物对鱼类致病菌副溶血弧菌活性抑制效果,发现3株内生细菌(H003、H013、H009,浓度5 mg·m L-1)的代谢产物对副溶血弧菌具有较强的抑菌活性,其抑菌圈直径分别达到(8.4±0.07)、(8.2±0.07)、(8.3±0.14)mm。该研究结果表明红海榄中具有较好的内生细菌多样性和抑菌活性,为今后研究其内生细菌的化学多样性及其应用提供了重要的物质基础。     

两种不同生境中国沙棘种子内生细菌的多样性

植物内生菌广泛分布于植物的各种组织及器官中,对植物的生长表现出各种作用,而植物种子中的内生菌对植物的作用也越来越受到人们的关注。以榆中县和秦安县两种不同生境的中国沙棘种子为材料,分析中国沙棘种子内生细菌多样性,以期探究生境对种子内生菌多样性的影响,并为进一步研究种子内生菌与沙棘的相互作用提供依据。研究利用纯培养方法和高通量测序方法分别进行中国沙棘种子内生细菌多样性分析。对纯培养分离得到的内生细菌,利用16S rRNA基因序列分析法结合形态学特征进行内生细菌的鉴定;对高通量测序得到的数据进行基于OTUs(Operational Taxonomic units,可操作分类单元)的物种注释分析。通过纯培养方法从榆中县中国沙棘种子中分离得到4株内生细菌,分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和假单胞菌属(Pseudomonas);秦安县中国沙棘种子中分离得到5株内生细菌,分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和不动杆菌属(Acinetobacter)。采用高通量测序方法检测到榆中县中国沙棘种子内生细菌分属于7个门、68个属,秦安县中国沙棘种子内生细菌分属于5个门、30个属。在门分类水平,榆中县中国沙棘种子内生细菌的主要优势门类是蓝藻门(Cyanobacteria)和变形菌门(Proteobacteria),相对丰度分别为95.62%和2.03%;秦安县中国沙棘种子的主要优势门类是变形菌门(Proteobacteria)和蓝藻门(Cyanobacteria),相对丰度分别为91.68%和8.06%。在属分类水平,榆中县中国沙棘种子内生细菌的优势菌属为蓝藻细菌属(Cyanobacteria),相对丰度为95.09%;秦安县中国沙棘种子内生细菌的优势菌属为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas),相对丰度为85.60%。榆中县和秦安县两种不同生境中国沙棘种子内生细菌有着丰富的多样性,且内生细菌的多样性和丰富度存在明显差异,表现为榆中县中国沙棘种子内生细菌的多样性和丰富度均高于秦安县中国沙棘种子内生细菌。     

火棘不同组织内生细菌群落多样性

为了解火棘不同组织内生细菌群落多样性,该研究采用高通量测序技术对火棘内生细菌16S rRNA V5～V7可变区进行测序,分析火棘不同组织部位内生细菌群落多样性。结果表明:(1)从火棘根、茎、叶组织中共获得内生细菌OTU 1 818个,其中根部754个,茎部 308 个,叶部756个,三者共有 OTU 152 个。(2)物种分类显示,不同火棘组织内生细菌具有丰富的群落多样性,火棘根部内生细菌种类隶属于23门53纲137目216科373属557种,其中异样根瘤菌属(Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium)和链霉菌属(Streptomyces)为优势属,其相对丰度分别为 10.57%和 8.00%; 茎部内生细菌种类隶属于21门32纲76目126科204属270种,其中马赛菌属(Massilia)和未知分类的丛毛单胞菌科属(unclassified_f_Comamonadaceae)为优势属,其相对丰度分别为31.10%和12.82%; 叶部内生细菌种类隶属于21门52纲130目210科380属581种,其中土芽孢杆菌属(Geobacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas)为优势属,其相对丰度分别为12.31%和9.84%。(3)PICRUSt功能预测表明,根部内生细菌物种最丰富,参与各种代谢调控的细菌丰度最高。该研究结果为进一步探讨植物内生细菌功能,挖掘新的有益微生物资源提供了参考。     

宁夏枸杞叶不同生长时期内生细菌群落动态及其影响因素

为探究宁夏枸杞叶内生细菌群落随生长变化动态及其影响因素,利用高通量测序技术分析宁夏枸杞幼叶、成熟叶和老叶3个典型生长时期叶内生细菌群落,并通过典范对应分析和方差分解分析探究气候因子代表的宿主植物生活环境、叶光合参数代表的宿主器官生理状态、叶内微生物生长可利用营养物质代表的植物体内内生菌生存微环境等三类环境因子对叶内生菌群落动态变化的影响。结果表明:3个宁夏枸杞叶生长时期内生细菌共28个门、52个纲、118个目、249个科、503个属、738个种、978个OTUs,α多样性及丰富度以幼叶中最多,随着叶片生长而减少,至叶片成熟老化,保持在较低的水平;变形菌门γ-变形菌纲是3个生长时期枸杞叶片中的优势类群,但幼叶内生细菌中优势科属为黄单胞菌科食单胞菌属,成熟叶内生细菌优势科属为假单胞菌科假单胞菌属,老叶内生细菌优势科属为肠杆菌科泛菌属;成熟叶和老叶内生细菌OTU以继承前一个生长时期内生细菌OTU为主;叶内生细菌功能随叶片生长时期改变发生细微变化;不同生长时期影响叶内生细菌群落组成的环境因子不同,以叶内微生物生长可利用营养物质对宁夏枸杞叶内生细菌群落组成影响最大;宁夏枸杞叶内生细菌从各群落特征对不同叶生长时期内外环境变化做出响应,植物体内内生菌生存微环境是影响宁夏枸杞内生菌群落动态变化主要因素。     

管叶槽舌兰新鲜及硅胶干燥根样内生菌多样性研究

管叶槽舌兰(Holcoglossum kimballianum)是一种珍稀濒危兰科植物,其野生种群亟需保护。内生菌对兰科植物的生长发育至关重要,为评估管叶槽舌兰内生菌的多样性、分析采样方式对其内生菌的影响,该文采用高通量测序技术对迁地保育状态下新鲜与硅胶干燥的管叶槽舌兰根内生菌进行研究。结果表明:(1)新鲜及干燥管叶槽舌兰根内生菌物种组成明显不同,管叶槽舌兰内生真菌注释到6门46科51属,内生细菌注释到15门105科178属; 干燥后管叶槽舌兰根内生真菌注释到6门88科116属,内生细菌注释到21门154科336属。(2)迁地保育状态的管叶槽舌兰根样内生菌具有丰富的多样性,并且内生细菌群落丰富度和多样性远比内生真菌群落高; 经硅胶干燥后,内生真菌α多样性指数升高、β多样性指数降低,而内生细菌的α多样性指数降低、β多样性指数则升高。(3)差异显著性真菌黄盖小脆柄菇(Psathyrella candolleana)和刺盘孢属(Colletotrichum)的C. tofieldiae只存在于新鲜根样中,新鲜管叶槽舌兰差异显著性细菌是马赛菌属(Massilia),干燥根样中差异显著性细菌类群包括拜叶林克氏菌科(Beijerinckiaceae)、黄色杆菌科(Xanthobacteraceae)及慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)。(4)共发生网络分析显示,经干燥后管叶槽舌兰根样内生菌群落中占互作主导地位的优势物种和互作模式都发生了改变。综上认为,不同采样处理会影响管叶槽舌兰根内生菌的群落结构,在研究兰科植物根样内生菌时宜使用新鲜的根样。该研究结果为管叶槽舌兰野生种群保护及人工栽培提供了内生菌数据基础,也为兰科植物内生微生物采样方法提供了参考。     

鄱阳湖湖泊细菌群落组成及结构——以松门山为例

于2011年5月在鄱阳湖——松门山湖区采集底泥与表层水样,分别提取了表层水体浮游和底泥微生物基因组DNA,利用454高通量测序技术对细菌的16S rRNA基因进行了序列测定,分析了湖泊底泥细菌、水体浮游细菌群落结构特征。结果显示:底泥细菌OTUs(Operational Taxonomic Units)为1454,表层水体浮游细菌OTUs为269;底泥细菌群落比表层水体更加多样化,底泥细菌的物种数大大多于表层水体。同时,底泥细菌群落与表层浮游细菌群落结构存在显著差异。物种分类显示鄱阳湖底泥细菌种类隶属于20门,228属,其中优势种群为δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia);表层水体浮游细菌隶属于13门116属,优势种群为β-变形菌纲、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)。结果进一步揭示,无论是浮游细菌群落还是沉积物细菌群落,优势细菌种群的基因型多样性更高。     

黑果枸杞不同组织内生细菌群落多样性

【目的】黑果枸杞是我国荒漠区特有的药用盐生植物,本研究分析了黑果枸杞不同组织中内生细菌群落多样性特征及分布规律。【方法】应用Illumina MiSeq高通量测序技术对黑果枸杞内生细菌的16S rRNAV5-V7区域序列进行测定,并分析群落组成、多样性及功能等生物学信息。【结果】黑果枸杞不同组织内生细菌群落多样性及功能均有较大的差异。花、叶、果、茎和根产生的OTUs分别是182、173、119、187和254,群落多样性表现为根花果、茎叶。从门水平上看,变形菌门是优势菌门,在不同组织中均有分布,花、叶、果、茎和根中的相对丰度分别为87.66%、41.51%、81.76%、97.67%和61.85%。在属水平上显示内生细菌的分布表现出器官差异性。花部能够准确分类的优势菌属为沙雷氏菌属和不动杆菌属,相对丰度分别为11.57%和8.55%。叶部为红球菌属和慢生根瘤菌属,相对丰度分别为29.68%和5.53%。果实中为泛菌属、红球菌属和沙雷氏菌属,相对丰度分别为23.12%、5.52%和4.29%。茎部为沙雷氏菌属和假单胞菌属,相对丰度分别为12.03%和17.71%。根部为盐单胞菌属、Fodinicurvata和Lipingzhangella,相对丰度分别为24.18%、5.16%和4.86%。在不同组织中分布较广的盐单胞菌、沙雷氏菌、不动杆菌、红球菌、泛菌等菌属均具有较高耐盐性和促生、生防、降解有机污染物及抗氧化等功能。PICRUSt功能预测分析显示,黑果枸杞组织中内生细菌功能中涉及丰富的多糖、萜类和酮类、酶及维他命等次生代谢产物的生物合成。【结论】黑果枸杞内生细菌具有丰富的群落和功能多样性,拥有多种益生功能性状,也含有多个与人和植物体代谢相关的功能信息。不同组织优势菌属和功能信息各有不同,其中根部的内生细菌物种最丰富,花部和茎部参与各种代谢调控的细菌丰度最高。此外,不同组织中还含有大量未知种属的微生物类群,这些都为内生细菌功能利用和挖掘新的有益微生物资源提供广阔的发展空间。     

胡杨叶片及韧皮部内生细菌多样性及生物学功能分析

【目的】通过分析胡杨叶片及树干内生细菌群落多样性、结构特征及生物学功能,探究内生细菌与宿主胡杨的互作机制。【方法】利用Illumina MiSeq高通量测序技术,对采集自新疆喀什地区胡杨林的3组胡杨树叶和3组树干样本的内生细菌进行Alpha、Beta多样性分析、群落组成分析以及通过比对代谢数据库进行群落功能预测,并对样品中内生细菌进行分离纯化鉴定。【结果】胡杨树叶优势菌群依次为变形菌门Proteobacteria(40.71%)、放线菌门Actinobacteria(21.76%)、拟杆菌门Bacteroidetes (14.24%)和厚壁菌门Firmicutes (13.92%);胡杨树干优势菌群为厚壁菌门Firmicutes(56.91%)、放线菌门Actinobacteria(37.01%)。PCoA分析结果表明,胡杨树叶与树干的内生细菌群落结构存在明显差异,同类型组织样本群落结构相似。功能预测发现,内生细菌丰度较高的代谢通路及酶大多与细胞壁和细胞膜、外排泵、氧化应激、相容性溶质、能量代谢等相关。并分离到可培养内生细菌44株,分属5个属,其中芽孢杆菌属占比最多。【结论】胡杨叶片中...     

东乡野生稻可培养内生细菌群落组成及多样性

内生细菌对宿主植物生长发育和生理代谢具有重要影响, 揭示其群落组成和多样性具有重要的生物学和生态学意义。本研究采用可培养法从东乡野生稻(Oryza rufipogon)不同组织中分离获得94株内生细菌, 基于16S rRNA基因序列比对和系统发育分析将其归属于变形菌门、放线菌门和厚壁菌门3门14科17属, 其中芽孢杆菌属(Bacillus)和微小菌属(Microbacterium)为优势属, 分别占总株数的27.7%和20.2%。不同组织中内生细菌的分布和多样性存在差异, 根中内生细菌数量最多(34株, 36.2%), 叶次之(32株, 34.0%), 茎最少(28株, 29.8%); 根中内生细菌Shannon-Wiener多样性指数(H′ = 2.52)、Simpson优势度指数(D = 0.88)和Pielou均匀度指数(E = 0.72)均高于茎与叶, 根和茎的Jaccard相似性系数(C = 0.29)低于根和叶(C = 0.47)以及茎和叶(C = 0.45)。研究结果表明, 东乡野生稻内生细菌具有丰富的物种多样性, 并且不同组织部位的内生细菌组成存在差异, 根中内生细菌多样性最丰富。     

印度块菌-云南松菌根际土壤细菌的种群组成和群落结构

以印度块菌-云南松菌根际土壤细菌为研究对象,研究其种群组成和结构特征。(1)稀释平板法分离得到印度块菌-云南松菌根际土壤细菌的纯培养菌株,对菌株的16S rRNA序列测序分析,对测序的菌株数量和得到的OTUs数量绘制物种累积曲线,当物种累积曲线趋于平缓时,对OTUs进行系统发育分析,揭示可培养细菌的种群组成和结构特征。(2)对印度块菌-云南松菌根际土壤细菌16S rRNA基因的V3—V4区进行高通量测序,分析全部细菌类群的种群组成和结构特征。(1)分离得到菌根际可培养细菌793株,分属于3个属的61个OTUs,其中假单胞菌属(Pseudomonas)序列占总序列的86%,不动杆菌属(Acinetobacter)序列占总序列的9.8%,链霉菌属(Streptomyces)序列占总序列的6.5%。假单胞菌是印度块菌-云南松菌根际土壤可培养细菌的绝对优势类群。(2)高通量测序得到菌根际细菌序列8937条,分属于20个门、198属、2073个OTUs。隶属于变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)的OTUs占总OTUs的65.9%,变形菌门、放线菌门和酸杆菌门细菌是印度块菌-云南松菌根际土壤细菌的优势细菌。隶属于黄杆菌属(Flavobacterium)、根瘤菌属(Rhizobium)和假黄色单胞菌属(Pseudoxanthomona)的OTUs占总OTUs的33%,黄杆菌属、根瘤菌属和假黄色单胞菌属细菌是印度块菌-云南松菌根际土壤细菌的优势属。印度块菌-云南松菌根际土壤可培养细菌多样性较低,假单胞菌属细菌占据绝对优势地位。印度块菌-云南松菌根际土壤细菌类群具有较高的多样性,物种种类丰富,优势菌群集中。     

陕北地区苹果树根内细菌多样性分析

以延安市4个不同县区苹果树根为研究对象，分析苹果树根内生细菌的群落组成和多样性，揭示内生细菌的群落结构及多样性差异。采用高通量测序技术分析4个不同县区苹果树根内生细菌16S rRNA基因V3~V4 变异区序列，使用生物信息学方法分析其内生细菌的群落结构及多样性。结果表明，测序共获得994 571条有效序列，在97%一致性下共产生1 559个有效的操作分类单元(operational taxonomic uunits，OTUs)。在门水平上，4个样地苹果树根内生细菌群落组成中共有的优势类群分别为放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)，其相对丰富度分别为33.1%~60.7%和30.9%~61.6%；属水平上的优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)、节杆菌属(Arthrobacter)、链霉菌属(Streptomyces)、诺卡氏菌属(Nocardioides)、叶杆菌属(Phyllobacterium)、黄杆菌属(Flavobacterium)、农杆菌属(Agrobacterium)和贪噬菌属(Variovorax)。Alpha多样性和Beta多样性分析表明，宜川县(YC)的Chao1指数(433.54)和Shannon指数(6.45)最大，基于韦恩图分析4个样地苹果树根内生细菌群落存在354个共有OTUs，延长县(YS)、宝塔区(BT)、宜川县(YC)、洛川县(LC)独有苹果树根内生细菌群落的OTUs分别为378、430、486和477。典范对应分析(Canonical Correlation Analysis, CCA)结果表明，土壤pH是影响4个样地苹果树根内生细菌的群落多样性变化的主要因素。4个样地苹果树根内生细菌种类丰富，但群落结构组成和丰富度的差异不明显，功能预测分析表明无论是Level 1还是Level 2，均未发现显著性差异的代谢通路，此结果表明苹果树根系招募了特异型有益的内生细菌菌群。本研究可为苹果树根内生细菌菌种资源的开发和应用提供参考。     

蜘蛛抱蛋属植物内生细菌的多样性及其抗菌活性筛选

【背景】药用植物中蕴含多样性丰富的内生菌资源,这些微生物产生的多种新型物质在制药领域表现出较好的应用前景。【目的】研究蜘蛛抱蛋属(Aspidistra Ker-Gawl.)植物内生细菌的多样性,探索药用植物内生细菌在药用活性产物方面的开发潜力,以期发现具有抗菌活性的次级代谢产物。【方法】对9种13株新鲜的蜘蛛抱蛋植物进行表面消毒,采用5种分离培养基分离内生细菌;根据菌落形态特征排除重复菌株,并测定其16S rRNA基因序列,构建系统进化树分析内生细菌多样性;将菌株分别用2种培养基发酵,使用耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis ATCC 700044)、水稻白叶枯菌(Xanthomonas oryzae PXO99A)、白色念珠菌(Candidaalbicans ATCC 10231)、肺炎雷伯菌(Klebsiella pneumoniae ATCC 700603)和耐药粪肠球菌HH22(Enterococcus faecalis HH22)5种检定菌对分离菌株的发酵液进行抑菌活性筛选。【结果】从植物组织中分离得到了234株内生细菌,根据形态初步排重得到156株植物内生细菌;基于16S rRNA基因序列构建的系统进化树显示它们分属于3门10目22科29属,其中链霉菌属(Streptomyces)、芽孢杆菌属(Bacillus)、微杆菌属(Microbacterium)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和根瘤菌属(Rhizobium)的菌株广泛地分布在不同种的蜘蛛抱蛋植株中,且占据一定优势;发现可能的潜在新分类单元6个;156株内生细菌中38株菌的发酵液具有抑菌活性,初筛阳性率为23.7%。【结论】蜘蛛抱蛋植物组织中含有种类多样的内生细菌,它们可能是抗菌生物活性次级代谢产物的有效来源。     

三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性分析

【背景】三倍体毛白杨非常适合黄河区域生态经济发展,是我国林业推广项目的重要树种。内生细菌在三倍体毛白杨不同组织中广泛存在,对三倍体毛白杨具有防病、促生、固氮和生物修复等生物学作用。【目的】通过分析三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性,可以充分挖掘其蕴含的丰富微生物资源。【方法】以北京林业大学山东冠县毛白杨基地的三倍体毛白杨为材料,应用16S rRNA基因高通量测序技术对其根、茎、叶中内生细菌多样性进行了分析,阐述三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性的变化趋势和规律,为其内生细菌的进一步应用奠定理论基础。【结果】三倍体毛白杨根部内生细菌群落丰富度及多样性最高,叶片中最低。高通量测序结果显示,在全部样本中,假单胞菌门和放线菌门为优势门,伯克氏菌属(Burkholderia)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)和食酸菌属(Acidovorax)为优势属,不同组织的内生细菌群落结构组成差异显著;16S rRNA基因功能预测结果显示,三倍体毛白杨内生细菌的功能主要涉及氨基酸代谢、维生素代谢、芳香族化合物降解和糖酵解等。通过分离培养共获得217株内生细菌,分属于23个属44个种,其中有4株1...     

烟草种子内生细菌群落结构与多样性

【目的】为了解烟草种子内生细菌的群落结构和多样性。【方法】分别对3个品种(K326、云烟85、云烟87)烟草种子内生细菌的16S rRNA基因V3–V4区进行扩增,采用Illumina MiSeq测序技术对扩增片段进行高通量测序,并对3个品种烟草种子内生细菌群落结构和多样性进行分析。【结果】3个品种种子共获得的V3–V4区高质量序列片段128558条,Shannon指数计算为2.03–3.73,K326和云烟85内生菌多样性指数高于云烟87。3品种烟草种子内生细菌的优势门均为变形菌门Proteobacteria、放线菌门Actinobacteria、厚壁菌门Firmicute和拟杆菌门Bacteroidete。3个品种烟草种子内生细菌共有菌属共有27个,K326和云烟85的最优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas),云烟87的最优势菌属为大肠杆菌志贺菌属(Escherichia-shigella)。16S功能预测显示各种子中产生了丰度较高的蛋白质、核苷酸、糖类、辅酶及代谢产物合成的有益功能信息。【结论】烟草种子内生细菌多样性丰富,不同品种种子细菌群落组成基本相似,其丰度存在一定差异性。种子中存在的潜在有益细菌包括假单胞菌、类芽孢杆菌、根瘤菌、马赛菌、藤黄单胞菌、萨勒河菌、Lelliottia菌等,具有大量代谢相关的有益功能。研究结果为今后烟草种子内生菌的功能研究和利用以及种子病害生物防控提供参考信息。     

基于宏基因组的茉莉花内生细菌多样性分析

为了解茉莉花(Jasminum sambac)的内生菌多样性,利用16S rDNA高通量测序技术对其内生细菌组成进行测定。结果表明,茉莉花的内生细菌有38门78纲150目257科434属,其中变形菌门、放线菌门、壁厚菌门、拟杆菌门和绿弯菌门的物种丰度较高。变形菌门在6-10月的丰度均最高(70.3%～85.7%)。7月份植株的细菌Shannon指数最高(3.14)、Simpson指数最小(0.13),表明细菌群落多样性最高,且高温有利于提高植株内生细菌多样性。聚类和主成分分析表明,7和8月、9和10月的植株内生细菌群落构成相似度高,6月与其他月份的差异大。冗余分析和热图分析表明,土壤营养成分影响植株内生群落组成,以全氮、全磷和有机质含量为主要。这为挖掘利用茉莉花有益的内生菌资源奠定基础。     

超积累和非超积累生态型东南景天茎、叶内生细菌多样性分析

【目的】探究和比较超积累和非超积累生态型东南景天茎、叶微生物群落结构的异同。【方法】采用高通量测序技术研究野外两种生态型东南景天茎和叶片的内生细菌群落结构。【结果】4个样品总共得到366 783条有效序列和39 948个OTU(97%相似度)。从Shannon指数得知:两种生态型东南景天叶片内生菌的多样性均高于茎;超积累生态型东南景天叶片内生菌的多样性高于非超积累生态型,但非超积累生态型东南景天茎组织中内生菌多样性高于超积累生态型东南景天。超积累生态型东南景天的叶片和茎中的内生菌分别包括26和21个门,123和117个科;非超积累生态型东南景天叶片和茎中的内生菌分别包括43和22个门,175和83个科,4个样品的优势菌群均为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和蓝藻细菌门(Cyanobacteria)。在属分类水平上,超累积生态型东南景天叶片和茎第一优势菌属分别为Synechococcus和Plesiomonas;非超积累生态型东南景天叶片和茎组织第一优势菌群分别为Pseudomonas和Dechloromonas。【结论】两种生态型东南景天的叶片和茎中均具有丰富的内生细菌,但超积累生态型东南景天叶片内生菌多样性最大,且存在一些独有的功能菌群。     

中国大陆北热带及亚热带地区樟科、壳斗科物种多样性及其生物地理格局分析

以中国大陆北热带及亚热带地区优势科樟科、壳斗科植物为研究对象,利用专著发表大量的样方数据和物种分布数据,分析樟科、壳斗科与群落构建的关系、它们各大属的地理分布格局,探讨影响其分布的可能历史原因。结果表明:中国大陆北热带及亚热带地区森林乔木层优势科为樟科、壳斗科、山茶科、杜鹃花科。樟科、壳斗科物种丰富度均与其所在群落的物种丰富度呈现一定的正相关,樟科对群落构建的贡献较大。樟科、壳斗科植物种的空间多样性分布中心均出现在我国亚热带中部偏南地区。樟科的厚壳桂属、琼楠属以及壳斗科的锥属物种多样性分布中心主要在南亚热带及北热带区域,以广西、云南省份的南部为主。樟科的樟属、新木姜子属、润楠属、木姜子属及壳斗科的柯属、青冈属主要分布在我国大陆北热带及亚热带中部偏南的地区,其多样性分布中心与樟科、壳斗科科水平的物种多样性分布中心极为相似。樟科的山胡椒属、楠属、黄肉楠属,壳斗科的栎属主要分布在研究区域中部以西的地区。研究结果佐证物种的生态学特性以及生物地理学历史综合作用导致目前樟科和壳斗科植物的生物多样性分布格局。     

柑橘黄龙病隐症寄主九里香内生细菌分离及功能鉴定

【目的】分析黄龙病高发区的九里香植株叶及茎干中内生细菌,为寻找具有抗柑橘黄龙病的内生细菌奠定基础。【方法】利用平板培养法及基于16S rDNA的限制性酶切长度多态性(Restriction fragment length polymorphism,RFLP)序列分子鉴定法,对九里香植物内生细菌进行多样性分析。【结果】在兼性厌氧的生长环境下,从九里香植株中分离获得可培养内生细菌26株,分属于9个细菌属的14个种,其中肠杆菌属(Enterobacter sp.)(IF=19.23%)、芽胞杆菌属(Bacillus sp.)(IF=38.46%)为九里香可培养内生细菌的优势菌属。茎干中内生细菌丰度高于叶中内生菌丰度。建立了九里香内生细菌16S rDNA文库,对文库质量检测显示,该克隆文库的覆盖度(Coverage C)为94.97%,结合Rarefaction曲线分析,表明所构建的克隆文库是相对充分的。对文库中179个阳性克隆进行HaeШ、MspⅠ、RsaⅠ3种限制性内切酶分析,得到20个不同的操作分类单元(Operational taxonomic units,OTUs),其中沙雷氏菌属(Serratia sp.)为九里香植株中内生细菌的绝对优势菌属。测定了14株内生细菌的功能,其中9株菌能产生吲哚-3-乙酸(IAA);具有抗生素(phlD)合成能力的内生细菌有4株;结合nifH和NFb固氮培养基确定有3株内生细菌具有固氮能力;1株内生细菌具有ACC脱氨酶合成能力;8株内生细菌具有铁细胞合成能力;3株内生细菌具有淀粉水解能力;2株内生细菌显示强阳性的蛋白酶合成能力,4株内生细菌具有以上4种功能。【结论】九里香植株中内生细菌具有丰富的多样性,并且可能对九里香植株生长发育及抗生物和非生物胁迫有着重要的生理功能。     

尖峰岭热带山地雨林根部真菌-植物互作网络结构特征

不同功能群的根部真菌可能会与植物差异性地互作, 并进一步影响地下真菌与植物群落构建。本研究采用Illumina Miseq测序方法检测了海南尖峰岭热带山地雨林中常见植物的根部真菌; 采用网络分析法比较了丛枝菌根(AM)真菌、外生菌根(ECM)真菌, 以及所有根部真菌与植物互作的二分网络(bipartite networks)结构特性。从槭树科、番荔枝科、夹竹桃科、冬青科、棕榈科、壳斗科、樟科和木犀科等8科植物的根系中, 检测到297,831条真菌ITS1序列, 这些序列被划为1,279个真菌分类单元(OTUs), 其中子囊菌门748个、担子菌门354个、球囊菌亚门80个, 以及未知真菌97个。核心根部真菌群落(420个OTUs)中, 至少有三类不同生态功能的真菌常见, 即丛枝菌根真菌(40个OTUs, 占总序列数23.4%)、外生菌根真菌(48个OTUs, 13.9%)和腐生型真菌(83个OTUs, 19.8%)。尖峰岭山地雨林根部真菌-植物互作网络结构特性的指标普遍显著高于/低于假定物种随机互作的零模型期待值。在群落水平, 不同功能型的根部真菌-植物互作网络表现出不同或相反的结构特性, 如丛枝菌根互作网络表现为比零模型预测值高的嵌套性和连接性, 以及比零模型低的专一性, 而外生菌根互作网络呈现出比零模型预测值低的嵌套性和连接性, 以及比零模型高的专一性。在功能群水平, 植物的生态位重叠度在AM互作网络高, 而ECM互作网络低; 真菌的生态位宽度在ECM互作网络窄, 而在AM互作网络较宽。共现(co-occurrence)网络分析进一步揭示, ECM群落的物种对资源的高度种间竞争(植物、真菌高C-score), 以及AM群落的物种无明显种间竞争(低C-score), 可能分别是形成反嵌套ECM互作网络及高嵌套AM互作网络结构的原因。上述结果说明, 尖峰岭山地雨林中至少有两种及以上的种间互作机制调节群落构建: 驱动AM互作网络冗余(nestedness)及ECM互作网络的高生态位分化(专一性)。本研究在同一个森林内探讨了不同功能型的真菌-植物互作特性, 对深入理解热带森林的物种共存机制和生态恢复具有重要意义。