黑果枸杞不同组织内生真菌群落组成及生态功能分析

探究了新疆盐生植物黑果枸杞不同组织中内生真菌群落的组成及多样性,为深入研究盐碱、干旱等环境下内生真菌与宿主的互作机制,筛选和开发促生、防病和抗逆等功能的有益内生真菌资源提供科学依据。利用ITS高通量测序技术比较黑果枸杞不同组织真菌群落组成及差异,并采用FUNGuild数据库预测真菌群落生态功能。测序共获得高质量内生真菌序列354 058条,涉及291个OTUs,分属于9门、19纲、34目、50科、60属。α多样性指数分析表明,根、果中真菌群落多样性和丰富度程度较高,叶居中,花的多样性最低,茎的丰富度最低。对黑果枸杞内生真菌群落组成和优势菌群的分析表明,子囊菌门为优势菌门,花、叶、果、茎和根中相对丰度分别为86.85%、72.36%、75.97%、84.44%和85.02%。链格孢属为黑果枸杞植株中的核心属,不同组织中均有分布,在花、叶、果、茎和根中占比分别为85.41%、69.79%、47.07%、79.94%和36.97%。较优势的菌尚有枝孢属、枝顶孢属、新凸轮孢菌属、茎点霉属和楔孢黑粉菌属等真菌。这些菌多具有促生、抗逆等特性,在宿主对盐碱、干旱等极端环境的适应性方面有着潜在功能。各组织独有属的相对丰度均未超过1%。共有菌和独有菌在不同组织中的组成和相对丰度差异较大。经FUNGuild软件平台解析显示,黑果枸杞中病理-腐生-共生营养型的相对丰度最高,在花、叶、果、茎和根中分别为85.41%、69.84%、47.24%、79.98%和37.09%。果和叶中含多种相对丰度≥1%的条件致病菌,而根中腐生真菌种类较多。黑果枸杞中蕴含着功能丰富的内生真菌菌群,在不同组织中的组成及其生态功能差异较大,同时还含有大量未鉴定出种属和未定义的功能菌群,这些可为黑果枸杞功能菌群发掘提供数据参考。     

新疆棉花黄萎病菌拮抗细菌的分离、筛选与鉴定

【背景】棉花黄萎病是由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)引起的一种世界性病害,近年来对该病害的生物防治因具有环境友好和人畜安全的特性而倍受关注。【目的】筛选棉花黄萎病高效拮抗细菌并对其进行鉴定,为棉花黄萎病的生物防治扩充菌种资源。【方法】采用稀释涂布平板法分离细菌,并进行拮抗细菌的初筛和复筛,通过形态特征、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析对筛选到的细菌进行鉴定,确定其分类地位。【结果】初筛分离到535株对病原菌具有拮抗作用的细菌,并选取了108株拮抗细菌进行复筛,最终筛选到了4株优势拮抗细菌。通过形态观察、生理生化特征和16SrRNA基因序列分析,将菌株BHZ-29、SHT-15、SHZ-24和SMT-24分别鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis)、枯草芽孢杆菌斯皮兹仁亚种(Bacillus subtilis subsp. spizizenii)、萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)和香草芽孢杆菌(Bacillus vanillea)。【结论】获得了4株高效拮抗细菌,并且首次报道了香草芽孢杆菌对棉花黄萎病菌具有抑制作用。     

棉花黄萎病拮抗细菌产铁载体测定及其对抑菌活性的影响

【背景】棉花是新疆农业的支柱产业,棉花黄萎病严重影响棉花产量和纤维品质,有效的防治途径是目前解决的首要任务。【目的】探究BacillusvelezensisBHZ-29、Bacillusatrophaeus SHZ-24、Bacillus subtilis SHT-15、Bacillus vanillea SMT-24菌株产铁载体能力及其对抑菌活性的影响。【方法】MKB-CAS双层平板检测铁载体,Arnow法与高氯酸铁法鉴定铁载体类型,CAS染液定量铁载体,琼脂扩散法测定低铁条件下铁载体对抑菌物质的影响。【结果】MKB-CAS固体平板菌体周围出现橙紫色显色反应,Arnow实验4株拮抗菌反应液颜色为红色,高氯酸铁实验反应液颜色为黄色;BHZ-29、SHZ-24、SHT-15、SMT-24菌株铁载体定量活性单位最大值分别为8.27%±0.61%、31.80%±2.06%、16.06%±3.61%、15.53%±0.51%,吸光度值As/Ar比值最小分别为0.917±0.092、0.682±0.021、0.845±0.005、0.846±0.008。BHZ-29、SHZ-24、SMT-24菌株含铁离子浓度0、10、20μmol/L 3组处理发酵无菌滤液均未出现抑菌圈,SHT-15菌株3组处理出现抑菌圈,抑菌圈直径大小无差异性。【结论】4株拮抗菌株均产铁载体,铁载体类型为儿茶酚型,4株拮抗菌株整体产铁载体能力较低,最高达31.80%±2.06%,产铁能力As/Ar比值高于0.682时,BHZ-29、SHZ-24、SMT-24菌株含铁离子浓度0、10、20μmol/L 3组处理发酵无菌滤液对抑菌活性无影响,SHT-15菌株3组不同铁离子浓度处理对抑菌物质影响差异不显著。     

玉米赤霉烯酮降解菌的鉴定及其降解特性

【背景】玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)是一种具有类雌激素作用的霉菌毒素,常会污染谷物和饲料,严重威胁动物和人类的健康。生物脱毒作为理想的去除ZEN的方法,广受关注,然而相关菌株较少,仍有待进一步筛选。【目的】明确一株玉米赤霉烯酮降解菌的生物学分类地位,并优化其赤霉烯酮降解菌降解条件。【方法】通过菌株的16S rRNA基因序列比对,构建系统发育进化树,并开展了相关培养条件的单因素优化和玉米赤霉烯酮降解动力曲线的绘制。【结果】实验菌株WLB-29经鉴定为斯塔普氏菌属(Stappia),其16S rRNA基因序列在GenBank上登录号为MT196321,该序列与模式菌株Stappia indica B106T相似性最高为97.47%,初步确定为斯塔普氏菌属潜在新种。单因素优化表明,菌株降解玉米赤霉烯酮的最佳条件为LB培养基、37℃培养、pH 8.0、2%接种量和玉米赤霉烯酮初始浓度为10mg/L,在此条件下培养144h后,玉米赤霉烯酮的降解率最高可达92.56%。【结论】菌株WLB-29具有较好的ZEN降解作用,为进一步解析菌株降解ZEN作用机理提供了研究基础,也为进一步开发利用菌株开展ZEN的生物脱毒提供了新的菌株资源。     

新疆棉花黄萎病株内生真菌荧光定量检测及时空动态分析

【背景】棉花黄萎病严重制约新疆棉花持续高产和稳产,内生菌在棉花黄萎病生物防治中潜力巨大。棉花黄萎病发生与内生菌有密切关系,但棉花黄萎病株内生真菌含量的研究鲜见报道。【目的】了解棉花黄萎病株内生真菌数量的时空动态变化及其与黄萎病病原数量的关系。【方法】用TaqMan探针实时荧光定量PCR方法对棉花黄萎病株内生真菌数量进行周年动态测定,分析棉花内生真菌数量与黄萎病原菌数量的关系。【结果】不同生育时期棉花植株根部内生真菌数量表现出不同变化趋势。库尔勒棉花吐絮期根部最大值达1.46×10~9 copies/g FRW,阿拉尔棉花根部内生真菌数量表现为蕾期缓慢上升,花铃期达到最大值,为8.30×10~7 copies/g FRW。棉花根部内生真菌数量以南疆棉区库尔勒的数量最高,吐絮期平均达1.46×10~9 copies/g FRW;其次为阿拉尔,花期平均达8.30×10~7 copies/g FRW;精河最少,苗期平均为1.85×10~4 copies/g FRW。棉花根部内生真菌数量的空间变化趋势是南疆、东疆、北疆依次递减:南疆库尔勒和阿拉尔内生真菌数量较高,库尔勒吐絮期达到最大值1.46×10~9 copies/g FRW,其次为阿拉尔8.30×10~7 copies/g FRW,精河最低1.85×10~4 copies/g FRW。精河棉花内生真菌数量与黄萎病病原菌数量显著正相关,其皮尔逊相关系数高达0.639。石河子和哈密棉花内生真菌与黄萎病病原菌呈负相关,其相关系数分别为-0.180和-0.275。其他内生真菌与黄萎病病原菌之间存在正相关,但相关性不显著。【结论】棉花黄萎病株根部内生真菌含量较高,内生真菌数量均随采样棉花生育时期和采样地点不同而呈现波动性变化,内生真菌数量最大值出现在库尔勒花铃期。     

响应面法优化低温淀粉酶发酵条件研究

目的：利用利用响应面法对低温淀粉酶发酵条件进行优化,确定最佳产酶条件。方法：使用DesignExpert软件的Plackett—Burman设计法对低温淀粉酶发酵条件进行了筛选,并利用响应面分析法进行了主要影响因素进行了回归分析。结果：筛出3个影响较大的因素,即蔗糖、蛋白胨、装添量;得到了各因素的最佳水平值,即蔗糖1．08％、蛋白胨2．02％、装添量87ml。结论：经3批发酵验证。其实验平均值38．1U／ml与预测值38．5U／ml非常接近,相关系数为98．8％。     

不同扩增引物对高通量测序分析盐角草内生真菌多样性的影响

【背景】高通量测序分析作为深入了解环境微生物群落组成的重要方法,已成为植物内生真菌多样性研究的有效手段,然而由于引物的扩增差异,采用不同引物可对实验结果分析造成影响。同时,盐角草作为世界上最耐盐的植物之一,存在着多种功能性的内生真菌,而较为全面介绍其内生真菌组成和多样性的报道鲜见。【目的】为了揭示盐角草内生真菌的多样性,解析不同扩增引物对内生菌多样性分析的影响。【方法】分别采用真菌高通量测序常用引物对ITS1-5F、ITS1-1F、ITS2对采自乌鲁木齐达坂城盐湖的盐角草内生真菌进行扩增,开展其内生真菌OTU的分析。【结果】通过不同引物对扩增并测序共获得102个盐角草内生真菌OTU,涉及真菌界8个门和未分类菌群,其中子囊菌门(Ascomycota)占绝对优势,其次为担子菌门(Basidiomycota);在属层次上,盐角草内生真菌共涉及64个属及20个未分类属,其中Alternaria、Cladosporium、Podospora等3个属为盐角草内生真菌优势菌群。对不同引物对扩增测序结果分析表明,不同引物对扩增对分析内生真菌OTU数量和种类具有明显的影响,在全部所得的102个OTU中,ITS1-5F引物对获得44个OTU、ITS1-1F引物对获得55个OTU、ITS2引物对获得25个OTU,但以上3对引物扩增均检测到的OTU数仅为5个。物种组成和多样性分析表明,内生真菌多样性分析中采用以ITS1-1F为主,ITS1-5F为辅的分析策略,可较为全面地展现内生真菌的多样性。【结论】盐角草存在较为丰富的内生真菌资源,不同扩增引物对高通量分析盐角草内生真菌组成和分布具有明显的影响。     

新疆冷泉沉积物葡萄糖利用细菌群落多样性的稳定同位素标记分析

新疆沙湾冷泉低盐且不含硫化物,为了解其沉积物细菌群落的碳源利用,以13C稳定同位素标记的葡萄糖作为底物培养沉积物中的细菌,通过提取和分离带有13C标记的总DNA,结合16S rDNA-PCR克隆文库法以及限制性片段长度多态性方法,对冷泉沉积物中葡萄糖利用细菌群落多样性进行分析.随机挑取417个阳性克隆,HaeⅢ酶切分型,共获得27个OTUs.经测序、序列同源性对比和系统发育学分析,归为细菌域中的9个门,即厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、放线菌门(Actinobacteria)、变形杆菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria),其中,厚壁菌门和变形杆菌门为优势类群,分别占克隆文库的28.3％和38.6％.与前期研究比较,以葡萄糖为碳源的细菌OTUs仅占总菌群的31％,表明该环境中可能存在其它碳源利用方式的细菌群落.     

辐射污染区盐爪爪根际可培养细菌群落组成及功能特性

【背景】我国西北某辐射污染区存在着丰富多样的耐辐射微生物资源,部分区域覆盖着耐盐植物盐爪爪,其根际存在明显的"离子岛"效应,开展其根际微生物相关研究对进一步挖掘污染区微生物资源及揭示盐爪爪的盐适应性和"离子岛"的形成具有重要的意义。【目的】分析辐射污染区盐爪爪根际微生物群落组成,挖掘潜在的微生物资源和功能特性。【方法】通过可培养方法,共选择了10种筛选培养基开展盐爪爪根际微生物的分离筛选,并对所获得的细菌进行了16S rRNA基因序列分子鉴定,进而进行相关菌株的抗逆特性、产酶特性和植物促生特性分析。【结果】分离获得的267株细菌归属于放线菌门(Actinobacteria)、变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)等3个菌门中的20个属,发现潜在新种8个,其中放线菌门所含种属最丰富,说明盐爪爪根际存在着丰富的微生物多样性。相关抗逆性分析表明,分离得到的菌株70%以上可耐受10%NaCl,40%的菌株可耐受不同浓度的重金属胁迫。同时,研究获得了一批可产蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的菌株以及植物促生菌株,可为相关酶制剂的筛选和微生物菌肥的研制提供丰富的材料。【结论】辐射污染区盐爪爪根际存在大量潜在的宝贵微生物资源,有待挖掘和开发。     

贝莱斯芽孢杆菌BG-2对厚皮甜瓜贮藏品质及防御酶活性的影响

【背景】厚皮甜瓜白霉病主要由尖孢镰刀菌引起,严重影响厚皮甜瓜品质,从而造成经济损失。【目的】研究贝莱斯芽孢杆菌BG-2对尖孢镰刀菌的抑制作用,以及对采后厚皮甜瓜贮藏品质的影响。【方法】以贝莱斯芽孢杆菌为供试菌株,研究其对2种不同贮藏温度（25℃和4℃）下厚皮甜瓜果实腐烂率、失重率、果肉硬度、可滴定酸、可溶性固形物含量和维生素C含量的影响,同时测定过氧化氢酶（catalase,CAT）、过氧化物酶（peroxidase,POD）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）防御酶活性,进而探究Bacillus velezensis BG-2对尖孢镰刀菌的抑制作用及对厚皮甜瓜贮藏品质的影响。【结果】贝莱斯芽孢杆菌BG-2菌悬液能有效抑制尖孢镰刀菌的生长,菌悬液浓度为1×10⁷ CFU/mL时抑菌圈直径为（20.45±0.39） mm,抑菌效价为144.48 mm/mL;同时,B. velezensis BG-2能有效减缓果肉硬度、维生素C含量、可溶性固形物含量和可滴定酸的下降,抑制果实失重和腐烂,能较好地保持果实的品质,抑制防御酶活性的下降。【结论】B. velezensis BG-2能显著抑制尖孢镰刀菌的生长,延缓厚皮甜瓜的后熟,维持采后甜瓜果实较高的品质和防御酶活性,对甜瓜腐烂有较好的防治效果。