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,...     

新疆北部主要盐生植物根部内生细菌群落结构的高通量分析

【目的】揭示同一盐渍环境中不同种盐生植物根部内生细菌群落多样性特征和分布规律,结合根际土壤理化因子探讨其对内生细菌群落结构的影响。【方法】通过罗氏454高通量测序获得内生细菌16S r RNA片段,然后进行生物信息分析。【结果】研究的16种盐生植物其内生细菌群落主要由Proteobacteria、Tenericutes、Actinobacteria和Firmicutes 4个门的细菌组成。从植物"种"的水平来看,不同种盐生植物内生细菌群落存在差异;从植物"属"的水平来看,同一属的盐生植物内生细菌相似;从植物"科"的水平来看,藜科盐生植物内生细菌以Actinobacteria和Proteobacteria门为主;蒺藜科盐生植物内生细菌以Proteobacteria门为主;柽柳科盐生植物内生细菌以Tenericutes门为主;白花丹科盐生植物内生细菌以Proteobacteria、Fimicutes和Actinobacteria门为主。根际土壤中Cl~–含量对盐生植物内生细菌群落变化具有显著影响;而Cl~–、Mg~(2+)和总氮组成的集合与内生细菌群落结构相关性最高。【结论】盐生植物内生细菌多样性丰富。在同一盐渍生境中,盐生植物内生细菌群落分布呈现宿主的种属特异性,根际土壤中Cl~–是影响其内生细菌群落变化的主要驱动因素之一。     

云南大围山四种苔藓植物内生真菌多样性

摘要:【目的】通过对云南大围山四种常见苔藓植物提灯藓(Mnium sp.)、地钱(Marchantia polymorpha)、金发藓(Polytrichum commune)和塔藓(Hylocomium splendens)内生真菌多样性的研究,丰富不同环境苔藓植物内生真菌多样性特征及其群落结构特点,为内生真菌在水生植物向陆生过渡过程中可能的生态学功能研究打 下基础。【方法】采用可培养方法分离内生真菌,结合形态学特征和分子生物学数据对所分离的菌株进行鉴定,研究其多样性。【结果】从4种植物的630个组织块中共分离得到内生真菌900株,内生真菌的分离频率和定殖率分别在1.17－1.77和96.88%－100%之间,与其他非极端环境苔藓植物内生真菌的分离频率和定殖率相近,却普遍高于已报道的极端环境苔藓植物内生真菌的分离频率和定殖率。经鉴定,这些内生真菌分属于57个分类单元,其中炭角菌属(Xylaria)、炭疽菌属(Colletotrichum)、青霉属( Penicillium)和木霉属(Trichoderma)是大围山四种苔藓植物的优势内生真菌属,但各植物的优势种各不相同,部分内生真菌显示出一定的宿主或组织专一性。四种苔藓植物内生真菌的多样性指数和相似性系数分别在1.80－3.22和0.409－0.613之间,也普遍高于已报道的极端环境苔藓植物内生真菌的多样性指数和相似性系数。【结论】 我们的研究表明,大围山苔藓植物内生真菌的多样性及丰度与相似环境中苔藓植物和维管植物的相似,但却普遍高于极端环境苔藓植物的内生真菌。因此,除宿主植物外,环境条件也是影响植物内生真菌多样性和丰度的一个重要因素。     

Illumina高通量测序揭示艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落组成及多样性

【目的】通过研究新疆艾比湖湿地不同盐生植物根际土壤真菌的多样性和群落结构,为艾比湖湿地退化恢复工作和真菌深入研究提供理论支持。【方法】利用高通量测序技术对真菌扩增子ITS1区进行测定,从而分析艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落多样性,并结合相关土壤理化因子分析环境与真菌群落多样性和丰富度的关联。【结果】艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落多样性及丰富度存在差异,碱蓬根际土壤真菌多样性最高,芦苇根际土壤真菌群落丰富度最高。真菌群落组成分析表明,土壤样品中真菌菌落主要隶属于子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),其中子囊菌门为主要优势菌门;链格孢霉属(Alternaria)是6种植物共有的优势菌属,但是其在不同植物之间的丰度存在差异,在戟叶鹅绒藤中的丰度最高,在准噶尔大戟中的丰度最低。pH与真菌多样性呈显著负相关,全磷(TP)与真菌群落丰富度呈显著正相关,pH、电导率(EC)和有机质(OM)对优势菌属的影响最大。【结论】艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落组成及多样性具有显著差异,碱蓬和芦苇根际土壤真菌的多样性和丰度高于其他植物,子囊菌门和链格孢霉...     

Bt和Bar基因转化对水稻不同组织生态位微生物群落组成及潜在功能影响

【目的】转Bt基因和Bar基因植物的微生态效应是环境安全评价的重要因素,但关于Bt基因和Bar基因转化引起的水稻基因型改变对水稻不同组织生态位微生物群落组成和潜在功能的影响还无系统研究。【方法】以转Bt基因和Bar基因水稻T1C-1及其亲本对照Minghui63为研究对象,基于细菌16S rRNA基因和真菌ITS高通量测序技术,分析抽穗期T1C-1和Minghui63根际土壤微生物以及根、茎、叶内生菌的群落结构和潜在功能。【结果】细菌和真菌群落多样性在水稻不同组织生态位之间发生显著变化,地下部分组织生态位(根际土壤和根系)微生物多样性显著高于地上部分(叶和茎)。T1C-1显著影响叶片内生真菌的香农指数和辛普森指数,而对茎和根的内生菌以及根际土壤微生物多样性无显著影响。叶片内生真菌曲霉菌属(Aspergillus)和篮状菌属(Talaromyces)相对丰度在T1C-1显著增加,推测其参与碳素代谢、能量代谢和转录作用酶合成等过程。T1C-1和Minghui63微生物群落关联网络分析表明,T1C-1的平均聚类系数和平均度显著高于Minghui63,因而T1C-1提高了相关微生物群落网络复杂程度。通过重建未观测状态对群落进行系统发育研究(phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states, PICRUSt2),对叶片内生真菌功能酶基因进行功能预测,相对于Minghui63,T1C-1显著改变了碳素代谢、脂类代谢和能量代谢等途径。【结论】相较于根际土壤,叶片内生真菌的群落组成和潜在功能对T1C-1更敏感。尽管如此,T1C-1并未导致叶片内生真菌的多样性指数降低。为了更准确地评估转基因植物的微生态效应,我们需要加强对不同组织生态位内生菌多样性的关注。     

来自西双版纳3种有毒植物的免培养与纯培养放线菌多样性及生物活性

【背景】由于土壤放线菌中获得新化合物日益困难,抗生素滥用使致病菌耐药性不断增加,人们转向研究植物内生放线菌以期发现新化合物。【目的】探究西双版纳热带雨林有毒植物内生放线菌的多样性,为开发新药提供具有潜在生物活性的菌株。【方法】通过Illumina Hi Seq高通量测序和纯培养方法分析箭毒木、八角枫、马缨丹3种有毒植物的内生放线菌群落结构组成,利用纸片扩散法筛选抑菌活性,通过PCR扩增检测7类化合物合成基因。【结果】高通量测序的多样性分析和群落结构分析得出:3种有毒植物在门分类水平检测出古菌域的2个门、细菌域的18个门和暂定的Rsa HF231、WD272门;在属分类水平检测出30个属的放线菌,八角枫和马缨丹的微生物群落结构比箭毒木更丰富。纯培养分离获得11个属34株菌,分离自箭毒木的菌株比八角枫和马缨丹的菌株更多,而且大多数高通量检测出的菌种不能通过纯培养获得。抑菌活性检测结果显示:抗菌活性作用明显的菌株以链霉菌属为主。链霉菌属的NRPS和PKS基因的检出率明显高于其他化合物合成基因。【结论】有毒植物内生放线菌多样性非常丰富。有毒植物内生放线菌具有合成次生代谢产物的潜力,可以为生物农药及抗生素开发提供丰富的菌种资源。     

高通量测序分析甘肃高寒草原瑞香狼毒根内生菌群落结构特征研究

【背景】瑞香狼毒是我国天然草地退化的标志性植物之一,在入侵的过程中其根内微生物发挥着重要的作用,探究瑞香狼毒根内微生物群落对有益微生物资源的利用及生物防控瑞香狼毒具有重要意义。【目的】探究甘肃省祁连山东麓不同高寒草原毒性杂草瑞香狼毒根部内生真菌和细菌的组成、多样性等群落结构特征。【方法】通过Illumina MiSeq高通量测序技术对甘肃祁连山东麓不同高寒草原的瑞香狼毒根部内生菌组成及多样性进行分析。【结果】不同高寒草原瑞香狼毒根内子囊菌门(Ascomycota)在真菌中占优势地位;蓝细菌(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)在根内生细菌中属于优势类群。G4样点的真菌和细菌OTU(OperationalTaxonomic Unit)数量和Shannon多样性指数均高于其他4个采样点。主坐标分析(Principal Coordinate Analysis,PCoA)表明,不同高寒草原瑞香狼毒根内生菌群落之间存在一定的差异。One-Way ANOVA分析结合Pearson相关性分析显示,不同样地瑞香狼毒真菌群落结构在属水平上相关性较小,而细菌在属水平存在一定的相关性。【结论】本研究为进一步开发利用瑞香狼毒内生真菌和细菌资源、阐明瑞香狼毒内生菌群的群落结构和生态功能提供理论参考。     

不同生境重楼内生真菌及土壤真菌多样性比较

【背景】植物内生菌的群落组成随物种基因型及不同部位、生长地和环境条件不同而发生变化,而植物相关微生物会影响植物的生长、代谢、化学成分的积累与合成,并且可能对药用植物有效成分的合成造成影响。【目的】通过对不同生长环境重楼内生及土壤真菌群落多样性的研究,寻找园区环境与野生环境的差异真菌,为野生药用植物的人工栽培提供理论基础。【方法】测定两种环境中土壤的理化指标,并采用Illumina HiSeq高通量测序技术分别对野生环境及园区环境中重楼内生及土壤真菌群落转录间隔区ITS进行扩增子序列测定,对不同土壤环境真菌群落组成与多样性差异进行生物信息学分析。【结果】对重楼相关土壤及内生真菌的多样性分析结果显示,野生环境中的真菌丰度及多样性均高于园区环境。其中野生环境与园区环境中根际土壤真菌的丰度有显著性差异(P0.05)。真菌群落注释结果表明,两种环境中分别注释到8个门;在属水平上,野生环境注释到82个属,园区环境注释到78个属;不同土壤环境对微生物群落丰度有着较为显著的差异。野生环境中有4.04%特有的OTU,园区环境中有4.84%特有的OTU。通过LEfSe分析找到了园区环境与野生环境具有显著性差异的生物标记物,Ttracladium marohalianum、Thelephorales和Thelephoraceae为区别两种环境的生物标记物。【结论】野生环境较园区环境在土壤条件上更为疏松,并具有较高的含水量,矿质元素含量也更高,其真菌群落多样性及丰度较园区环境更为丰富。该研究结果将对重楼引种栽培后的质效变迁研究提供理论基础。     

两种不同白粉病抗性野生蔷薇内生真菌群落结构

【背景】白粉病是蔷薇、月季等观赏植物的主要病害,提高其白粉病抗性是花卉产业亟待解决的难题。内生菌在增强植物抗病性能方面的益处已经得到证实。大理紫花是一种白粉病高抗野生蔷薇,而七姐妹是一种高感野生蔷薇,目前对两者在内生菌群落结构及功能方面的异同尚不清楚。【目的】对比研究白粉病高抗和高感两种野生蔷薇内生菌群落组成的异同,探索内生菌在宿主植物白粉病抗性中可能发挥的生态学功能,为蔷薇白粉病防治提供新思路。【方法】通过传统的内生真菌分离培养方法,结合形态学特征和分子生物学分析确定所获菌株的分类地位,对白粉病高抗和高感两种野生蔷薇内生真菌群落组成进行对比分析。【结果】从两种不同白粉病抗性野生蔷薇的2 880个组织块中,共分离得到2 003株内生真菌,其中从大理紫花得到1 333株,从七姐妹得到670株。它们分属于链格孢属(Alternaria)、炭角菌属(Xylaria)和拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)等30个分类单元。其中链格孢(A. alternata)、平头刺盘孢(C. truncatum)和拟茎点霉(Phomopsis amygdali)为两种蔷薇在白粉病暴发各时期的共有优势菌,而盘毛孢(Seimatosporium sp.)、鬼伞(Coprinellus sp.)和球毛壳菌(Chaetomium globosum)等则只存在于大理紫花或七姐妹一种植物中。【结论】在白粉病暴发进程中,白粉病高抗野生蔷薇大理紫花与高感蔷薇七姐妹的内生真菌多样性及群落结构明显不同。且随着时间的推移,七姐妹的内生真菌多样性逐渐增加,而大理紫花的却逐渐减少。但在各采样时间点,高抗蔷薇内生真菌的数量和平均定殖率均明显高于高感蔷薇(P0.05,卡方检验)。大理紫花中存在一些特有和优势内生真菌,它们在大理紫花白粉病抗性中的功能有待进一步深入研究。     

盐生植物翅碱蓬的内生真菌多样性分析

【目的】对辽宁省盘锦市双台子河口国家自然保护区的盐生植物翅碱蓬(Suaedaheteroptera Kitag.)的内生真菌进行研究。【方法】利用传统分离方法对翅碱蓬的根、茎、叶组织进行分离和纯化,根据形态学和理化特征,并结合rDNA-ITS序列分析对菌种进行鉴定。【结果】共分离得到内生真菌49株,这些内生真菌分属于13个属,其中小丛壳菌属(Glomerella)、链格孢属(Alternaria)、毛盘孢属(Colletotrichum)和枝孢属(Cladosporium)为优势菌属。翅碱蓬的内生真菌分布具有一定的组织特异性,两种不同生境中的翅碱蓬内生真菌群落丰富度差异较小,相似度较高,但在某些种属上存在特异性。【结论】翅碱蓬体内含有丰富的内生真菌资源,其内生真菌具有很高的宿主特异性,而且其分布受生境影响。     

茶轮斑病对茶树叶片内生真菌群落结构的影响

[目的] 茶树叶片内生真菌长期与茶树协同进化,互利共生,在生物和非生物胁迫的生态系统中对茶树起着重要的保护作用,其群落结构组成相对稳定,但在外界因素的影响下,也会发生一定的变化。然而,关于生物胁迫对茶树叶片内生真菌群落结构的影响还缺乏系统的研究。因此,对生物胁迫下叶片内生真菌群落结构的多样性研究具有重要意义。[方法] 本研究采用高通量测序技术,测序了茶轮斑病发病茶树叶片和健康茶树叶片的内生真菌ITS rRNA基因的ITS1区序列,对比分析了内生真菌的多样性和群落结构组成。[结果] 结果表明,发病组叶片的内生真菌多样性和物种丰度均低于健康组。在门分类水平上,2组样本的优势菌群均为子囊菌门（Ascomycota）,在属分类水平上,发病组的优势菌群为炭疽菌属（Colletotrichum）和假拟盘多毛孢属（Pseudopestalotiopsis）,而健康组的优势菌为枝孢属（Cladosporium）。此外,2组样本内生真菌在群落结构组成上也有显著差异,发病组中假拟盘多毛孢属（Pseudopestalotiopsis）、炭疽菌属（Colletotrichum）和节菱孢属（Arthrinium）的相对丰度显著高于健康组,健康组中被孢霉属（Mortierella）、曲霉属（Aspergillus）、织球壳菌属（Plectosphaerella）、Lectera、葡孢霉属（Botryotrichum）、青霉菌属（Penicillium）、赤霉属（Gibberella）、毛壳菌属（Chaetomium）、Lulwoana和轮枝孢属（Verticillium）的相对丰度显著高于发病组。[结论] 综上,茶轮斑病的发生改变了茶树叶片内生真菌的群落结构,使少数物种优势生长。通过研究,明确了真菌病害对茶叶内生真菌群落结构的影响,为病菌的致病机理研究奠定基础,为茶树病害防治提供理论依据。     

灯盏花内生真菌多样性、群落结构及生态功能预测

【背景】灯盏花(Erigeron breviscapus)是国内知名的传统中药材,但关于灯盏花内生真菌多样性、群落结构和生态功能研究报道比较缺乏。【目的】探究灯盏花不同药用部位内生真菌多样性、群落结构组成及生态功能。【方法】采用ITS序列的高通量测序技术对比研究云南道地药材灯盏花根、茎、叶和花的内生菌群落结构及生物多样性差异,并利用FUNGuild数据库预测真菌群落生态功能。【结果】12个样品共获得540个操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU),分属于5个门22个纲55个目114个科188个属。4个不同药用部位共有的OTU数目仅占14.45%,以根部独有OTU最多。各组织均以子囊菌门和担子菌门为优势菌门;其中,根部以子囊菌门为主,花部位以担子菌门为主。亚隔孢壳属(Didymella)为灯盏花植物的核心属,在各组织中均有分布;其余优势属尚有线黑粉菌属(Filobasidium)、Cystofilobasidium、织球壳属(Plectosphaerella),灯盏花4个组织中优势属和特有属分布各不相同。α多样性分析表明,根部内生真菌丰度显著高于其他组织,但多样性方面组织差异不明显。PCoA结果表明,根部菌落结构相对独立,而叶与茎中菌落结构较为相似。利用FUNGuild数据库分析发现,腐生真菌在各组织中占比较高,并含有大量未知功能菌群。【结论】灯盏花不同药用部位内生真菌群落组成存在明显差异,具有组织偏好。以上研究完善了灯盏花内生真菌资源的生物信息,为灯盏花内生真菌资源的开发利用提供了理论依据。     

荒漠植物黑沙蒿嫩枝与成熟枝内生菌群落结构差异

[背景]黑沙蒿是我国北方沙漠地区分布广泛、抗旱性能优良的固沙灌木,对稳定沙漠地区生态系统有至关重要的作用.[目的]内生菌在植物生命过程中扮演着重要角色,认识植物生长发育阶段幼嫩和成熟组织内生菌群的结构变化,对于理解菌群间的相互作用及保护宿主植物抵御生物和非生物胁迫具有积极意义.[方法]以宁夏拉巴湖林场黑沙蒿为研究对象,...     

湖北烟草内生真菌生物多样性和种群结构分析

【目的】研究传统药用植物烟草(Nicotiana tabacum L.)内生真菌的丰富度,揭示其种群多样性和群落结构,为烟草内生真菌资源的有效利用奠定基础。【方法】采用组织分离法进行烟草内生真菌的分离,通过形态学和分子生物学相结合的方法进行菌株分类鉴定,以香农多样性指数及相对分离频率反映内生真菌物种多样性及分布规律。【结果】从不同组织部位、不同生长时期、不同海拔样地的健康烟草中共分离获得539株内生真菌,根据r DNA-ITS系统发育分析鉴定为31属73种,香农多样性指数为2.78,曲霉属Aspergillus和镰孢属Fusarium为优势菌群,其相对分离频率分别为22.63%和12.99%。其分布规律表现为茎部内生真菌的多样性高于叶部和根部;随着生育期的延长,内生真菌多样性逐步增多;随着海拔高度升高,内生真菌的种类和数量呈现降低的趋势。【结论】烟草内生真菌具有丰富的生物多样性,其分布表现出组织、生长时期、海拔高度专化性。阐明内生真菌在烟草中的分布规律,可以为烟草内生真菌在农业生产领域的开发应用提供科学依据。     

草假单胞菌HT1在蚕豆根和茎的定殖特性及对内生细菌多样性的影响

[背景] 关于蚕豆内生生防细菌的定殖规律及其对内生细菌微生物多样性的研究鲜有报道。[目的] 明确草假单胞菌HT1在蚕豆的定殖特性以及对根茎部内生细菌群落多样性的影响。[方法] 采用抗生素标记法测定菌株HT1的定殖特性,利用高通量测序技术分析该菌灌根处理与对照处理蚕豆根茎部内生细菌的群落多样性。[结果] 菌株HT1的定殖数量为根>茎>叶,呈先升后降的趋势,根部、茎部、叶部在第7天达到最大值,在第83天仍能检测到标记菌株。灌根处理降低了内生细菌的丰富度,提高了根内生细菌物种多样性;灌根处理组根部厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门丰度显著提高,茎部变形菌门的相对丰度有所升高但无显著影响;在属水平上,灌根处理后,根部如Romboutsia、Mitsuaria、乳杆菌属、德沃斯氏菌属等属的相对丰度明显升高,茎部假单胞菌、Muribaculaceae、Elstera、鞘氨醇单胞菌属等属的相对丰度明显升高。[结论] HT1菌株能在蚕豆植株体内定殖达83 d以上,并且可以影响蚕豆植株内部的微生物群落结构组成,提高相关微生物的相对丰度。     

不同生境银柴胡根内生菌群落特征及其与药材主要有效成分、产量的相关性分析

【背景】银柴胡（Stellaria dichotoma var.lanceolata）具有重要的临床药用价值,其总甾醇和总黄酮含量是评价药材的关键。【目的】探究药用植物银柴胡在不同生境下根内生菌群落特征及其与药材主要成分、产量之间的关系。【方法】采用高通量测序技术和药材常规测定方法,分析了风沙土（semi-fixed aeolian sandy soil,SFA）生境、石砾质土（lithosol,LI）生境和黄绵土（loessal,LO）生境银柴胡根内生菌群落特征及其与药材性状响应关系。【结果】各生境银柴胡内生优势细菌门为放线菌门（Actinobacteriota）和变形菌门（Proteobacteria）,优势真菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）,而内生优势菌属因生境不同各不相同;银柴胡药材主要有效成分总甾醇和总黄酮含量在LI生境中较高,而单株干重和干鲜比在SFA生境中较高。Spearman相关性分析表明,与银柴胡药材有效成分及产量显著正相关的内生菌相对较多。综合比较,内生细菌如metagenome_g__norank_f__67-14和内生真菌如unclassified_p__Ascomycota等更为显著。【结论】与银柴胡药材关键活性成分相关的内生菌群落在种类鉴定和提取、菌种培养和次生代谢物分析等方面具有广阔的研究价值。本研究为银柴胡道地产区药材高质量产业发展提供理论参考。