宁夏贺兰山青海云杉根系共生真菌的分离与鉴定

[背景]青海云杉(Picea crassifolia)是中国特有植物,具有极高的生态价值,是西北地区重要的森林更新树种和荒山造林树种,其生长发育及其抗逆性与根系共生真菌多样性密切相关.[目的]从青海云杉根系分离并鉴定定殖的可培养共生真菌,阐明青海云杉根系可培养共生真菌的种类组成,为共生真菌在青海云杉育苗、造林及生态恢复...     

竹叶兰根系共生真菌群落结构及生物学功能初探

为研究竹叶兰Arundina graminifolia根系共生真菌的群落结构及对寄主的营养作用,采用高通量测序技术对野生竹叶兰根围土壤、根表、根内3个生态位真菌的种类及生物学功能进行鉴定与预测。所测竹叶兰根系共生真菌的平均辛普森指数为根围0.972、根 表0.905、根内0.703,说明3个位点都具有丰富的共生真菌;根围土壤真菌香农指数7.393显著高于根表和根内香农指数4.728和2.872,根表真菌多样性显著高于根内（P<0.05）。根表、根内有子囊菌门、担子菌门、罗兹壶菌门、壶菌门、毛霉菌门和被孢霉门,较根围土壤缺少球囊菌门和梳霉菌门;分子方差分析（AMOVA）证实3个生态位的真菌群落结构差异极显著（P=0.004）。各生态位丰度最高的20个真菌仅属于子囊菌和担子菌的40个属,其中子囊菌有30个属,种类数量占优势,而担子菌的单个种类丰度高于子囊菌。根围土壤腐生型真菌占优势（44.07%）;根表主要有腐生、病原、共生型真菌;根内真菌营养类型差异大,样品M1的共生型真菌为优势类型（97.21%）,M2、M3以腐生型占优（90.96%）。优势共生型真菌有革菌属Threlephora、根须腹菌属Rhizopogon和Dentiscutata,腐生型真菌主要有长毛孔菌属Funalia和Vuilleminia,均为担子菌。研究结果为揭示竹叶兰与根系真菌的营养关系以及共生真菌的开发提供了依据。     

以杨树为例论述林木共生菌系统及其作用机制

杨树(Populus)是重要造林树种,也是研究林木基础生物学性状的模式材料。不仅如此,杨树可与多种细菌(内生细菌、内生固氮菌和根际促生菌)和真菌(外生菌根真菌、丛枝菌根真菌和内生真菌)类群建立共生关系,为揭示树木和微生物之间的互惠共生机制提供了理想模型。这些共生菌能积极调控林木生长发育、营养吸收和生理生态过程。目前在杨树-双色蜡蘑(Laccaria bicolor)形成的外生菌根发育、提高杨树耐盐、耐重金属的生理与分子机制、叶片内生真菌群落结构与病害发生、菌根辅助细菌和菌丝内共生细菌-真菌-杨树形成的三重跨界共生等方面取得多项突破。近年来,一批模式草本植物微生物组(microbiome)计划相继实施,对共生菌群落结构和功能的认识有了革命性的进步。以美洲黑杨、毛果杨和胶杨为代表的林木微生物组研究也已启动,表明宿主基因型和环境因子可显著影响共生菌群落结构与物种组成;在根际(rhizosphere)和内生(endosphere)环境存在结构和功能迥异的菌群。另一方面,以根系为诱饵,通过宿主表型来推测菌群功能的反向“钓鱼”策略将推动林木根际微生物工程研究,为揭示杨树-微生物群落的相互关系、菌群进化搭建了研究模型。总之,深入认识多元微生物对林木表型和生理代谢的表观遗传学调控机制将为今后创制新型菌剂并用于高效育苗和抗性育种提供新的思路,具有重要的科学意义和应用价值。     

以杨树为例论述林木共生菌系统及其作用机制

杨树(Populus)是重要造林树种,也是研究林木基础生物学性状的模式材料。不仅如此,杨树可与多种细菌(内生细菌、内生固氮菌和根际促生菌)和真菌(外生菌根真菌、丛枝菌根真菌和内生真菌)类群建立共生关系,为揭示树木和微生物之间的互惠共生机制提供了理想模型。这些共生菌能积极调控林木生长发育、营养吸收和生理生态过程。目前在杨树-双色蜡蘑(Laccaria bicolor)形成的外生菌根发育、提高杨树耐盐、耐重金属的生理与分子机制、叶片内生真菌群落结构与病害发生、菌根辅助细菌和菌丝内共生细菌-真菌-杨树形成的三重跨界共生等方面取得多项突破。近年来,一批模式草本植物微生物组(microbiome)计划相继实施,对共生菌群落结构和功能的认识有了革命性的进步。以美洲黑杨、毛果杨和胶杨为代表的林木微生物组研究也已启动,表明宿主基因型和环境因子可显著影响共生菌群落结构与物种组成;在根际(rhizosphere)和内生(endosphere)环境存在结构和功能迥异的菌群。另一方面,以根系为诱饵,通过宿主表型来推测菌群功能的反向“钓鱼”策略将推动林木根际微生物工程研究,为揭示杨树-微生物群落的相互关系、菌群进化搭建了研究模型。总之,深入认识多元微生物对林木表型和生理代谢的表观遗传学调控机制将为今后创制新型菌剂并用于高效育苗和抗性育种提供新的思路,具有重要的科学意义和应用价值。     

亚热带典型树种根毛特征及其与共生真菌的关系

根毛和共生真菌增加了吸收面积,提高了植物获取磷等土壤资源的能力。由于野外原位观测根表微观结构较为困难,吸收细根、根毛、共生真菌如何相互作用并适应土壤资源供应,缺乏相应的数据和理论。该研究以受磷限制的亚热带森林为对象,选取了21种典型树种,定量了根毛存在情况、属性变异,分析了根毛形态特征与共生真菌侵染率、吸收细根功能属性之间的关系,探讨了根表结构对低磷土壤的响应和适应格局。结果表明:1)在亚热带森林根毛不是普遍存在的, 21个树种中仅发现7个树种存有根毛, 4个为丛枝菌根(AM)树种, 3个为外生菌根(ECM)树种。其中,马尾松(Pinus massoniana)根毛出现率最高,为86%;2)菌根类型是理解根-根毛-共生真菌关系的关键,AM树种根毛密度与共生真菌侵染率正相关,但ECM树种根毛直径与共生真菌侵染率负相关; 3) AM树种根毛长度和根毛直径、ECM树种根毛出现率与土壤有效磷含量呈负相关关系。该研究揭示了不同菌根类型树种根毛-共生真菌-根属性的格局及相互作用,为精细理解养分获取策略奠定了基础。     

非豆科植物共生受体样蛋白激酶研究进展

植物根部能够与微生物形成相互依存、互惠互利的共生关系,非豆科植物根系主要与内生真菌形成菌根的共生体。共生受体样蛋白激酶(symbiosis receptor-like kinase,SYMRK)是植物识别菌根真菌诱导而产生的特异分子,它的蛋白结构由三个部分组成,即包含3个富含亮氨酸重复序列(LRRs)的胞外受体结合域、跨膜区和胞内蛋白激酶域。Symrk是控制共生形成的一个关键组分,该基因所编码的蛋白在植物识别和应答菌根真菌早期信号转导途径中是必需的。对Symrk基因的研究为进一步弄清植物-真菌共生的功能和作用机理打下了坚实的基础。     

蒙古栎根内及根围土壤中共生真菌和细菌群落组成分析

为探究中国东北地区森林根系和根围土壤中共生真菌的分布状况,分析了黑龙江省五大连池市蒙古栎Quercus mongolica纯林中根内及根围土壤中共生真菌和细菌群落的组成。结果表明,根内真菌的1 295个OTUs中有209个OTUs为共生真菌,隶属于36属,相对丰度25.46%;根围土壤真菌1 513个OTUs中有285个OTUs为共生真菌,隶属于40属,相对丰度59.91%;根内与根围土壤共同拥有共生真菌33属,根内特有3属,根围土壤特有7属。其中,外生菌根真菌为根内和根围土壤中共生真菌的主要类群,分别占共生真菌的98.82%和99.80%。定殖根内的细菌共获得5 550个OTUs,隶属于400属;根围土壤细菌获得8 406个OTUs,隶属于436属,根内细菌群落的Shannon指数和Chao1指数均低于根围土壤的。PICRUSt功能预测分析结果表明,根内的信号转导通路与信号分子和相互作用通路（包括CAM配体、ECM-受体相互作用等通路）的丰度低于根围土壤,而膜运输通路与信号分子和相互作用通路（包括细菌毒素、细胞抗原等通路）的丰度高于根围土壤。根内与根围土壤中菌根辅助细菌组成差异分析结果表明,除慢生根瘤菌属 Bradyrhizobium外,根内其余9属的相对丰度均高于根围土壤,尤其假单胞菌属 Pseudomonas的相对丰度远高于根围土壤。     

马缨杜鹃根系微生物群落结构及其变化

【目的】为了解野生马缨杜鹃根系微生物的群落结构特征,比较百里杜鹃内马缨杜鹃根际土壤、根表及根内3个生态位微生物群落组成差异,探究杜鹃根系生态位之间、变化菌属间的相互关系,以期为今后杜鹃根系微生物研究提供具有参考价值的数据。【方法】对百里杜鹃内野生马缨杜鹃根系微生物16S rRNA V4区和ITS1区进行高通量测序,比较分析根际土壤、根表及根内微生物群落多样性及组成差异;并基于共变化网络分析进一步探究差异菌属间的相互关系。【结果】马缨杜鹃根系不同的生态位之间,微生物群落结构存在差异,其中以根际土壤与根表、根内差异更为显著,且细菌群落差异小于真菌群落。且从根际-根表-根内,马缨杜鹃根系细菌α-多样性显著下降。马缨杜鹃根系微生物分布于41细菌门和6个真菌门。优势细菌门为变形菌门(Proteobacteria,39.64%±0.08,69.47%±0.12,77.34%±0.07)、酸杆菌门(Acidobacteria,34.10%±0.11,11.03%±0.04,9.18%±0.04)以及放线菌门(Actinobacteria,10.19%±0.03,8.70%±0.02,7.08%±0.01),它们占整体细菌群落总丰度的80%以上。同时8个细菌菌门的相对丰度在根际土壤、根表和根内间显著变化,且它们的相对丰度占细菌群落总丰度的75%以上。真菌主要分布于接合菌门(Zygomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota),它们占整体菌群的99%以上。马缨杜鹃根系存在589个属的细菌,390个属的真菌,从根际-根表-根内,其中25个细菌属和10个真菌属的相对丰度发生显著变化。马缨杜鹃根系微生物群落共变化网络分析表明:在马缨杜鹃根系不同生态位间,除Waitea外,包括枝孢菌属(Cladosporium)、拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)等在内的8个差异真菌菌属均与细菌菌属显著相关,它们相互作用调控微生物群落结构的变化。Bryobacter、Nocardia、Rhizomicrobium和Telmatobacter等核心菌属对马缨杜鹃根系微生物群落共变化网络的变化具有十分重要的调控作用。【结论】百里杜鹃地区马缨杜鹃根际土壤、根表以及根内3个生态位间,微生物群落组成存在差异;而造成微生物组成存在差异这一结果,可能与马缨杜鹃根系密切相关。同时,共变化网络分析揭示出马缨杜鹃根系生态位之间,细菌和真菌彼此间互作。     

桉树根系共生真菌的分离与鉴定

南方土壤缺磷现象较为严重,菌根真菌等共生真菌对植物吸收磷等养分具有重要的促进作用。该研究采集尾叶桉(Eucalyptus urophylla)、窿缘桉(Eucalyptus exserta)和尾巨桉(E.urophylla×E.grandis)3种华南地区主要造林树种根系,采用组织分离法进行真菌分离,通过形态特征和核糖体18SrDNA基因ITS序列分析进行鉴定,经柯赫氏法则(Kochs Rule)确定桉树根系共生真菌,为桉树共生真菌理论研究和资源利用提供依据。结果表明:(1)3种桉树根系中,窿缘桉具有外生菌根(ectomycorrhizas,ECM)和丛枝菌根(arbuscular mycorrhizas,AM)结构,尾叶桉和尾巨桉同时具有AM结构、ECM结构和深色有隔内生真菌(dark septate endophytes fungi,DSE)结构。(2)3种桉树根系中分离鉴定出6种真菌:三色小皮伞菌(Marasmius tricolor)、黑柄裸脚伞(Gymnopus melanopus)、茎点霉属(Phomasp.)、镰刀霉属(Fusariumsp.)、二型伞霉(Umbelopsis dimorpha)和芒弗里亚拟盘多毛孢(Pestalotiopsis mangifolia)。(3)6种真菌回接巨桉(Eucalyptus grandis)组培苗,三色小皮伞菌和黑柄裸脚伞形成ECM结构,为ECM真菌;茎点霉属、镰刀霉属、二型伞霉和芒弗里亚拟盘多毛孢形成DSE典型的深色有隔菌丝和微菌核结构,推测为DSE;其中2种ECM真菌为桉树中首次报道。     

基于高通量测序的杨树人工林根际土壤真菌群落结构

研究不同根序细根根际土壤微生物群落组成结构对深入了解根系-微生物互作关系具有重要意义.本研究采用Illumina MiSeq测序平台,对杨树人工林非根际土壤和不同根序细根根际土壤的真菌群落结构进行分析.物种注释结果显示: 杨树1～2级根(R1)、3级根(R2)和4～5级(R3)根际及非根际土壤(NR)中分别包含128、124、130和101个真菌属,表明杨树根际存在对真菌群落构建的选择性机制.不同根序根际土壤中相对丰度>1%的真菌属有7个,木霉属在1～2级根根际土壤中丰度较高,毛孢子菌属和曲霉属分别是3级根和4～5级根根际土壤中丰度最高的真菌属.α多样性指数表明: 根际土壤真菌的多样性在不同根序间存在显著差异,低级根显著高于高级根(P<0.05).β多样性指数表明: 真菌群落随着序级的升高差异性不断上升,相似性不断降低.不同根序细根根际真菌群落的趋异化组成和结构与细根功能具有密切关系.     

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...     

不同生境黑老虎根际和内生真菌多样性分析

为探究不同生长条件下黑老虎根际和根部内生真菌群落组成和多样性及其与土壤环境因子的相关性,该文应用Illumina高通量测序方法对贵州3个不同生境下黑老虎根际和根部内生真菌进行了研究。结果表明:(1)3种生境下,根际土壤真菌OTU数量(3 867)远多于根部内生真菌(801),其中根际土壤真菌共有的OTU为72个,共注释到5个门、49个属,大多为子囊菌门; 属水平上被孢霉属、外瓶柄霉属、 柱孢属占比较高; 根部内生真菌共有的OTU为14个,共注释到2个门、11个属,子囊菌门(13个,占比92.9%)占绝对优势,属水平上被孢霉属、外瓶柄霉属、 柱孢属和丛赤壳属占比最高; 所有样本中,共有的OTU仅为6个,注释到2个门、5个属,子囊菌门(5个,占比83.3%)为优势门; 在属水平上,占比最高的为外瓶柄霉属(2个,33.3%),其余分别为被孢霉属、柱孢属和丛赤壳属 。Alpha多样性分析表明,根际土壤的真菌群落多样性和丰富度均显著高于根部内生真菌,而野生生境的真菌多样性高于栽培生境。(2)在门水平上,3个生境下主要内生真菌类群均为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),占总菌群的88.28%; 在属水平上,不同生境条件下,根际和根部内生真菌群落结构差异明显; 栽培生境下,根部内生真菌菌群具有一定的偏好性,而野生生境下,根部内生真菌菌群均匀度更高; FUNGuild真菌群落功能预测显示,栽培生境下的病理-腐生营养型(pathotroph-saprotroph)在根部内生真菌中占比较高,而野生生境下的腐生营养型(saprotroph)及共生营养型(symbiotroph)占比较高。(3)土壤环境因子对根部内生真菌和根际真菌的影响方式不同,其中土壤总钾(TK)和土壤总磷(TP)与黑老虎根部内生真菌香农指数和辛普森指数显著正相关,而土壤有机质(SOM)、总氮(TN)和速效氮(AN)与黑老虎根际土壤真菌Ace指数和Chao1指数显著正相关。综上表明,土壤有机质、总氮、速效氮是影响黑老虎根际土壤真菌群落的主要土壤环境因子。     

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...     

内蒙古砒砂岩地区沙棘根际和非根际土壤理化性质及真菌群落特征

【目的】以内蒙古砒砂岩区沙棘林为研究对象,探究不同年限沙棘林根际土壤与非根际土壤的理化性质差异,同时分析真菌群落结构差异,并进一步探究两者之间的相互关系。【方法】在内蒙古鄂尔多斯砒砂岩区采集了不同年限沙棘林根际与非根际共计12个土壤样品,采用传统土壤环境指标测定方法测定土壤理化性质,利用高通量测序方法分析土壤真菌群落结构特征,同时分析两者之间的相互关系。【结果】根际土壤全氮、碱解氮、速效钾、有机质和电导率显著高于非根际土壤(P<0.05),随着种植年限的增长,土壤含水率显著增加(P<0.05)。根际土壤群落丰富度和多样性整体高于非根际。子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)为共有优势菌门;被孢霉属(Mortierella)、青霉菌属(Penicillium)、曲霉菌属(Aspergillus)为共有优势菌属。非根际真菌群落的关键类群是被孢霉属(Mortierella),根际真菌群落的关键类群是赤霉菌属(Gibberella)。冗余分析表明,土壤有机质是影响土壤真菌群落分布的关键因素。被孢霉属(Mortierella)与有机质、碱解氮和全钾之间具有显著相关性(P<0.05);赤霉菌属(Gibberella)与碱解氮、有机质和电导率之间具有显著相关性(P<0.05)。【结论】内蒙古砒砂岩沙棘林种植提高了根际土壤养分和真菌群落的丰富度,促进了土壤生态环境的稳定性。沙棘的种植也提高了该种植地的土壤含水率,促进水土保持,有助于该地区的生态恢复和建设。本研究不仅为该地区的生物多样性保护提供理论依据,更为促进沙棘林生态恢复效果和可持续管理提供科学依据和数据支持。     

粮食上木霉菌的分离鉴定及其生防效果

【背景】粮食在生长和收储期极易受到病原真菌或产毒真菌的污染,造成严重的损失。众多实践证明木霉属(Trichoderma)可以有效防治植物病原真菌。【目的】鉴定和筛选能有效抑制粮食常见危害真菌的木霉生防菌株,开发生防菌剂,保障粮食生产安全。【方法】从粮食上分离筛选出35株木霉,通过多基因系统发育分析和形态学观察方法进行菌种鉴定,利用平板对峙试验筛选出对粮食常见危害真菌有抑制作用的菌株。【结果】35株木霉分属于8个种,分别为非洲哈茨木霉(Trichodermaafroharzianum)、类棘孢木霉(Trichodermaasperelloides)、 Trichoderma amoenum、近深绿木霉(Trichoderma paratroviride)、Trichoderma obovatum、长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)、东方木霉(Trichodermaorientale)和深绿木霉(Trichodermaatroviride)。对峙试验结果表明,这8种木霉对于粮食上分离到的10种危害真菌均具有较好的抑制效果。非洲哈茨木霉(T.afroharzi...     

抗青枯病型根际促生菌(PGPR)菌群构建及其生物防控机制

【目的】根际促生菌(plant growth promoting rhizobacteria, PGPR)防控青枯病效果不稳定是目前有益微生物生防应用的瓶颈问题,构建稳定高效拮抗青枯菌的PGPR菌群是生物防控的关键。【方法】以前期筛选到的8株PGPR菌株(112、114、Ba-S、TLZZ、LX4、LX7、Ps-S和VC110)和青枯菌(Ralstonia solanacearum, Rs)为研究对象,在前期获得烟草根系分泌物组成的基础上,采用限菌微系统和生态微孔板结合绿色荧光蛋白标记、定量聚合酶链式反应(quantitative polymerase chain reaction, qPCR)、断棒模型设计等方法,探究PGPR菌群对青枯菌入侵烟草根际的抵御机制,并在田间进行抗病、促生效果验证。【结果】LX4、Ba-S、LX7可以充分利用烟草根系分泌物中的氨基酸、糖类碳源抑制青枯菌生长,LX7和112在所有酸类碳源下均对青枯菌有抑制作用,最高抑菌率分别为40.12%(LX7+乳酸)和35.15%(112+柠檬酸)。Ps-S、112和VC110的基础生态位宽度(basal niche b...     

芍药内生真菌的鉴定及产生活性次生代谢产物的评估

【目的】研究药用植物芍药(Paeonia lactiflora Pall.)内生真菌的种群多样性,同时对其可能存在的聚酮合酶(Polyketide synthase,PKS)和非核糖体多肽合成酶(Non-ribosomal peptide synthetase,NRPS)基因多样性进行评估,预测芍药内生真菌产生活性次生代谢产物的潜力。【方法】采用组织分离法获得芍药根部内生真菌菌株,结合形态学特征和ITS序列分析,进行鉴定;利用兼并性引物对内生真菌中存在的聚酮合酶(PKS)基因和非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因进行PCR扩增及序列测定分析,构建系统发育树,明确芍药内真菌PKS基因序列和NRPS基因序列的系统进化地位。【结果】从芍药组织块中共分离得到105株内生分离物,去重复后获得52株内生真菌,菌株ITS基因序列信息显示,52株芍药内生真菌隶属于7目、13科、15属,其中小球腔菌属(Leptosphaeria)、土赤壳属(Ilyonectria)和镰孢属(Fusarium)为优势种群;从52株内生真菌中筛选获得13株含PKS基因片段的菌株,8株含NRPS基因片段的菌株,部分菌株功能基因的氨基酸序列与Gen Bank中已知化合物的合成序列具有一定的同源性,预示芍药根部内生真菌具有合成丰富多样的次生代谢产物的潜力。【结论】药用植物芍药根部具有丰富的内生真菌资源,且具有产生活性次生代谢产物的潜力,值得进一步开发研究和应用。     

花生根瘤菌Bradyrhizobium sp.MM6 Ⅲ型分泌系统的结构和功能

【目的】探究花生根瘤菌Bradyrhizobium sp.MM6的Ⅲ型分泌系统(T3SS)的结构及其在根瘤菌与不同宿主建立共生关系中的作用。【方法】同源比对分析菌株MM6的T3SS基因簇的结构特征,并采用三亲本接合转移的方法构建T3SS调节基因ttsI突变菌株;通过蛭石结瘤和石蜡切片实验,比较突变体与野生型的共生固氮表型差异。【结果】经预测,MM6的T3SS基因簇编码区长约34.1 kb,可分为3个区域,包含10个保守结构基因和8个效应蛋白基因,与B.diazoefficiens USDA110相应基因的序列相似性为83%–93%;成功构建了MM6的ttsI突变株;ttsI突变株与野生型分别与花生(S523和Y45)、野大豆和大豆中黄57结瘤,ttsI突变体在花生中的总瘤数显著增加(P<0.05),根瘤中含菌细胞更多;ttsI突变体在野大豆中平均每株植物增加4个根瘤,根瘤中含菌细胞更多,地上部干重相比野生型MM6显著增加(P<0.05);在大豆中黄57中,野生型MM6能形成红色的有效根瘤,ttsI突变体不结瘤,且植株叶片发黄,地上部干重相比野生型MM6显著降低(P<0.05)。【结论】MM6的T3SS在花生和野大豆共生体系中起着有害的作用,而在大豆中黄57的共生体系中起着有利的作用。     

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。