树兰原球茎内生细菌群落多样性及功能分析

【目的】通过分析树兰原球茎内生细菌群落组成、多样性特征和促生功能,探究树兰种子萌发相关的核心细菌类群及生物学功能。【方法】以树兰原球茎(树兰种子在树皮基质上共生萌发、在树叶基质上共生萌发、在MS1培养基上非共生萌发)和共生萌发基质(松树皮、腐熟树叶)共5个样本为研究材料,采用高通量测序技术分析不同萌发条件下原球茎内生细菌的16S rRNA基因多样性,比较分析细菌群落多样性和物种组成特征,通过传统的内生细菌分离方法获得共生萌发原球茎内生细菌菌株,并进行促生潜力评价。【结果】从5个研究样本中共获得2 735个可操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU),属于41门453科876属,其中变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)为优势门。主坐标分析(principal coordinates analysis, PCoA)结果表明,树兰原球茎与萌发基质细菌群落结构存在差异,非共生萌发原球茎与在树皮基质上共生萌发原球茎内生细菌群落结构最为接近。功能预测表明,在树叶基质上共生萌发的原球茎内生细菌固氮功能显著高于其他萌发条件。通过分离培养,共获得内生细菌19株,分属12属16种,其中鞭毛膨胀芽孢杆菌(Tumebacillus flagellatus)、Bradyrhizobium cenepequi和人参腐殖土魏茨曼氏菌(Weizmannia ginsengihumi)为共生萌发原球茎共有种;韩国假单胞菌(Pseudomonaskoreensis)和 W. ginsengihumi兼具有溶磷、产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)和铁载体的潜在能力。【结论】在不同环境中萌发的树兰原球茎均有丰富的内生细菌群落定殖;从共生萌发原球茎中分离的内生细菌具有固氮、溶磷、产IAA和铁载体等促生功能。本研究为兰科植物种子萌发相关微生物资源挖掘及兰科植物与微生物互作研究提供科学依据。     

药用植物刺山柑不同部位细菌群落结构及其多样性

【目的】研究传统药用植物刺山柑（Capparis spinosa L.）不同部位细菌群落结构、物种组成和多样性特征,为药用植物微生物资源的开发及微生物与宿主互作提供理论依据。【方法】本研究以刺山柑地上部植物组织（果实、茎）和地下部土壤（根际土壤、非根际土壤）为研究材料,采用高通量测序技术分析刺山柑不同部位细菌的16S rRNA基因多样性,比较其细菌群落结构和物种组成特征。【结果】刺山柑4种样本共获得的3 649个操作分类单元（operational taxonomic unit,OTU）,属于34门、88纲、248目、464科和1 051属。土壤样本的细菌多样性大于植物组织,细菌群落多样性以根际土壤、非根际土壤、茎和果实的顺序逐渐降低,果实内生细菌群落多样性始终最低,显著低于根际土壤。不同部位相对丰度较高的细菌门如下：植物组织中以变形菌门为主,根际土壤中为变形菌门和放线菌门,非根际土中为厚壁菌门和放线菌门。无色杆菌属（Achromobacter）、欧文氏菌属（Erwinia）、肠球菌属（Enterococcus）、微小杆菌属（Exiguobacterium）、乳杆菌属（Lactobacillus）和克雷伯氏菌属（Klebsiella）主要存在于刺山柑植物组织中。游动球菌属（Planomicrobium）、库克菌属（Kocuria）、类芽孢杆菌属（Paenibacillus）、链霉菌属（Streptomyces）、微枝形杆菌属（Microvirga）和节杆菌属（Arthrobacter）主要分布于土壤中。β多样性分析结果表明,刺山柑植物组织和土壤的细菌群落结构具有显著差异,同类型样本的细菌群落结构相似。【结论】刺山柑土壤样本中细菌群落的多样性和丰富度均高于植物组织,刺山柑不同部位的细菌群落组成不同。本研究对刺山柑不同部位细菌群落结构进行了初步分析,鉴定了各部位细菌群落中的核心菌群,为以后挖掘刺山柑的功能研究和利用提供了准确的微生物信息。     

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。     

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。     

液固工艺山西陈醋发酵微生物群落组成、互作网络及溯源分析

【背景】传统山西陈醋是在开放环境下由多菌种固态发酵酿制而成,解析酿造过程中微生物群落的组成、互作网络及来源对认识和调控食醋发酵过程都具有重要意义。【目的】揭示山西陈醋酿造微生物群落的组成、演替、互作网络及来源。【方法】基于高通量测序技术揭示山西陈醋酿造过程中微生物群落的组成、演替和多样性;采用SPSS数据统计软件计算物种间的斯皮尔曼相关系数并利用Gephi软件对微生物群落互作网络进行可视化分析;采用快速期望最大化微生物源跟踪(fast expectation-maximization microbial source tracking, FEAST)方法解析发酵微生物群落的来源。【结果】山西陈醋酿造过程中有6个优势细菌属和5个优势真菌属(平均相对丰度大于1%);醋酸杆菌属(Acetobacter)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)和复膜孢酵母属(Saccharomycopsis)的平均相对丰度较高,分别为20.76%、30.38%和46.24%;醋酸杆菌属(Acetobacter)的相对丰度在醋酸发酵阶段逐渐增加,而乳酸杆菌属(Lactobacillus)在此阶段的趋势则相反。微生物群落互作网络结果显示魏斯氏菌属(Weissella)、乳球菌属(Lactococcus)、季也蒙酵母属(Meyerozyma)、Loigolactobacillus、Schleiferilactobacillus和地杆菌属(Geobacter)具有较高的连接度(连接度≥7);此外,醋酸杆菌属(Acetobacter)与魏斯氏菌属(Weissella)、Schleiferilactobacillus、Loigolactobacillus、乳球菌属(Lactococcus)、季也蒙酵母属(Meyerozyma)具有显著的拮抗作用。来源追溯结果显示糖化发酵第2天样品中有1.02%的细菌群落和77.04%的真菌群落来源于大曲;在醋酸发酵第1天样品中有0.93%的细菌群落和52.82%的真菌群落来源于火醅。【结论】为了解山西陈醋酿造过程中微生物群落的组成、演替、互作网络和解释酿造微生物来源提供了重要的理论数据。     

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。     

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。     

生物有机肥对菠萝心腐病及根际土壤细菌群落的影响

【目的】探明施用生物有机肥对菠萝心腐病的防控效果及对根际土壤微生物的影响。【方法】本研究采用高通量测序技术,综合分析不同施肥措施根际土壤微生物细菌群落多样性及群落特征。【结果】相比常规施肥处理(CK)和普通有机肥处理(YJ),生物有机肥处理KN (羊粪有机肥+泥炭土+枯草芽孢杆菌)和生物有机肥处理KY (羊粪有机肥+椰糠+枯草芽孢杆菌)均能显著降低菠萝心腐病的发病率,且KN处理的防控效果最佳。生物有机肥(KN、KY)施入后土壤细菌α多样性指数高于CK和YJ处理,并形成了明显不同的细菌群落结构。与CK相比,生物有机肥KN处理显著提高了拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)的丰度,KY处理中的酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)丰度显著增加;属水平上,生物有机肥中的蔗糖伯克霍尔德菌属(Paraburkholderia)和黄杆菌属(Flavobacterium)丰度均显著提升。方差分区分析(variance partitioning analysis, VPA)表明,土壤化学性质(36.29%)对细菌群落影响最大,其中土壤速效钾和有机质是影响土壤细菌群落的关键因子,此外发病率(22.53%)和肥料偏生产力(16.42%)也是影响土壤细菌群落的重要因子。【结论】施用生物有机肥(KN、KY)能改变根际土壤细菌群落结构,降低发病率,对菠萝根际土壤生态系统稳定与健康具有重要意义。     

不同盐渍化生境野生乌拉尔甘草土壤细菌群落结构及功能预测分析

【目的】探究典型盐生药用植物野生乌拉尔甘草在不同盐渍化生境下土壤细菌群落多样性、组成和功能特征,有助于建立土壤盐分与甘草生长发育、药材品质形成相关的微生物组之间的联系,对栽培甘草药材品质提高具有重要意义。【方法】从野生乌拉尔甘草的6个主分布区采集原生境土壤,采用高通量测序技术比较非盐渍(un-salinization, US)、轻度盐渍(light salinization, LS)、中度盐渍(moderate salinization, MS)以及重度盐渍(heavy salinization, HS)生境中土壤细菌群落多样性、组成及功能的差异,并挖掘不同生境中优势细菌。【结果】野生乌拉尔甘草原生境土壤细菌群落丰富度和多样性在轻度盐渍(LS)组和中度盐渍(MS)组中明显高于非盐渍(US)组、重度盐渍(HS)组,且重度盐渍(HS)组最低。主成分分析(principal component analysis, PCA)表明不同盐渍程度组间的野生乌拉尔甘草土壤细菌群落组成和功能具有显著差异(P<0.05);冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明,土壤盐分(total salt, TS)既是影响原生境土壤细菌群落组成也是影响群落功能的重要因子。属水平,非盐渍(US)组和轻度盐渍(LS)组中的显著优势细菌相同,均为植物有益菌,包括类诺卡氏菌属(Nocardioides)、链霉菌属(Streptomyces)、栖大理石菌属(Marmoricola);重度盐渍(MS)组中显著优势属既包括有益菌未鉴定_酸杆菌属(unidentified_Acidobacteria),也包括嗜盐菌盐单胞菌属(Halomonas)、海杆菌属(Marinobacter);重度盐渍(HS)组中显著优势细菌以嗜盐菌或耐盐菌为主,包括盐单胞菌属(Halomonas)、海杆菌属(Marinobacter)、楚帕氏菌属(Truepera)、别样矿生菌属(Aliifodinibius)、盐坑微菌属(Salinimicrobium)和需盐杆菌属(Salegentibacter)。PICRUSt功能预测分析强调非盐渍(US)组、轻度盐渍(LS)组和中度盐渍(MS)组中的土壤细菌群落与植物互作方面的潜力,表明非盐渍、轻度盐渍和中度盐渍生境中的有益菌对野生乌拉尔甘草生长发育、品质形成具有重要影响。PICRUSt功能预测同时也强调了重度盐渍(HS)组在自我修复适应高盐环境以及参与野生乌拉尔甘草耐盐性提高方面具有潜能,表明重度盐渍生境中的嗜盐菌和耐盐菌对乌拉尔甘草抗盐能力具有重要作用。中度盐渍生境兼具以上二者优势菌群的特征,是值得关注的类型。【结论】野生乌拉尔甘草土壤细菌群落多样性和丰富度在轻度盐渍和中度盐渍生境中明显高于非盐渍和重度盐渍生境;细菌群落的组成和功能在非盐渍和轻度盐渍生境中具有相似性,并与重度盐渍生境存在显著差异,中度盐渍生境兼具以上二者的特征。     

崇明东滩湿地不同潮汐带入侵植物互花米草根际细菌的多样性

为了调查崇明东滩湿地入侵植物互花米草(Spartina Alterniflora)在不同潮汐带和季节根际细菌的多样性与丰富度,以本地植物芦苇、海三棱藨草(P. australis和 S.mariqueter)和光滩为对照实验研究,在崇明东滩湿地10样点采集根际土壤和光滩土壤,通过PCR-DGGE分子生物学等技术并结合传统培养方法对土壤细菌进行分析研究。研究表明:东滩湿地不同潮汐带的植物根际细菌群落丰富度和多样性不同,在夏季中潮带的根际细菌丰富度(P=0.021<0.05)较高,各个潮带的植物根际细菌在夏秋季有高多样性,其中中潮带的植物根际细菌平均多样性指数最高(H=4.20)。在中潮带入侵物种互花米草根际细菌的丰富度和多样性要显著高于本地植物芦苇和海三棱藨草,其中海三棱藨草的根际细菌在夏季略高。崇明东滩湿地入侵植物互花米草根际细菌与本地植物相比较具有较高的多样性,而且外来种互花米草对湿地土壤微生物群落结构有着较强影响;入侵种互花米草根际细菌的高丰富度和多样性可能是其成功入侵东滩湿地的一个重要因素。     

广西葛根内生细菌的分离鉴定及其促生特性

【背景】植物内生菌长期与宿主共生,对宿主生长发育产生影响。葛根作为重要的药食两用作物,葛根内生菌的研究具有重要实践意义。【目的】对广西葛根根部内生细菌进行分离、鉴定及促植物生长特性分析,旨在了解该药食同源植物内生细菌种群结构及其促生特性,为分析内生菌群体在药食同源植物产量和品质形成的作用及其内生细菌资源的开发利用提供参考。【方法】采用6种不同的培养基从广西葛根的根瘤、根系和根愈伤组织分离内生细菌,16S rRNA基因测序和系统发育分析内生细菌的分布特征和遗传多样性,采用生理生化方法测定分离菌株的固氮活性、溶磷特性、产生嗜铁素、分泌吲哚乙酸(indole-3-aceticacid,IAA)等促生特性。【结果】从葛根根瘤、根系和根部愈伤组织中共分离得到223个菌株,16S rRNA基因测序鉴定这些菌株隶属于2门4纲10科19属,其中芽孢杆菌属、假单胞菌属、土壤杆菌属、肠杆菌属为葛根优势菌群;内生细菌数量和群落组成存在明显的组织特异性,其数量表现为根瘤>根系>根愈伤组织,但其种群多样性表现为根愈伤组织>根系>根瘤。不同培养基分离出的细菌种群丰富度有差异。从供试菌株中筛...     

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。     

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...     

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。     

镉对超积累和非超积累生态型东南景天内生细菌多样性的影响

重金属胁迫对植物内生细菌群落结构的影响在很大程度上是未知的,目前也很少有研究超积累植物内生细菌的群落结构与多样性对根际土壤中重金属的响应。【目的】探索在不同镉污染水平下,超积累(HE)和非超积累生态型(NHE)东南景天的根系、茎和叶片中内生细菌的群落结构与多样性的变化及其差异性,试图从植物-内生菌之间的相互关系的角度补充解释2种生态型东南景天对有效态镉忍耐和积累能力的差异。【方法】采用Illumina新一代测序方法分析了在不同Cd~(2+)浓度土壤上生长的2种生态型东南景天根、茎和叶中的内生细菌群落结构。【结果】高浓度Cd~(2+)抑制NHE东南景天的生长,内生细菌的丰富度和多样性也降低;然而,高浓度Cd~(2+)促进HE东南景天的生长,茎和根系内生细菌的丰富度增加。在3种土壤上,2种生态型东南景天叶片、茎和根系内生细菌均以变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)占优势。随着土壤中Cd~(2+)浓度的增加,HE东南景天叶片中Gammaproteobacteria纲、Negativicutes纲和Clostridia纲的相对丰度显著增加,茎中Alphaproteobacteria纲的相对丰度显著增加,Clostridia纲的相对丰度显著减少;NHE东南景天叶片中Alphaproteobacteria纲、Gammaproteobacteria纲和Clostridia纲的相对丰度没有显著变化,茎中Negativicutes纲的相对丰度显著减少,根系中Betaproteobacteria纲和Clostridia纲的相对丰度显著减少,Negativicutes纲却显著增加。在高Cd~(2+)污染土壤(50mg/kg)上,HE东南景天叶片中Sphingomonas属和茎中Veillonella属的相对丰度均大于NHE,且HE东南景天根系内生细菌的第一、第二、第三优势菌Veillonella、Sphingomonas、Prevotella属细菌均没有出现在NHE东南景天根系。【结论】土壤Cd~(2+)污染水平对2种生态型东南景天叶、茎、根中的内生菌群落结构有显著影响。     

不同栽培方式的铁皮石斛根、茎中内生细菌多样性及其抑菌活性研究

[目的] 分析树干仿生栽培和大棚种植的铁皮石斛根、茎中内生细菌的组成与分布,并挖掘潜在的微生物资源及功能。[方法] 利用Illumina MiSeq高通量测序技术,对不同栽培方式铁皮石斛根、茎中免培养内生细菌丰富度及多样性进行比较分析;通过传统的内生菌分离法以及16S rRNA基因测序技术对可培养内生细菌进行分离鉴定;采用滤纸片法筛选拮抗石斛病原菌的内生菌株。[结果] 高通量测序分析中内生细菌以Pseudomonas （30.52%）为主,其次是Mycobacterium （10.22%）以及Brachybacterium （8.32%）,树干仿生栽培石斛内生细菌组成丰富度及多样性高于大棚种植,石斛根中内生细菌组成丰富度及多样性高于石斛茎。可培养内生细菌中Bacillus （18.37%）所占比例最高,其次是Curtobacterium （8.16%）,同时筛选得到8株具有抑制石斛病原菌活性的菌株。[结论] 铁皮石斛中蕴含着丰富的内生细菌资源,菌群组成和分布受其不同栽培方式和组织部位的影响。此外,筛选得到8株具有抑制病原菌活性的菌株,表明铁皮石斛内生细菌代谢产物具有抗菌活性。本试验对铁皮石斛内生细菌多样性及其抑菌活性的分析研究,为石斛内生微生物资源的后续深度挖掘以及利用提供了内生细菌资源。     

茶树叶际选择性富集的内生细菌的鉴定

【目的】茶树(Camelliasinensis)为多年生常绿木本植物,其叶片用于生产茶叶。本论文通过测定茶树叶际内生细菌的菌群组成,比较叶际内生菌与土壤菌群的异同,以鉴定选择性富集于茶树叶际的内生细菌。【方法】本研究采集湖北宜昌邓村茶树,对茶叶表面进行除菌处理,提取茶叶及其内生细菌的总基因组DNA,通过细菌16S核糖体RNA基因(16S rDNA)保守区引物799F和1193R扩增16Sr DNA的V5–V7可变区序列,并通过Illumina二代测序平台对扩增子进行建库测序。【结果】茶叶内生菌群由变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和极少量的梭杆菌门(Fusobacteria)5个门,共百余属组成,其中,甲基杆菌属(Methylobacterium)、代尔夫特菌属(Delftia)、微杆菌属(Microbacterium)、红球菌属(Rhodococcus)、Aureimonas和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)等以较高丰度富集于叶片组织内部。约40%的茶叶叶际内生细菌也在相应的土壤中存在,表明其可能的土壤来源;非土壤来源的茶叶内生细菌达60%,如Aureimonas和Delftia等。【结论】本研究解析了茶树叶际内生细菌的群落组成与结构,分析了内生细菌的可能来源,为以叶际内生菌为靶标,改善茶叶品质、降解农药残留、防御茶叶病虫害的研究提供基础。     

基于高通量测序分析盐角草根部内生细菌多样性及动态规律

【目的】探讨盐角草根部内生细菌群落多样性特征,揭示内生细菌群落结构在宿主关键发育期动态变化规律。【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】共获得20363条16S r RNA基因序列。各样品中可操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs)在552–941之间。根部内生细菌群落主要包括4个门,其中Proteobacteri门占主导地位,其余依次是Firmicutes,Actinobacteria,Bacteroidetes。在Proteobacteria门中,Gammaproteobacteria是第一大纲,其后是Betaproteobacteria纲。宿主5个发育时期共同拥有7个细菌属,包括Azomonas,Serratia,Pantoea,Serpens,Pseudomonas,Halomonas,Kushneria。整体上看,Gammaproteobacteria纲在宿主5个发育时期呈现增长趋势。优势菌属在5个发育期存在差异,分别为Delftia,Kushneria,Serratia,Pantoea,Erwinia。所有文库总共含2108个特异OTUs,共同拥有5个相同OTUs。花期OTUs数量最多,结种期内生细菌多样性降低。在宿主的5个发育时期中,土壤p H、月均温和土壤盐含量这3个环境因子组成的集合对其内生细菌群落变化具有显著影响。【结论】盐角草内生细菌群落多样性丰富,宿主发育期决定了内生细菌群落结构。     

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。     

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。