华重楼根茎内生细菌群落多样性及其功能预测
发布时间：2022-01-04 17:33
内生菌广泛存在于植物组织内部,是植物微生态系统的重要组成部分。为了解华重楼根茎内生细菌的群落组成和其潜在的生物学功能,采用高通量16S rRNA测序技术分析了2年生华重楼根茎内生细菌群落多样性,并通过PICRUSt分析,评价了其内生细菌的潜在功能。结果表明,5个华重楼根茎共获得112 267条16S rRNA V3-V4区高质量序列片段,内生细菌群落的α-多样性Chao1指数、Observed species指数、PD whole tree指数和Shannon指数的平均值分别为3417.7、748.0、40.7和8.3;其优势门为厚壁菌门和放线菌门,优势变形菌纲为γ-变形菌纲和α-变形菌纲,优势菌属为Dubosiella（占比为5.61%）。16S rRNA功能预测结果显示,华重楼根茎内生细菌功能主要涉及膜运输、能量代谢、碳水化合物代谢、氨基酸代谢和辅酶因子、维生素代谢等。华重楼根茎内生细菌群落多样性丰富,具有大量代谢相关的有益菌。
【文章来源】：浙江农业科学. 2020,61(11)
【文章页数】：6 页
【图文】：
华重楼块茎内生细菌物种稀释曲线和OTU排序曲线
华重楼根茎内生细菌在门水平上主要有变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicute)、放线菌门(Actinobacteria)、醋杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi)等组成,其平均相对丰度分别为50.4%、24.0%、7.2%、6.3%、5.9%和1.8%。在变形菌门中,γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)丰度最高,平均相对丰度为34.6%;其次为α-变形菌纲,平均相对丰度为10.4%(图2)。在属水平上,共有18个属的平均相对丰度大于1.0%,分属于5个门,14个科,其中平均相对丰度最高的属为厚壁菌门丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae)的Dubosiella(5.61%),其次为γ-变形菌纲肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的2个属Unclassified bacterium(4.69%)和Pantoea(4.33%)(表3)。2.4 16S rRNA功能预测
表3 华重楼块茎内生菌优势属的种类(相对丰度大于1.0%) 门/纲(Phylum/Class) 科(Family) 属(Genus) 相对丰度/% Firmicutes Erysipelotrichaceae Dubosiella 5.61 Gammaproteobacteria Enterobacteriaceae Unclassified bacterium 4.69 Rhodanobacteraceae Pantoea 4.33 Chujaibacter 4.25 Bacteroidetes Muribaculaceae Unclassified bacterium 4.23 Gammaproteobacteria Rhodanobacteraceae Rhodanobacter 4.13 Firmicutes Lactobacillaceae Lactobacillus 3.76 Gammaproteobacteria Pseudomonadaceae Pseudomonas 2.94 Enterobacteriaceae Kosakonia 2.29 Unknown family Acidibacter 1.70 Firmicutes Ruminococcaceae Ruminococcaceae 1.64 Acidobacteria Acidobacteriaceae Granulicella 1.43 Alphaproteobacteria Rhizobiaceae Rhizobium 1.43 Beijerinckiaceae Methylobacterium 1.39 Actinobacteria Streptomycetaceae Streptomyces 1.31 Acidobacteria Acidobacteriaceae Unclassified bacterium 1.28 Alphaproteobacteria Sphingomonadaceae Sphingobium 1.24 Firmicutes Erysipelotrichaceae Ileibacterium 1.04植物内生细菌是一类定殖在植物内部的细菌,其种类组成和结构变化会受到植物自身生长状况和外界环境的影响,而内生细菌的群落组成也可以影响宿主植物的代谢产物合成,这是导致同一品种中药材在不同种植地存在品质差异的主要原因之一[14]。周先治等[15]从生长在福建省南平市的健康华重楼根茎中分离的细菌主要为芽孢杆菌和假单胞菌;魏娟等[16]研究表明,人工栽培的云南重楼根茎中可培养内生细菌以芽孢杆菌和肠杆菌属为优势属;宋发军等[17]发现,湖北地区人工种植的5年生重楼根茎内可培养细菌主要为短食单胞菌属、假单胞菌属和芽孢杆菌属。本研究通过高通量测序技术测定了宁波地区2年生华重楼根茎内生细菌组成,发现除了假单胞菌属,上述文献中其他菌属都不是其优势菌属。这些结果说明不同地区种植的重楼根茎内生细菌的多样性和组成存在差异。此外,本研究采用的高通量测序分析结果更为灵敏,以往研究通过内生菌分离获得的结果,可能存在很多不可培养或者难培养菌株未被分离到,进而造成了其内生菌组成的差异。
【参考文献】：
期刊论文
[1]重楼根内生细菌的多样性分析及促生菌的筛选[J]. 宋发军,甘喆,裴婷,苗莉云,赵伟琼,张鹏. 中南民族大学学报(自然科学版). 2020(03)
[2]滇重楼根可培养内生细菌多样性分析及促生菌筛选[J]. 耿红,裴婷,苗莉云,甘喆,刘婷,张鹏. 中南民族大学学报(自然科学版). 2020(01)
[3]烟草种子内生细菌群落结构与多样性[J]. 谢红炼,汪汉成,蔡刘体,周浩,刘畅,陆宁,史彩华,王香萍. 微生物学报. 2020(03)
[4]植物内生菌的生态学作用与天然产物研究现状及展望[J]. 郭宾会. 江苏农业科学. 2019(20)
[5]从微生物转化的方向解决重楼资源不足的展望[J]. 朱晓松,陈文慧,何朋伦,赵梓铭,石安华. 时珍国医国药. 2017(11)
[6]基于16 S rRNA序列研究华重楼植株可培养内生细菌的多样性[J]. 周先治,高晖,李敏,唐建阳,陈阳. 中草药. 2017(18)
[7]重楼资源分布与可持续利用研究进展[J]. 杨光义,胡培,叶方. 中国药师. 2016(01)
[8]华重楼植株的快速繁殖研究[J]. 刘银花,王跃华,唐旭,陈燕,黄鹏,梅英. 中草药. 2015(19)
[9]云南重楼内生细菌的分离鉴定及系统发育树分析[J]. 魏娟,何冬旭,李国红,张梁. 食品与生物技术学报. 2015(02)
[10]药用植物华重楼的资源现状及其繁育研究进展[J]. 谷海燕. 四川林业科技. 2014(04)
硕士论文
[1]华重楼组织培养体系建立的研究[D]. 臧薇.四川农业大学 2013
本文编号：3568768
【文章来源】：浙江农业科学. 2020,61(11)
【文章页数】：6 页
【图文】：
华重楼块茎内生细菌物种稀释曲线和OTU排序曲线
华重楼根茎内生细菌在门水平上主要有变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicute)、放线菌门(Actinobacteria)、醋杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi)等组成,其平均相对丰度分别为50.4%、24.0%、7.2%、6.3%、5.9%和1.8%。在变形菌门中,γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)丰度最高,平均相对丰度为34.6%;其次为α-变形菌纲,平均相对丰度为10.4%(图2)。在属水平上,共有18个属的平均相对丰度大于1.0%,分属于5个门,14个科,其中平均相对丰度最高的属为厚壁菌门丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae)的Dubosiella(5.61%),其次为γ-变形菌纲肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的2个属Unclassified bacterium(4.69%)和Pantoea(4.33%)(表3)。2.4 16S rRNA功能预测
表3 华重楼块茎内生菌优势属的种类(相对丰度大于1.0%) 门/纲(Phylum/Class) 科(Family) 属(Genus) 相对丰度/% Firmicutes Erysipelotrichaceae Dubosiella 5.61 Gammaproteobacteria Enterobacteriaceae Unclassified bacterium 4.69 Rhodanobacteraceae Pantoea 4.33 Chujaibacter 4.25 Bacteroidetes Muribaculaceae Unclassified bacterium 4.23 Gammaproteobacteria Rhodanobacteraceae Rhodanobacter 4.13 Firmicutes Lactobacillaceae Lactobacillus 3.76 Gammaproteobacteria Pseudomonadaceae Pseudomonas 2.94 Enterobacteriaceae Kosakonia 2.29 Unknown family Acidibacter 1.70 Firmicutes Ruminococcaceae Ruminococcaceae 1.64 Acidobacteria Acidobacteriaceae Granulicella 1.43 Alphaproteobacteria Rhizobiaceae Rhizobium 1.43 Beijerinckiaceae Methylobacterium 1.39 Actinobacteria Streptomycetaceae Streptomyces 1.31 Acidobacteria Acidobacteriaceae Unclassified bacterium 1.28 Alphaproteobacteria Sphingomonadaceae Sphingobium 1.24 Firmicutes Erysipelotrichaceae Ileibacterium 1.04植物内生细菌是一类定殖在植物内部的细菌,其种类组成和结构变化会受到植物自身生长状况和外界环境的影响,而内生细菌的群落组成也可以影响宿主植物的代谢产物合成,这是导致同一品种中药材在不同种植地存在品质差异的主要原因之一[14]。周先治等[15]从生长在福建省南平市的健康华重楼根茎中分离的细菌主要为芽孢杆菌和假单胞菌;魏娟等[16]研究表明,人工栽培的云南重楼根茎中可培养内生细菌以芽孢杆菌和肠杆菌属为优势属;宋发军等[17]发现,湖北地区人工种植的5年生重楼根茎内可培养细菌主要为短食单胞菌属、假单胞菌属和芽孢杆菌属。本研究通过高通量测序技术测定了宁波地区2年生华重楼根茎内生细菌组成,发现除了假单胞菌属,上述文献中其他菌属都不是其优势菌属。这些结果说明不同地区种植的重楼根茎内生细菌的多样性和组成存在差异。此外,本研究采用的高通量测序分析结果更为灵敏,以往研究通过内生菌分离获得的结果,可能存在很多不可培养或者难培养菌株未被分离到,进而造成了其内生菌组成的差异。
【参考文献】：
期刊论文
[1]重楼根内生细菌的多样性分析及促生菌的筛选[J]. 宋发军,甘喆,裴婷,苗莉云,赵伟琼,张鹏. 中南民族大学学报(自然科学版). 2020(03)
[2]滇重楼根可培养内生细菌多样性分析及促生菌筛选[J]. 耿红,裴婷,苗莉云,甘喆,刘婷,张鹏. 中南民族大学学报(自然科学版). 2020(01)
[3]烟草种子内生细菌群落结构与多样性[J]. 谢红炼,汪汉成,蔡刘体,周浩,刘畅,陆宁,史彩华,王香萍. 微生物学报. 2020(03)
[4]植物内生菌的生态学作用与天然产物研究现状及展望[J]. 郭宾会. 江苏农业科学. 2019(20)
[5]从微生物转化的方向解决重楼资源不足的展望[J]. 朱晓松,陈文慧,何朋伦,赵梓铭,石安华. 时珍国医国药. 2017(11)
[6]基于16 S rRNA序列研究华重楼植株可培养内生细菌的多样性[J]. 周先治,高晖,李敏,唐建阳,陈阳. 中草药. 2017(18)
[7]重楼资源分布与可持续利用研究进展[J]. 杨光义,胡培,叶方. 中国药师. 2016(01)
[8]华重楼植株的快速繁殖研究[J]. 刘银花,王跃华,唐旭,陈燕,黄鹏,梅英. 中草药. 2015(19)
[9]云南重楼内生细菌的分离鉴定及系统发育树分析[J]. 魏娟,何冬旭,李国红,张梁. 食品与生物技术学报. 2015(02)
[10]药用植物华重楼的资源现状及其繁育研究进展[J]. 谷海燕. 四川林业科技. 2014(04)
硕士论文
[1]华重楼组织培养体系建立的研究[D]. 臧薇.四川农业大学 2013
本文编号：3568768
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