摘要:基于Illumina Miseq高通量測序技術(shù)分析了湘黔桂三地野生多花黃精(Polygonatum cyrtonema Hua.)內(nèi)生真菌、根際土真菌的群落組成及多樣性。獲得真菌ASVs共3 188條,經(jīng)聚類涉11門33綱85目166科320屬375種真菌,真菌類別主要為子囊菌門(Ascomycota)、擔(dān)子菌門(Basidiomycota)。在屬水平上,根際土真菌貴州樣品優(yōu)勢屬為Cladophialophora、外瓶柄霉屬(Exophiala)等,湖南為Archaeorhizomyces、被孢霉屬(Mortierella)等,廣西為鐮刀屬(Fusarium)、Saitozyma等;內(nèi)生真菌貴州優(yōu)勢屬為外瓶柄霉屬、粉褶菌屬(Entoloma)等,湖南為地星屬(Geastrum)、被孢霉屬等,廣西為鐮刀屬、Saitozyma等。α多樣性分析顯示,湘黔桂三地多花黃精藥用部位塊莖內(nèi)生真菌、根際土真菌群落的多樣性和豐富度均有較大差異;PCoA及UPGMA聚類結(jié)果顯示,三地間的真菌群落組成差異較大;PICRUSt 2分析預(yù)測表明,內(nèi)生真菌及根際土真菌參與多條代謝途徑及黃精多糖等活性物質(zhì)生成。
關(guān)鍵詞:多花黃精(Polygonatum cyrtonema Hua.);內(nèi)生真菌;根際土;高通量測序
中圖分類號:Q948.12;S567.23+9" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:0439-8114(2023)08-0013-08
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.08.003 開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識碼(OSID):
Analysis of endophytic fungi and the rhizosphere soil fungi communities of
Polygonatum cyrtonema Hua.
LI Ming-jian1, CHEN Xiao-fang1, CHENG Zhong-jun2, REN Xiu-xiu3, ZHANG Xiang-yu2
(1. Bijie Medical College, Bijie" 551700, Guizhou, China; 2. Bijie Institute of Traditional Chinese Medicine, Bijie" 551700, Guizhou, China;
3. School of Basic Medicine, Guizhou University of Traditional Chinese Medicine, Guiyang" 550025, China)
Abstract: The community composition and diversity of endophytic fungi and rhizosphere soil fungi of wild Polygonatum cyrtonema Hua. from Hunan Province, Guizhou Province and Guangxi Zhuang Autonomous Region was analyzed based on Illumina MiSeq high-throughput sequencing technology. A total of 3 188 ASVs were obtained in all samples, and were divided into 11 phyla, 33 classes, 85 orders, 166 families, 320 genera and 375 species. Fungi mainly belonged to Ascomycota and Basidiomycota. At the genus level, the dominant genera of rhizosphere fungi were Cladophialophora and Exophiala in Guizhou Province, Archaeorhizomyces and Mortierella in Hunan Province, and Fusarium and Saitozyma in Guangxi Zhuang Autonomous Region; the dominant genera of endophytic fungi were Exosporium, Entoloma, etc. in Guizhou Province, while they were Geastrum, Mortierella, etc. in Hunan Province, and they were Fusarium, Saitozyma, etc. in Guangxi Zhuang Autonomous Region. The alpha diversity analysis showed that the diversity and richness of endophytic fungi and rhizosphere soil fungi communities in the medicinal parts of Polygonatum cyrtonema Hua. from these three provinces(region) were significantly different. The results of PCoA and UPGMA clustering showed that the composition of fungal communities in three areas was quite different; PICRUSt 2 predictive analytics showed that endophytic fungi and rhizosphere soil fungi were involved in multiple metabolic pathways and the production of active substances such as polysaccharides of Polygonatum cyrtonema Hua.
Key words: Polygonatum cyrtonema Hua.; endophytic fungi; rhizosphere soil; high-throughput sequencing
多花黃精(Polygonatum cyrtonema Hua.)為百合科多年生草本植物,是《中國藥典》2020年版黃精基原物種之一,其根莖及根可入藥,主要分布于貴州、湖南、廣西、江西、安徽等地,為中國傳統(tǒng)藥食同源藥材[1],主要藥物成分為甾體皂苷類、黃精多糖、黃酮等,具有抗氧化、降血糖、降血脂、抗菌消炎、抗病毒、調(diào)節(jié)免疫力和防治老年癡呆等藥理作用[2]。
內(nèi)生真菌與藥用植物在漫長的共同進(jìn)化過程中形成了特殊的共生關(guān)系[3],如促進(jìn)宿主生長、增強(qiáng)宿主抗逆性、促進(jìn)宿主功效物質(zhì)積累等[4,5]。根際微生物作為組成植物生態(tài)系統(tǒng)的重要部分,在植物生長、營養(yǎng)獲取、脅迫耐受和生物化學(xué)循環(huán)中發(fā)揮著重要作用[6,7],且藥用植物內(nèi)生菌、根際微生物等微生態(tài)因子在藥材道地性形成上具有舉足輕重的作用[8,9]。
目前對重樓、川芎、甘草、廣藿香等多種藥用植物已廣泛開展內(nèi)生真菌及根際真菌群落的相關(guān)研究[10-13],而關(guān)于多花黃精內(nèi)生真菌及根際真菌群落組成的報(bào)道較少。隨著人們對健康的關(guān)注度越來越高,多花黃精因其藥食同源價(jià)值被不斷發(fā)掘,市場需求增大,野生資源逐漸匱乏,而貴州、湖南、廣西等地作為多花黃精生態(tài)適應(yīng)區(qū)[14],具備開展人工引種栽培環(huán)境條件,且野生多花黃精資源質(zhì)量普遍較好,可廣泛用于優(yōu)良品種的選育[15],因此研究野生多花黃精內(nèi)生真菌及根際真菌的多樣性和群落組成,了解其真菌資源狀況,對發(fā)展林下仿野生種植及提高有效成分含量顯得尤為重要。基于此,本研究以湘黔桂地區(qū)野生多花黃精為樣品,運(yùn)用高通量測序技術(shù)對其內(nèi)生真菌、根際土真菌群落組成進(jìn)行分析,旨在全面了解湘黔桂地區(qū)的真菌資源,以期為藥材的道地性、功能菌種開發(fā)利用、林下仿野生種植等方面的研究奠定基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 樣品采集
2021年5—6月分別于貴州、湖南、廣西采集健康野生多花黃精(4年生以上,通過根莖判斷)各3株,樣品信息見表1。多花黃精連同土壤整株垂直挖出,輕輕抖落大塊土壤后保留根際3~5 mm的土層,并用滅菌刷收集過2 mm無菌篩網(wǎng)的土于無菌EP管中,置于冰盒中暫存,用于后續(xù)DNA抽提。采集的多花黃精植株置于無菌袋中4 ℃冰盒保存。樣品經(jīng)畢節(jié)醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校藥學(xué)系熊厚溪副教授鑒定為多花黃精(Polygonatum cyrtonema Hua.)。
1.2 樣品處理
新鮮多花黃精樣品采回實(shí)驗(yàn)室后用自來水沖洗,刷干凈根及根莖上浮土,濾紙吸干表面水分。在無菌超凈工作臺中將根和根莖進(jìn)行表面滅菌處理,于75%乙醇溶液中浸泡1 min,無菌水沖洗3次以上,無菌濾紙吸干。同一地區(qū)采集3株樣品,用無菌手術(shù)刀將其根和根莖切成0.5 cm的小段,混合后分別置于50 mL無菌離心管中。采回的根際土同樣混合后置于50 mL離心管中。貴州多花黃精根、根莖、根際土樣品編號分別為GZG、GZK、GZT,湖南樣品編號分別為HNG、HNK、HNT,廣西樣品編號分別為GXG、GXK、GXT,共計(jì)9份樣品,冰盒送樣檢測。
1.3 總DNA提取和ITS1(a)區(qū)PCR擴(kuò)增
樣品總DNA的提取與擴(kuò)增測序均由上海派森諾生物科技有限公司完成。土壤樣品采用DNA提取試劑盒(FastDNA SPIN Kit for Soil),植物樣品采用TSINGKE植物DNA提取試劑盒,參照說明書,提取各樣品總DNA。以樣品總DNA為模板,運(yùn)用ITS5F(5′-GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3′)和ITS2R(5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′)為引物,構(gòu)建PCR擴(kuò)增體系,對樣品的ITS1(a)區(qū)進(jìn)行擴(kuò)增,PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢查合格后,經(jīng)Illumina平臺進(jìn)行高通量雙端測序,并基于派森諾基因云生物信息分析云平臺(http://www.Genescloud.Cn/)對下機(jī)序列進(jìn)行處理和生物多樣性分析。
1.4 測序數(shù)據(jù)處理及生物信息學(xué)分析
數(shù)據(jù)分析運(yùn)用QIIME2軟件,以DADA2方法[16]對下機(jī)序列進(jìn)行處理,該方法在微生物群落分析中比QIIME(UCLUST)、UPARSE、MOTHUR等方法更為準(zhǔn)確[17],使用DADA2質(zhì)控后產(chǎn)生的每個(gè)去重的序列稱為ASVs(Amplicon sequence variants)(相對應(yīng)于OTU代表序列)。選用UNITE數(shù)據(jù)庫(Release8.0,https://unite.ut.ee/)對質(zhì)控后序列數(shù)據(jù)進(jìn)行比對,使用QIIME2中Naive Bayes分類器進(jìn)行ASVs序列的物種注釋,并統(tǒng)計(jì)在各個(gè)分類水平下樣品中每個(gè)ASVs的豐度信息,利用QIIME2、R及PICRUSt2軟件等計(jì)算物種α多樣性指數(shù)、β多樣性指數(shù),生成稀釋曲線、韋恩(Venn)圖、真菌參與的代謝途徑、相對豐度圖等可視化圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 測序分析質(zhì)量指標(biāo)及樣品測序置信分析
對湘黔桂地區(qū)多花黃精根、根莖、根際土樣品中的標(biāo)準(zhǔn)真菌ITS1(a)區(qū)進(jìn)行高通量測序,按照DADA2方法質(zhì)控后獲得595 850條有效序列,共計(jì)3 188條ASVs,經(jīng)聚類涉11門33綱85目166科320屬375種真菌。樣品的ASVs稀釋曲線顯示,所獲得的稀釋曲線已趨于平穩(wěn)(圖1),說明測序深度足夠,在此測序深度下,足以反映多花黃精根、根莖和根際土樣內(nèi)的真菌群落信息。覆蓋率越高,樣品中未被檢測出的物種所占的比例越少。本研究中各樣品覆蓋率均達(dá)99.9%(表2),說明樣品測序數(shù)據(jù)量基本合理,能夠較為客觀地反映出所測樣品下真菌群落的組成。
2.2 樣品α多樣性分析
對湘黔桂地區(qū)多花黃精根、根莖內(nèi)生真菌和根際土真菌菌群α多樣性進(jìn)行分析,得到了9個(gè)樣品的Chao1指數(shù)、Observed species指數(shù)、Shannon指數(shù)(表2)。Chao1指數(shù)和Observed species指數(shù)越大,樣品中微生物群落的豐富度越高;Shannon指數(shù)越高,樣品中微生物群落的多樣性越高。各樣品Observed species指數(shù)從大到小依次為GXT(937)、GZK(868)、GZG(359)、HNT(340)、GZT(271)、HNK(132)、GXK(95)、GXG(92)、HNG(90),與Chao1指數(shù)的數(shù)值量及變化規(guī)律相當(dāng);Shannon指數(shù)從大到小依次為GZK、GXT、HNT、GZG、GZT、GXG、GXK、HNK、HNG。α多樣性分析結(jié)果顯示,多花黃精根際土中真菌群落的豐富度及多樣性從大到小依次為廣西樣品、湖南樣品、貴州樣品,而根莖、根組織中內(nèi)生真菌的多樣性和豐富度貴州樣品最大,湖南樣品和廣西樣品相差不大。
2.3 湘黔桂地區(qū)樣品真菌群落組成分析
2.3.1 貴州樣品真菌群落組成分析 貴州樣品真菌ASVs總數(shù)為1 495條,經(jīng)聚類涉10門28綱63目127科218屬231種真菌。如圖2a所示,在門水平上根際土的真菌優(yōu)勢群落為子囊菌門(Ascomycota,相對豐度為43.29%)、擔(dān)子菌門(Basidiomycota,相對豐度為6.81%);根部真菌優(yōu)勢群落為子囊菌門(相對豐度為66.74%)、擔(dān)子菌門(相對豐度為5.45%);根莖真菌優(yōu)勢群落為子囊菌門(相對豐度為43.78%)、擔(dān)子菌門(相對豐度為31.01%)、被孢霉門(Mortierellomycota,相對豐度為7.11%);子囊菌門在各樣品中都占優(yōu)勢地位;另外,樣品中有少量的真菌分布在羅茲菌門(Rozellomycota)、毛霉門(Mucoromycota)、球囊菌門(Glomeromycota)、蛙糞菌門(Basidiobolomycota)等。16.67%~49.78%的ASVs未分類到任何一個(gè)門。
如圖2b所示,在屬水平上,根際土相對豐度排名前5的為Cladophialophora(11.48%)、外瓶柄霉屬(Exophiala,相對豐度為10.45%)、絲核菌屬(Rhizoctonia,相對豐度為4.78%)、棘殼孢屬(Pyrenochaeta,相對豐度為4.01%)和Knufia(相對豐度為2.36%);根部相對豐度排名前5的為外瓶柄霉屬(相對豐度為20.24%)、Cladophialophora(相對豐度為2.91%)、鐮刀菌屬(Fusarium,相對豐度為2.73%)、周刺座霉屬(Volutella,相對豐度為2.08%)、棉革菌屬(Tomentella,相對豐度為0.76%);根莖相對豐度排名前5的為粉褶菌屬(Entoloma,相對豐度為7.72%)、被孢霉屬(Mortierella,相對豐度為7.10%)、Cladophialophora(相對豐度為6.14%)、棉革菌屬(相對豐度為6.10%)、外瓶柄霉屬(相對豐度為3.65%)。貴州各樣品在屬水平上真菌群落物種組成差異較小,但相對豐度差異較為明顯,且根莖樣品群落均勻度相對較高。
2.3.2 湖南樣品真菌群落組成分析 湖南樣品真菌ASVs總數(shù)為566條,經(jīng)聚類涉8門20綱37目64科77屬71種真菌。如圖3a所示,在門水平上,根際土的真菌優(yōu)勢群落為子囊菌門(相對豐度為54.36%)、被孢霉門(相對豐度為7.36%)、擔(dān)子菌門(相對豐度為7.32%)、羅茲菌門(相對豐度為2.21%);根部真菌優(yōu)勢群落為擔(dān)子菌門(相對豐度為84.68%)、子囊菌門(相對豐度為12.54%);根莖真菌優(yōu)勢群落為子囊菌門(相對豐度為77.38%)、擔(dān)子菌門(相對豐度為2.44%);子囊菌門在根際土、根莖中占據(jù)絕對優(yōu)勢,而擔(dān)子菌門在根中占絕對優(yōu)勢。如圖3b所示,在屬水平上,根際土相對豐度排名前5的為Archaeorhizomyces(相對豐度為48.76%)、被孢霉屬(相對豐度為7.32%)、Saitozyma(相對豐度為1.61%)、斜蓋傘屬(Clitopilus,相對豐度為0.74%)、根霉屬(Rhizopus,相對豐度為0.57%);根部內(nèi)生真菌相對豐度排名前5的為地星屬(Geastrum,相對豐度為83.99%)、Metacordyceps(相對豐度為8.61%)、Rhexodenticula(相對豐度為1.07%)、嗜熱真菌屬(Thermomyces,相對豐度為0.60%)、土赤殼屬(llyonectria,相對豐度為0.27%);根莖內(nèi)生真菌相對豐度排名前5的為Metacordyceps(相對豐度為67.00%)、空團(tuán)菌屬(Cenococcum,相對豐度為2.46%)、Dasyspora(相對豐度為0.31%)、嗜熱子囊菌屬(Thermoascus,相對豐度為0.28%)、Cladophialophora(相對豐度為0.24%)。湖南樣品根際、根部及根莖之間在屬水平上真菌群落物種組成上差異較大,不同部位樣品中某一菌屬占據(jù)絕對優(yōu)勢,根際土中占絕對優(yōu)勢的菌屬是Archaeorhizomyces,根部組織的絕對優(yōu)勢菌為地星屬,根莖組織為Metacordyceps。
2.3.3 廣西樣品真菌群落組成分析 廣西樣品真菌ASVs總數(shù)為1 127條,經(jīng)聚類涉8門23綱57目118科169屬171種真菌。如圖4a所示,在門水平上,根際土的真菌優(yōu)勢群落為子囊菌門(相對豐度為65.99%)、擔(dān)子菌門(相對豐度為17.77%)、被孢霉門(相對豐度為1.33%);根部真菌優(yōu)勢群落為子囊菌門(相對豐度為2.92%);根莖真菌優(yōu)勢群落為子囊菌門(相對豐度為0.21%)。如圖4b所示,在屬水平上,根際土相對豐度排名前5的為鐮刀菌屬(相對豐度為29.00%)、Saitozyma(相對豐度為13.17%)、木霉屬(Trichoderma,相對豐度為4.25%)、Apiotrichum(相對豐度為2.04%)、Ramophialophora(相對豐度為1.86%);根部內(nèi)生真菌主要為鐮刀菌屬(相對豐度為2.80%)、Saitozyma(相對豐度為0.02%)、周刺座霉屬(Volutella,相對豐度為0.01%);根莖內(nèi)生真菌主要為鐮刀菌屬(相對豐度為0.13%)、Pallidocercospora(相對豐度為0.01%)。受QIIME2軟件數(shù)據(jù)庫限制,根部、根莖樣品中97.09%~99.84%的ASVs沒有明確分類,致其他菌屬相對豐度較低,部分菌屬豐度僅為0.01%。如圖4所示,廣西樣品在門、屬水平上根際土真菌群落多樣性及豐富度明顯高于根、根莖真菌群落。
2.4 湘黔桂地區(qū)樣品ASVs韋恩圖分析
韋恩圖用于表示多組樣品的ASVs共有和獨(dú)有物種情況,不同來源樣品ASVs韋恩圖如圖5所示。貴州樣品根莖內(nèi)生真菌、根部內(nèi)生真菌與根際土真菌共有ASVs為96條,根莖與根部真菌共有ASVs為173條(圖5a);湖南樣品根莖內(nèi)生真菌、根部內(nèi)生真菌與根際土真菌共有ASVs數(shù)量為7條,根莖與根部內(nèi)生真菌共有ASVs為21條(圖5b);廣西樣品根莖內(nèi)生真菌、根部內(nèi)生真菌與根際土真菌共有ASVs數(shù)量為4條,根莖與根部內(nèi)生真菌共有ASVs為51條(圖5c)。從整體水平看,樣品根莖與根部內(nèi)生真菌群落共有ASVs數(shù)量高于根際土與根或根莖共有ASVs數(shù)量,表明多花黃精植物內(nèi)器官之間的真菌群落相似性高于植物內(nèi)與根際土之間。
2.5 樣品β多樣性分析
運(yùn)用Binary Jaccard距離矩陣算法,對湘黔桂地區(qū)各樣品進(jìn)行主坐標(biāo)分析(PCoA),進(jìn)而更加直觀地評估各樣品間真菌群落結(jié)構(gòu)組成的差異。圖6顯示了樣品中真菌群落結(jié)構(gòu)的整體性關(guān)系,其中橫坐標(biāo)解釋了關(guān)系值的24.8%,縱坐標(biāo)解釋了關(guān)系值的17.4%,總解釋度為42.2%。主坐標(biāo)分析顯示,不同地區(qū)相同組織樣品間的真菌群落距離較遠(yuǎn),說明不同地區(qū)多花黃精的根、根莖內(nèi)生真菌和根際土真菌群落組成均具有明顯的差異性;但同地區(qū)間的根、根莖樣品中真菌群落均能較好地聚類,說明相同地區(qū)內(nèi)多花黃精根、根莖中內(nèi)生真菌群落組成相似。
運(yùn)用bray curtis距離矩陣采用UPGMA算法(即聚類方法為average)對所有樣品進(jìn)行聚類分析,根據(jù)樣品彼此之間的相似度聚類,樣品間的分支長度越短,群落組成越相似。如圖7所示,各地多花黃精根莖、根部內(nèi)生真菌聚為一支,表明內(nèi)生真菌群落結(jié)構(gòu)相似性較高,貴州根際土與根莖、根部真菌群落在相鄰位置,形成較好的聚類關(guān)系,群落結(jié)構(gòu)具有一定的相似性;總體上看,湘黔桂地區(qū)多花黃精內(nèi)生真菌群落結(jié)構(gòu)差異大,距離遠(yuǎn)。此結(jié)果與PCoA分析一致。
2.6 真菌群落功能預(yù)測分析
運(yùn)用PICRUSt2軟件分析多花黃精根、根莖及根際土中真菌參與的代謝途徑及相對豐度,如圖8所示,真菌主要參與氨基酸、碳水化合物、核苷與核苷酸、次級代謝產(chǎn)物生物合成與降解及糖酵解、乙醛酸循環(huán)、甲基酮生物合成、戊糖磷酸途徑、呼吸作用、TCA循環(huán)、聚糖途徑等。多花黃精多糖主要由阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖等單糖構(gòu)成,通過PICRUSt2軟件預(yù)測樣品真菌參與多花黃精多糖生物合成相關(guān)基因的豐度,詳見表3,其中己糖激酶、甘露糖-1-磷酸鳥苷酰轉(zhuǎn)移酶、β-呋喃果糖苷酶等為多花黃精多糖生物合成過程中的關(guān)鍵酶[18]。
3 小結(jié)與討論
藥用植物在長期進(jìn)化過程中,其品質(zhì)受多種生態(tài)因子的影響,不同地域形成了特有的微生態(tài)環(huán)境,根際微生物及植物內(nèi)生菌作為植物內(nèi)外微生物生態(tài)因子,是影響其生長及藥效成分含量的重要因素,這些因素和植物共同形成了中藥微生態(tài)系統(tǒng),進(jìn)而影響著道地藥材的產(chǎn)生[19]。
本研究基于Illumina高通量測序平臺對湘黔桂地區(qū)野生多花黃精根、根莖及根際土樣品的ITS rDNA基因測序,客觀真實(shí)地反映了各樣品真菌群落組成。研究發(fā)現(xiàn),子囊菌門及擔(dān)子菌門為多花黃精根、根莖及根際土中優(yōu)勢真菌類群,與樊銳鋒等[20]報(bào)道的黃精根際及藥用部位內(nèi)生真菌群落組成一致。汪建文等[21]對藥用植物子囊菌門資源調(diào)查發(fā)現(xiàn),其普遍具有抗氧化、抗腫瘤、提高免疫力的功效,而擔(dān)子菌門真菌多數(shù)為腐生或寄生真菌,也是重要分解者,在土壤養(yǎng)分循環(huán)及宿主次級產(chǎn)物代謝中發(fā)揮重要作用[22,23]。本研究在屬水平上,多花黃精根際土相對豐度排名前5的為Archaeorhizomyces、鐮刀菌屬、Saitozyma、Cladophialophora、外瓶柄霉屬;內(nèi)生真菌相對豐度排名前5的為地星屬、Metacordyceps、外瓶柄霉屬、Cladophialophora、被孢霉屬。研究表明,Archaeorhizomyces作為與植物根相適應(yīng)的古老土壤真菌之一,促進(jìn)了宿主植物對P、N、K等營養(yǎng)成分的吸收[24];Cladophialophora能夠促進(jìn)宿主植物對養(yǎng)分的吸收利用和促進(jìn)宿主植物生長[25];被孢霉屬具有促進(jìn)植物根系吸收礦質(zhì)元素、抑制病原菌等的生態(tài)功能[26];外瓶霉屬具有分解纖維素、抗氧化、抗腫瘤、抑制病原菌等功能[27,28];地星屬具有抗氧化、抗菌和抗腫瘤等功能[29];而有關(guān)地星屬和Metacordyceps未見其作為內(nèi)生真菌被報(bào)道;鐮刀菌屬廣泛分布于自然界中,是藥用植物根際土中常見的優(yōu)勢菌屬,具有抑菌、抗氧化等功能[30],由于廣西根、根莖樣品未被分類的ASVs數(shù)量遠(yuǎn)高于其他2個(gè)省,推測其真菌群落組成及相對豐度的真實(shí)情況可能在本研究結(jié)果基礎(chǔ)上偏高。
綜合本研究真菌群落豐度圖、韋恩圖、β多樣性分析可知,湘黔桂地區(qū)的野生多花黃精根、根莖及根際土真菌群落組成上差異較大,這一結(jié)果與沈湛云等[31]對不同產(chǎn)地玄參內(nèi)生真菌群落研究及張淼等[32]對不同地區(qū)兩面針根際土真菌研究一致,不同區(qū)域環(huán)境條件比如氣候、海拔、光照、土壤性質(zhì)等不同,表明多花黃精根際真菌及內(nèi)生真菌群落組成可能受地理環(huán)境等因素的影響,從而造就不同的微生物環(huán)境。α多樣性分析結(jié)果顯示,多花黃精根際土真菌群落多樣性及豐富度與其根、根莖內(nèi)生真菌的多樣性及豐富度呈相反關(guān)系,通過樣品對比發(fā)現(xiàn),3個(gè)地區(qū)樣品生長年限不一致,貴州樣品為10年生左右,湖南為6年生左右,廣西樣品為4年生左右,推測多花黃精根際土真菌群落多樣性及豐富度隨著年限的增長而下降,與王子夜等[33]對不同種植年限桑樹根際土真菌群落多樣性研究一致。本研究發(fā)現(xiàn),多花黃精內(nèi)生真菌群落多樣性、豐富度、均勻度隨著年限的增長而增長,這一結(jié)果與陳紹通等[34]對不同年限霍山石斛內(nèi)生細(xì)菌多樣性的研究一致,與冼康華等[35]對不同生長年限華重樓根際土壤微生物多樣性研究先上升后下降不一致,其差異可能是受樣品種類、樣品生長年限跨度等因素的影響,導(dǎo)致研究結(jié)果不同。本研究表明多花黃精根際土及內(nèi)生真菌群落多樣性及豐富度可能受其生長年限因素的影響。
總的來看,湘黔桂地區(qū)野生多花黃精根部、根莖內(nèi)生真菌和根際土真菌群落組成差異較大,在引種栽培時(shí)應(yīng)考慮不同地區(qū)微生態(tài)環(huán)境對藥材品質(zhì)的影響,此外多花黃精根、根莖及根際土中存在大量具有重要生態(tài)功能的真菌菌群,后期還需進(jìn)一步加強(qiáng)菌株分離和功能鑒定的試驗(yàn),對微生物如何影響多花黃精有效成分的合成進(jìn)行更加深入的研究。
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收稿日期:2022-07-04
基金項(xiàng)目:貴州省人才基地項(xiàng)目(RCJD2020-21);貴州省教育廳青年科技人才成長項(xiàng)目(黔教合KY字[2018]389);畢節(jié)科技局聯(lián)合基金項(xiàng)目(畢科聯(lián)合字yz[2019]4號)
作者簡介:李明?。?989-),男,江西撫州人,副教授,碩士,主要從事藥用植物微生物資源及分子生物學(xué)研究,(電話)18286038086(電子信箱)383939556@qq.com。