山西黃芪根際及根微生物組初探.pdf

1、棲居在植物表面及其內(nèi)部的微生物與宿主間存在著緊密聯(lián)系，二者相互作用，構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的微生態(tài)環(huán)境。植物通過(guò)根分泌物改變土壤pH、結(jié)構(gòu)、氧濃度等，影響著根微生物組；此外，植物基因型、產(chǎn)地、生長(zhǎng)年限等也影響著微生物在植物中的定殖。反過(guò)來(lái)，植物微生物通過(guò)提供營(yíng)養(yǎng)、合成激素等方式影響著植物的生長(zhǎng)、次生代謝和抗逆性等。目前，研究者對(duì)多種藥用植物中的微生物進(jìn)行了研究。采用組織培養(yǎng)法，多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)從黃芪中分離出多種具有促進(jìn)次生代謝的內(nèi)生真菌，但是，

2、黃芪根微生物組特別是細(xì)菌菌群的系統(tǒng)研究尚未見報(bào)道。
　　目的：為了挖掘黃芪微生物資源，了解黃芪產(chǎn)地、基源、種植模式等對(duì)其根微生物組的影響，為進(jìn)一步從微生物與宿主互作的角度研究根微生物在山西黃芪品質(zhì)形成中的潛在作用，最終服務(wù)于黃芪的生態(tài)種植，本研究擬采用傳統(tǒng)培養(yǎng)法和分子生態(tài)學(xué)方法初步探析山西黃芪根微生物組。通過(guò)對(duì)不同產(chǎn)地黃芪根際、根表微生物菌群結(jié)構(gòu)分析，從鮮黃芪根中篩選具潛在促生效應(yīng)的內(nèi)生菌，闡明山西黃芪根際及根微生物組菌群特征。<

3、br>　　方法：（1）山西黃芪根際土壤微生物菌群結(jié)構(gòu)研究：以黃芪根際土為實(shí)驗(yàn)材料，以非根際土為對(duì)照，采用自動(dòng)核糖體內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔序列法(Automated ribosomal intergenic spacer analysis, ARISA）研究了產(chǎn)地和生長(zhǎng)年限對(duì)黃芪根際細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)特征；山西黃芪細(xì)菌菌群研究：以不同基源、產(chǎn)地、種植模式的黃芪為研究材料，首先采用ASRIA法比較了解剖結(jié)構(gòu)對(duì)黃芪微生物菌群的影響，再采用高通量測(cè)序技術(shù)進(jìn)一步分

4、析了周皮微生物菌群特征；（3）以山西鮮黃芪為實(shí)驗(yàn)材料，采用組織研磨法分離內(nèi)生菌，并以ACC為唯一氮源，進(jìn)一步篩選具ACC脫氨酶活性的菌株，并對(duì)其生長(zhǎng)特性進(jìn)行初步研究。
　　結(jié)果：（1）山西黃芪根際土壤微生物菌群結(jié)構(gòu)研究：與非根際土相比，種植2～3年的山西黃芪根際土壤細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯改變，主要表現(xiàn)為相似度降低和多樣性增加；種植5年的山西黃芪根際土壤細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)與非根際土壤菌群間相似度無(wú)顯著差異，多樣性趨于一致。與其他產(chǎn)地相比，

5、山西黃芪根際微生物核心分類操作單元（Operational taxonomic unit, OTUs）數(shù)較低，但相對(duì)豐富度較高。
　　（2）山西黃芪細(xì)菌菌群研究：采用ARSIA方法發(fā)現(xiàn)周皮菌群結(jié)構(gòu)與藥材產(chǎn)地、基源顯著相關(guān)，而維管組織菌群結(jié)構(gòu)受基源影響大，產(chǎn)地影響不明顯；選取周皮樣本，高通量測(cè)序進(jìn)一步分析了黃芪菌群特征，結(jié)果表明：(1)黃芪根內(nèi)生菌主要為變形菌門、放線菌門、擬桿菌門、浮霉菌門、酸桿菌門和厚壁菌門，變形菌門是優(yōu)勢(shì)菌群；

6、(2)蒙古黃芪（Astragalus mongolicus）細(xì)菌多樣性遠(yuǎn)高于膜莢黃芪（Astragalus membranacus）；(3)山西黃芪菌群組成較為獨(dú)特，多樣性較其他產(chǎn)地樣本高；(4)常規(guī)種植模式導(dǎo)致蒙古黃芪和膜莢黃芪菌群多樣性降低，共享OTUs數(shù)量增加。
　?。?）具ACC脫氨酶活性的內(nèi)生菌篩選：從山西黃芪根中分離得56株內(nèi)生菌，發(fā)現(xiàn)其中8株具有該酶活性，經(jīng)鑒定均為假單胞菌屬；生長(zhǎng)特性研究發(fā)現(xiàn)，8個(gè)菌株的最適生長(zhǎng)溫度