中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (2): 416-428.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.02.015
• 研究简报 • 上一篇
周信雁1(), 陈思宇1, 魏宇飞1, 朱瑜1, 冯君茜1, 丁点草1, 陆贵锋2(
), 杨尚东1(
)
收稿日期:
2023-05-05
接受日期:
2023-06-09
出版日期:
2024-01-16
发布日期:
2024-01-19
通信作者:
联系方式:
周信雁,E-mail:1663848865@qq.com。
基金资助:
ZHOU XinYan1(), CHEN SiYu1, WEI YuFei1, ZHU Yu1, FENG JunQian1, DING DianCao1, LU GuiFeng2(
), YANG ShangDong1(
)
Received:
2023-05-05
Accepted:
2023-06-09
Published:
2024-01-16
Online:
2024-01-19
摘要:
【目的】 比较分析红皮白肉与红皮红肉火龙果植株茎部内生微生物群落结构特征,旨在探究红肉火龙果果肉颜色形成与植株内生微生物群落的关联性,挖掘与其颜色形成相关的功能微生物。【方法】 以红皮白肉与红皮红肉火龙果植株茎部为试验材料,基于高通量测序技术比较分析茎部内生微生物(细菌、真菌)多样性与丰富度,门、属分类水平的群落结构组成以及优势菌群相对丰度占比;基于LEfSe差异分析探究红皮白肉与红肉火龙果植株茎部中具有显著差异的内生微生物。【结果】 红皮白肉与红皮红肉火龙果植株茎部内生微生物群落结构特征存在显著差异。红皮红肉火龙果植株茎部中特有的细菌、真菌OTU数量均高于相应的白肉火龙果;门分类水平表现为,子囊菌门(Ascomycota)真菌在红肉火龙果植株茎部中的相对丰度占比高于相应的白肉火龙果,其相对丰度占比是白肉火龙果的1.15倍;属分类水平表现为,链霉菌属(Streptomyces)细菌是红肉火龙果植株茎部中相对丰度占比最高的优势细菌属,青霉菌属(Penicillium)真菌是红肉火龙果植株茎部中相对丰度占比最高的优势真菌属,二者相对丰度占比分别是白肉火龙果的1.24倍和4.27倍;另一方面,红肉火龙果植株茎部中还富集了列契瓦尼尔氏菌属(Lechevalieria)、糖霉菌属(Glycomyces)、未分类肠杆菌属(unclassified_f__Enterobacteriaceae)、马杜拉放线菌属(Actinomadura)等优势细菌属以及unclassified_f__Serendipitaceae、unclassified_c__GS13、unclassified_o__Atractiellales、unclassified_o__Auriculariales、篮状菌属(Talaromyces)等优势真菌属。LEfSe差异分析结果显示,原小单孢菌属(Promicromonospora)细菌和木霉菌属(Xylomyces)真菌在红肉火龙果植株茎部中显著富集。【结论】 内生微生物群落组成与红肉火龙果果肉中色素的产生、代谢积累密切相关;链霉菌属、未分类肠杆菌属、原小单孢菌属细菌及子囊菌门、青霉菌属、篮状菌属和木霉菌属真菌可能是红肉火龙果果肉色素合成与代谢积累相关的功能微生物。
周信雁, 陈思宇, 魏宇飞, 朱瑜, 冯君茜, 丁点草, 陆贵锋, 杨尚东. 红皮白肉与红皮红肉火龙果植株茎部内生微生物群落结构特征[J]. 中国农业科学, 2024, 57(2): 416-428.
ZHOU XinYan, CHEN SiYu, WEI YuFei, ZHU Yu, FENG JunQian, DING DianCao, LU GuiFeng, YANG ShangDong. Characteristics of Endophytic Microbial Community Structures in Stems Between Hylocereus undatus and H. polyrhizus[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(2): 416-428.
表2
白肉与红肉火龙果品种植株茎部内生微生物群落不同分类水平数量"
处理 Treatment | OTU数量 Numbers of operational taxonomic units | 不同分类类别数量 Numbers of different taxonomic categories | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
门 Phylum | 纲 Class | 目 Order | 科 Family | 属 Genus | 种 Species | |||
内生细菌Endophytic bacteria | 白肉RW | 466 | 18 | 33 | 93 | 149 | 262 | 366 |
红肉RR | 491 | 19 | 35 | 95 | 157 | 274 | 377 | |
总计Total | 555 | 21 | 40 | 106 | 174 | 303 | 424 | |
内生真菌Endophytic fungi | 白肉RW | 268 | 6 | 20 | 44 | 88 | 125 | 160 |
红肉RR | 340 | 7 | 24 | 58 | 103 | 153 | 203 | |
总计Total | 466 | 7 | 25 | 63 | 117 | 191 | 261 |
表3
白肉与红肉火龙果品种茎部内生微生物群落的多样性指数"
处理 Treatment | 香农指数 Shannon index | 辛普森指数 Simpson index | Ace指数 Ace index | Chao1指数 Chao1 index | 覆盖范围 Coverage (%) | |
---|---|---|---|---|---|---|
内生细菌 Endophytic bacteria | 白肉RW | 3.71±0.46a | 0.07±0.032a | 410.36±56.91a | 403.63±63.72a | 0.99 |
红肉RR | 3.82±0.58a | 0.06±0.032a | 408.99±57.14a | 404.74±63.53a | 0.99 | |
内生真菌 Endophytic fungi | 白肉RW | 1.84±0.93a | 0.38±0.301a | 154.52±49.35a | 156.17±48.77a | 0.99 |
红肉RR | 2.65±0.14a | 0.13±0.008a | 171.38±40.97a | 175.96±38.94a | 0.99 |
[1] |
王生有, 陈于陇, 徐玉娟, 吴继军, 肖更生, 傅曼琴. 火龙果采后生理和保鲜技术的研究进展. 食品工业科技, 2014, 35(13): 396-400.
|
|
|
[2] |
郭攀阳, 曾灿彬, 刘成立, 韦双双, 黄家权, 汤华. 红皮红肉和红皮白肉火龙果果肉呈色相关基因差异表达分析. 分子植物育种, 2021, 19(13): 4311-4326.
|
|
|
[3] |
doi: 10.1016/j.foodchem.2021.129426 |
[4] |
孙妍, 陈思宇, 肖健, 宋静静, 杨尚东. 不同果实形状番茄品种茎部内生细菌群落结构及代谢功能特征. 西南农业学报, 2021, 34(12): 2586-2595.
|
|
|
[5] |
|
[6] |
陈招荣, 刘新悦, 赵欣迪, 马洪峥, 梁红春. 植物内生菌群落组成及其功能研究进展. 生命科学, 2023, 35(2): 132-139.
|
|
|
[7] |
何玲敏, 叶建仁. 植物内生细菌及其生防作用研究进展. 南京林业大学学报(自然科学版), 2014, 38(6): 153-159.
|
|
|
[8] |
pmid: 7576148 |
[9] |
doi: 10.1080/21655979.2016.1212138 |
[10] |
doi: 10.1007/s12223-021-00939-0 pmid: 35122218 |
[11] |
|
[12] |
翁倩, 周宝利, 于洋, 付亚文. 外源ABA、BR和ETH对番茄果实番茄红素含量的影响. 沈阳农业大学学报, 2007, 38(6): 784-787.
|
|
|
[13] |
doi: 10.1016/j.scienta.2022.111615 |
[14] |
doi: 10.1371/journal.pone.0119724 |
[15] |
doi: 10.1111/nph.2008.179.issue-4 |
[16] |
doi: 10.1007/s10529-015-2021-z |
[17] |
doi: 10.1016/S0031-9422(00)94348-6 |
[18] |
doi: 10.1016/j.foodchem.2012.03.129 |
[19] |
doi: 10.1080/14620316.2015.1133787 |
[20] |
doi: 10.1016/0031-9422(96)00171-9 |
[21] |
doi: 10.1074/jbc.M509785200 |
[22] |
doi: 10.1016/j.jmb.2010.10.048 pmid: 21040728 |
[23] |
doi: 10.1021/bi200395t |
[24] |
doi: 10.1016/j.fbio.2023.102403 |
[25] |
doi: 10.1186/s13568-017-0531-x |
[26] |
化青珠. 火龙果甜菜素生物合成关键基因的筛选与鉴定[D]. 广州: 华南农业大学, 2020.
|
|
|
[27] |
陈思宇, 孙妍, 肖健, 赵天义, 杨尚东. 果实红色与黄色番茄品种植株茎部内生细菌群落结构及代谢功能特征. 微生物学报, 2022, 62(2): 602-616.
|
|
|
[28] |
肖健, 黄小丹, 杨尚东, 屈达才. 青枯病易感和钝感桑树品种根际土壤真菌群落结构比较. 广西植物, 2022, 42(12): 2099-2108.
|
|
|
[29] |
任奎瑜, 赵久成, 郭霜, 王帅帅, 张传进, 庞师婵, 杨尚东. 红椎林中正红菇生境的土壤肥力及真菌多样性特征. 西南农业学报, 2020, 33(1): 109-116.
|
|
|
[30] |
赵国文, 贾瑞宗, 郭静远, 郭安平. 红心火龙果不同发育时期果肉呈色相关基因表达模式研究. 热带作物学报, 2021, 42(11): 3134-3145.
|
|
|
[31] |
doi: 10.1007/s00253-016-7462-3 pmid: 27005411 |
[32] |
doi: 10.1186/s12934-019-1105-1 pmid: 30885243 |
[33] |
doi: 10.1007/s11274-014-1644-x |
[34] |
|
[35] |
吴景玉. 火龙果甜菜素生物合成途径中关键酶基因克隆与初步功能分析[D]. 广州: 华南农业大学, 2017.
|
|
|
[36] |
doi: 10.1007/s42770-022-00768-4 pmid: 35616785 |
[37] |
doi: 10.1021/jf801817q |
[38] |
doi: 10.1007/s00253-018-9557-5 pmid: 30560452 |
[39] |
|
[40] |
doi: 10.3390/jof7090692 |
[41] |
doi: 10.1080/07388551.2021.1901647 |
[42] |
doi: 10.1007/s12275-012-2273-4 |
[43] |
doi: 10.1016/j.bcab.2020.101884 |
[44] |
doi: 10.1016/j.scienta.2021.109999 |
[1] | 许娜, 唐颖, 徐正进, 孙健, 徐铨. 籼粳杂种不育的遗传分析和候选基因鉴定[J]. 中国农业科学, 2024, 57(8): 1417-1429. |
[2] | 程莉, 杨胜男, 朱延松, 王旭, 赵婉彤, 李仁静, 李沛, 苑忠杰, 江东. 柚果肉颜色遗传变异分析及候选基因挖掘[J]. 中国农业科学, 2023, 56(17): 3420-3434. |
[3] | 马雪萌,余成敏,赛小玲,刘贞,桑海洋,崔百明. PSORA:一种基于高通量测序的T-DNA插入位点分析方法[J]. 中国农业科学, 2022, 55(15): 2875-2882. |
[4] | 杜宇,祝智威,王杰,王秀娜,蒋海宾,范元婵,范小雪,陈华枝,隆琦,蔡宗兵,熊翠玲,郑燕珍,付中民,陈大福,郭睿. 利用第三代纳米孔长读段测序技术构建和注释蜜蜂球囊菌的全长转录组[J]. 中国农业科学, 2021, 54(4): 864-876. |
[5] | 邵美琪,赵卫松,苏振贺,董丽红,郭庆港,马平. 盐胁迫下枯草芽孢杆菌NCD-2对番茄促生作用及对土壤微生物群落结构的影响[J]. 中国农业科学, 2021, 54(21): 4573-4584. |
[6] | 赵卫松,郭庆港,苏振贺,王培培,董丽红,胡卿,鹿秀云,张晓云,李社增,马平. 马铃薯健株与黄萎病株根际土壤真菌群落结构及其对碳源利用特征[J]. 中国农业科学, 2021, 54(2): 296-309. |
[7] | 黄子粤,刘文君,覃仁柳,庞师婵,肖健,杨尚东. 不同品种南瓜内生细菌多样性及PICRUSt基因功能预测分析[J]. 中国农业科学, 2021, 54(18): 4018-4032. |
[8] | 张亚飞,彭洁,朱延松,杨胜男,王旭,赵婉彤,江东. 柑橘CCD基因家族鉴定及CcCCD4a对果肉颜色的影响[J]. 中国农业科学, 2020, 53(9): 1874-1889. |
[9] | 陈露露,王会,王吉坤,王嘉博,柴志欣,陈智华,钟金城. 藏黄牛与宣汉黄牛心脏miRNA表达谱比较[J]. 中国农业科学, 2020, 53(8): 1677-1687. |
[10] | 赵卫松,郭庆港,李社增,王培培,鹿秀云,苏振贺,张晓云,马平. 花铃期棉花黄萎病抗病与感病品种对 土壤细菌群落结构的影响[J]. 中国农业科学, 2020, 53(5): 942-954. |
[11] | 赵园园,李鹏飞,许勤智,安清明,孟金柱. 山羊卵泡发育相关基因的筛选及分析[J]. 中国农业科学, 2020, 53(17): 3597-3605. |
[12] | 鲁振华,沈志军,牛良,潘磊,崔国朝,曾文芳,王志强. 122份栽培桃品种(系)黄白肉性状的分子标记辅助鉴定[J]. 中国农业科学, 2020, 53(14): 2929-2940. |
[13] | 刘海洋, 王伟, 张仁福, 热西达·阿不都热合曼, 姚举. 黄萎病不同发生程度棉田土壤中的真菌群落特征分析[J]. 中国农业科学, 2019, 52(3): 455-465. |
[14] | 赵卫松,郭庆港,李社增,王亚娇,鹿秀云,王培培,苏振贺,张晓云,马平. 西兰花残体还田对棉花黄萎病防治效果及其对不同生育时期土壤细菌群落的影响[J]. 中国农业科学, 2019, 52(24): 4505-4517. |
[15] | 张晓丽,张宏媛,卢闯,逄焕成,靳存旺,高喜,程挨平,李玉义. 河套灌区不同秋浇年限对土壤细菌群落的影响[J]. 中国农业科学, 2019, 52(19): 3380-3392. |
|