基于高通量测序分析西藏沙棘根瘤内生菌的多样性

根瘤是微生物侵染植物根部并与之形成的共生结构,这些微生物都可被称为植物内生菌。豆科植物根瘤中的内生菌常常又被称为根瘤菌,而侵染非豆科植物形成根瘤的主要是放线菌弗兰克氏菌,这些非豆科植物又被称为放线菌结瘤植物。西藏沙棘是一种典型的放线菌结瘤植物,由于其分布生境的特殊性,对其根瘤内生菌的研究具有重要的生态意义。对于西藏沙棘根瘤内生菌的研究,培养方法因难以模拟自然条件而不易获得纯培养,高通量测序技术对其多样性的研究提供了便利。因此,本研究以生长在甘肃省天祝县金强河河滩地的西藏沙棘根瘤为材料,采用16S rRNA基因扩增子高通量测序方法,结合OTU分析,对西藏沙棘根瘤内生菌的多样性进行探讨。实验结果表明,西藏沙棘根瘤内生菌具有丰富的多样性,根瘤内的优势属为共生固氮的弗兰克氏菌属(Frankia),其相对丰度为47.63%,共检测到7个弗兰克氏菌属的OTUs;根瘤内除弗兰克氏菌外,还存在大量的非弗兰克氏菌,共检测到1523个OTUs,隶属于22个门、33个纲、69个目、113个科和202个属,相对丰度排名前9的属中有25个非弗兰克氏菌属的OTUs。该研究也表明,西藏沙棘根瘤内生菌具有丰富的多样性,西藏沙棘根瘤中不仅存在着可共生固氮的弗兰克氏菌,并且还分布着非弗兰克氏菌;在同一根瘤样品中,弗兰克氏菌属还具有不同的物种。本研究不仅拓展了西藏沙棘根瘤内生菌多样性的研究方法,还为同一寄主植物中弗兰克氏菌多样性的研究提供了分析思路。

产纤维素酶沙棘根瘤内生放线菌的筛选、鉴定及其酶活性测定

以中国沙棘根瘤中分离纯化得到的内生放线菌为材料,筛选高产纤维素酶的菌株,并对其产生的纤维素酶活性进行检测.实验以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为唯一碳源,结合CMC-Na刚果红染色水解圈法筛选得到1株高产纤维素酶的放线菌,利用插片法观察其显微形态特征,结合生理生化试验及16SrRNA基因序列分析,鉴定出该纤维素酶高产菌为橄榄色链霉菌(Streptomycesolivaceus).通过3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法测定该菌株产纤维素酶的活性,并利用单因素法对该菌株的产酶条件进行了优化.结果表明,该菌株产纤维素酶的最适pH为7.0,温度为28℃、160r·min^-1振荡培养48h后,该菌株所产生的纤维素酶活性最大,酶活性为46.3U·mL^-1.

西藏沙棘根瘤及根际土壤放线菌分离及抗菌活性研究

探索西藏林芝与山南地区沙棘根瘤及其根际土壤样品中放线菌的多样性及抗菌活性,为天然产物药物研发提供新的微生物资源。采用稀释涂布法对10份样品中可培养放线菌进行分离,后经菌株16S rRNA序列测序,以邻接法(neighbor-joining method,N-J)构建系统发育树分析放线菌种属多样性;利用微孔板法对代表性菌株进行发酵培养及抗菌活性评价;进一步利用超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)考察活性菌株代谢产物情况。从10份样品中分离到112株放线菌,分属于7个目12科23个属,优势菌属为链霉菌属(Streptomyces);抗菌活性结果表明有17株放线菌至少对一种检定菌有抗菌活性,阳性抑菌率为36.9%。有16株放线菌对临床常见的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)有较强抑制活性,其中13株放线菌对MRSA抑制率超过阳性对照药万古霉素;另外有7株放线菌对耐碳青霉烯鲍曼不动杆菌(carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii,CRAB)有抑制活性,其中Streptomyces sp.XZ19-363对CRAB抑菌作用最强,抑制率为91.3%,UPLC-MS分析显示,具有广谱抗菌活性的菌株在不同培养基中产生了较为丰富的次级代谢产物。西藏林芝与山南地区沙棘根瘤及其根际土壤中可培养放线菌资源丰富多样,同时具有较好的抗菌活性且代谢产物丰富。

沙棘根瘤内生细菌中抑菌促生菌株的筛选和鉴定

【背景】植物内生细菌可产生具有抑菌和促生活性的物质,既能抑制植物病原菌对寄主植物的侵染,也能促进植物的生长。沙棘根瘤内生细菌是根瘤内除共生固氮的弗兰克氏菌外,与沙棘共生的一大类微生物。研究具有抑菌和促生活性的植物内生菌,可为微生物菌肥的研究提供理论基础。【目的】筛选具有优良抑菌和促生活性的沙棘根瘤内生细菌,初步研究其抑菌和促生活性,并对菌株进行鉴定。【方法】采用双层琼脂法、琼脂扩散法、双层平板对峙法、牛津杯法进行沙棘根瘤拮抗性内生细菌的筛选。选取抑菌活性较高的内生细菌,分别采用Salkowski比色法、ChromeAzurolS(CAS)平板检测法和钼锑抗比色法进行产吲哚乙酸、铁载体及溶磷能力的测定。采用发酵液灌根法测定沙棘根瘤内生细菌SR308对黄瓜促生作用的盆栽效果。通过形态和培养特征、生理生化试验及16S rRNA基因序列分析法对菌株TT201和SR308进行鉴定。【结果】从131株沙棘根瘤内生细菌中筛选出9株具有较强抑菌活性的内生细菌,其中菌株TT201抑菌性最佳、抑菌谱广;菌株SR308的促生活性最好,其发酵液对黄瓜的生长具有较强的促进作用。对具有较强抑菌和促生活性的菌株TT201和SR308进行鉴定的结果表明,菌株TT201为侧孢短芽孢杆菌(Brevibacilluslaterosporus),菌株SR308为蕈状芽孢杆菌(Bacillusmycoides)。【结论】获得2株具有优良抑菌和促生活性的沙棘根瘤内生细菌,为进一步开发微生物农药及菌肥提供了资源。

ARDRA对植物根瘤内共生放线菌Frankia多样性的研究

应用原核生物 16SrDNA特异性引物rD1和fD1,通过ARDRA (amplifiedribosomalDNArestrictionanalysis)法直接扩增自中国云南、东北地区赤杨属 3种植物和沙棘属 1种植物根瘤内FrankiaDNA ,得到一长约 15 0 0bp的扩增产物 .选用两种内切酶HaeⅢ、AfaⅠ联合对扩增产物进行酶切 ,得到稳定的酶切图谱 .将所测48个感染赤杨的Frankia样本区分为 3个不同的组 ,所测 43个感染沙棘的Frankia样本区分为 3个不同的组 .显示根瘤内Frankia存在丰富的遗传多样性 .

黄芪根腐病生防菌株的筛选鉴定及其防效评价

以沙棘根瘤内生细菌为材料,筛选对黄芪根腐病具有生防效果的菌株,以期为黄芪根腐病的生物防治提供优质菌种。采用平板对峙法,筛选得到抑菌性能较强的沙棘根瘤内生细菌TT14,并检测其对4株黄芪根腐病原菌的抑菌活性;根据形态和培养特征,生理生化特性及16S rRNA基因序列分析,对菌株TT14进行鉴定;通过盆栽试验,测定菌株TT14发酵液对黄芪根腐病的防治效果。结果显示,25株沙棘根瘤内生细菌中,11株具有抑制黄芪根腐病的能力,其中5株对供试的4株黄芪根腐病病原菌都表现出较好的抑菌效果,在这5株内生菌中TT14抑菌效果最佳,其对4株病原菌的抑菌率均在54.52%以上;经鉴定菌株TT14为特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis);盆栽试验显示菌株TT14发酵液对黄芪根腐病有明显的生防效果,其防治效果达65.68%,较对照组提高38.08%。综上可见,沙棘根瘤内生细菌TT14具有较强的抑制黄芪根腐病的活性,并具有较好的生防效果。