降香黄檀心材和边材内生真菌多样性

【目的】研究降香黄檀心材和边材中真菌群落结构和多样性及其与木材内环境因子的关系,为降香黄檀内生真菌价值评价和资源利用提供依据,为指导降香黄檀人工促进心材形成提供参考。【方法】采用高通量测序技术,结合木材理化性质,研究降香黄檀心材和边材内生真菌的群落结构和多样性,并采用方差分析、冗余分析等手段分析其与降香黄檀内环境因子的关系。【结果】经过高通量测序,共获得2193336条序列,碱基总数为761438850 bp,有效序列平均长度为385 bp。得到3621个OTUs,分属26纲67目116科167属186种。纲水平上,心材内生真菌优势菌群为伞菌纲、粪壳菌纲和散囊菌纲,边材内生真菌优势菌群为粪壳菌纲、座囊菌纲、伞菌纲、地舌菌纲和银耳纲;属水平上,心材内生真菌优势菌群为暗枝顶孢壳属、镰刀菌属、孢子丝菌属、黑酵母样真菌属和球托霉属,边材内生真菌优势菌群为镰刀菌属、毛色二孢属、枝孢属、念珠菌属、德巴利酵母属和木霉属;种水平上,心材内生真菌优势菌群为孢子丝菌环境种、卵形孢球托霉菌和尖孢镰刀菌,边材内生真菌优势菌群为可可毛色二孢菌、酵母菌和镰刀菌。方差分析、冗余分析等结果表明,pH、灰分和钾元素与降香黄檀内生真菌属水平的群落结构呈负相关,热水抽提物、镁和钙元素与大部分属真菌群落呈正相关,与少量属真菌群落呈负相关。含水量、热水抽提物、矿质元素钙和镁与多样性指数Chaol、Shannon和Simpson指数呈正相关,pH、灰分和钾元素与其呈负相关。【结论】降香黄檀心材和边材含有丰富的内生真菌群落,群落结构丰度和多样性均为心材大于边材。引起心材和边材内生真菌群落结构性差异的主要木材内环境因子为pH、灰分和矿质元素钾,引起多样性差异的主要木材内环境因子为pH、含水率、矿质元素钙和钾,且含水平影响最大。

高效解磷根瘤菌菌株的分离筛选及对花榈木苗木生长的影响

【目的】花榈木Ormosia henryi是我国特有的珍贵用材树种,但存在种子繁殖过程中幼苗移栽存活率低,生长缓慢,结瘤率低等问题。研制高效根瘤菌剂是解决这一难题的有效途径。结合湖南土壤有效磷含量低的特点,筛选同时具有固氮作用和解磷能力的花榈木根瘤菌,可增加根瘤菌的应用功能和范围,为开发兼具固氮、解磷作用的多功能高效根瘤菌剂提供优良菌株。【方法】采用Vincent JM分离方法,从花榈木根系中分离根瘤菌;利用透明圈法及钼锑抗比色方法测定根瘤菌的解磷能力;通过回接试验研究接种根瘤菌对花榈木幼苗生长的影响。【结果】从花榈木根系中分离到根瘤菌20株,具有解无机磷能力的菌株8株,具有解有机磷能力的菌株14株,菌株XT202016解无机磷和有机磷的透明圈直径均最大,无机磷溶磷量和有机磷溶磷量最高,分别为31.1±0.3、71.2±0.6 mg·L^(-1)。回接解磷根瘤菌后花榈木结瘤数量为8~39个之间,固氮酶活为0.04±0.02~2.54±0.06μmol·g^(-1)·h^(-1)之间。与对照相比,接种了解磷根瘤菌的花榈木幼苗株高、地径、植株干质量、叶绿素含量和氮含量分别增加了2.5%~92.5%、1.7%~22.5%、14.3%~35.0%、4.7%~40%、9.5%~53.3%。接种菌株XT202016的花榈木幼苗结瘤数量、固氮酶活、株高、地径、植株干质量和氮含量均最高。【结论】解磷根瘤菌XT202016具有较强的解磷能力,同时可明显提高花榈木苗木结瘤率、促进幼苗生长,具有进一步制作高效根瘤菌剂的潜力。

油茶根系与内生细菌枯草芽孢杆菌互作早期的转录组分析

【目的】研究油茶-内生细菌互作早期的油茶根系转录组变化规律,为阐明油茶与内生细菌互作的分子机制提供依据。【方法】构建内生细菌枯草芽孢杆菌1-L-29gfpr与油茶根系互作体系,以不同时间(0、6、12、24 h)的互作体系为研究材料,利用RNA-Seq技术对油茶根部进行转录组测序及分析。【结果】1)转录组测序共产生52958922条序列,约46.1 Gb,差异表达基因10314条(FDR<0.05且|log_(2)FC|>1)。随着互作时间的延长差异表达基因数量呈高-低-高的趋势,接种6 h后差异表达基因数量为6306个,其中显著上调3434个,显著下调2572个;接种12 h后显著上调903个,显著下调526个;接种24 h后显著上调1195个,显著下调1384个。2)GO富集分析表明:接种6 h油茶的生物学过程、分子功能方面变化最为明显,生物学过程中磷酸代谢、含磷化合物代谢、响应激素途径、茉莉酸代谢、响应细菌途径等;分子功能中萜烯合酶活性、双加氧酶活性等;细胞组分中膜固有成分等得到富集。3)KEGG通路分析中差异表达基因主要被富集到碳水化合物代谢、氨基酸代谢、信号转导、环境适应性等通路。接种6 h后富集的代谢通路与12、24 h差异较大,其中差异明显的主要有植物激素合成信号通路、植物病原互作通路、苯丙素生物合成通路。4)基因表达量变化较大的有生长素诱导蛋白编码基因(SAUR)、木葡聚糖内糖基转移酶/水解蛋白酶编码基因(XTH)、茉莉酮酸酯ZIM结构域蛋白编码基因(TIFY)、钙调蛋白编码基因(CAM2)、转录因子MYB编码基因、抗病蛋白编码基因(RPM、RPS)、呼吸爆发氧化酶编码基因(RBOHC)、过氧化物酶编码基因(POD)。【结论】利用活体互作体系对不同时间段内生细菌-油茶互作转录组进行分析表明,内生细菌可刺激植物根系生长,提高抗性,诱导免疫反应,但随后免疫反应逐渐减弱。