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中药草药根际细菌社区的组成和多样性石斛兰

摘要

背景

石斛兰是兰科植物的珍贵草本植物,在亚洲被广泛用作保健中药。虽然兰科植物是菌根植物,但对其根际微生物的研究仍以内生菌为主,对根际微生物的研究仍有大量未知。研究不同植物根际微生物群落结构石斛兰利用高通量测序技术,对3种植物成熟期根际土壤微生物群落进行分析石斛兰物种。

结果

在我们的研究中,总共240,320个序列和11,179 oTus从这三个获得石斛兰物种。根据OTU注释结果的分析,不同石斛兰根际土壤细菌包括2个王国,63个耕地,72级,159个订单,309个家庭,850属和663种。在所有序列中,显性细菌植物(相对丰度> 1%)是促菌,抗菌菌,菌酸,抗抗杀伤挛伤,抗杀伤挛缩,疣状病症,植物霉菌,氯葡萄球菌和Gemmatimonapetes。通过WGCNA分析,我们发现枢纽植物群也属于抗酸菌,抗菌剂和植物。

结论

我们发现了三种植物根际细菌群落石斛兰具有显着的差异,以及根际微生物的主要种类石斛兰浓缩在植物,肌动菌和菌体和细菌中。此外,细菌水平越小,差异越大石斛兰物种。这些结果填补了根际微生物群落的知识空白石斛兰为后续微生物功能的挖掘和生物肥料的研究提供理论依据。

背景

根际土壤是指受根系分泌物影响的狭窄区域,含有多达1011.微生物细胞和超过30,000种原核物种[123.].根际微生物与非根际微生物在种类、数量和活性方面存在显著差异[4.].根际土壤中有丰富的微生物资源,可以是散装土壤的10-1000倍[5.].根际细菌社区由不同的细菌分类群代表,尽管它们的丰度在不同的土壤和植物类型下的根系中变化[6.].此外,骨灰和抗酸杆菌的内容也很高了[7.].通过高通量测序,Lundberg等人发现拟南芥蒂利亚纳具有根际细菌群落中的相对丰度最高的植物体外菌,具有伪表达的主要人群,其次是诱导和放样[8.].根际微生物与植物之间的相互作用影响着物质循环和能量流动。其群落结构和丰度的变化会影响植物的生长发育、开花结果以及与植食性昆虫的互作,这对植物的生长和产量具有重要意义[9.10.].石斛兰兰科植物是兰科植物中第二大属,世界上有1400多种兰科植物。有74种,2个变种石斛兰在中国的兰科,其中大部分是珍贵的药用植物。石斛兰有益胃活水、清热滋阴、消炎止痛、明目、增强免疫力等多种功效[11.].目前,由于增长缓慢和低生存率,使用非共生组织培养的人工培养不符合市场需求[12.].因此,有必要开发一种既能保护这些濒危物种又能进行商业生产的有效繁殖方法。有三种药材石斛兰在大比山地区,它们是石斛属植物Dendrobium Officinale.石斛兰菊属植物[13.].所有这些都是常年草药石斛兰在orchidaceae。它们主要含有多糖,生物碱和苄苄基。它们具有抗肿瘤,免疫调节性,抗氧化剂,血管扩张剂和低血糖作用[14.].

目前,研究石斛兰主要关注内心细菌。实际上,之间存在复杂的关系石斛兰及其内心细胞。以前的研究表明,斯普什穆巴斯和分枝杆菌与根系分离的细菌D. Moschatum.(书。-火腿)西南。能显著提高D. Moschatum.(Buch。 - 火腿)SW [15.];目前已有许多研究以原球茎为材料成功分离得到促进种子萌发的有效真菌[16.17.18.].但是,有很少的报告石斛兰以及土壤微生物群落。药用植物根际有丰富的细菌、真菌和放线菌。它们不仅能促进药用植物对土壤养分的吸收,还能提高药用植物的产量和品质;然而,它们也会对药用植物造成连作障碍。因此,研究石斛兰药用植物及其根际微生物对阐明根际微生物如何提高药用植物产量和品质具有重要意义。然而,传统的培养方式只占环境微生物的0.1 ~ 1%,不能充分反映环境微生物群落的真实情况。近年来,随着新一代测序技术的快速发展,基于16s rRNA序列扩增和Illumina Miseq高通量测序技术,可以获得大量数据。通过生物信息学方法,可以得到微生物群落的整体组成。它具有产量高、价格低、操作周期短等优点,在微生物群落结构的研究中得到了广泛的应用。特别是在药用植物领域,例如人参[19.],田七[20.],ajuga bracteosa.[21.],牛至属植物vulgare[22.],百合davidii[23.和其他植物,这些方法被广泛应用。

它们总是与其他微生物相互作用,如共生、寄生、拮抗。共培养常用于研究微生物之间的相互作用[24.,但由于大多数微生物的不可治愈性,共培养显示出很大的局限性。因此,有必要寻找其他可靠的方法来研究微生物群落之间的相互作用。高通量测序技术的快速发展为微生物相互作用的研究提供了一种新的方法。基于高通量测序结果,研究人员开发了一些软件来预测微生物群落之间的相互作用,如CoNet、MENA [25.].这些网络分析反映了微生物群落之间的共表达关系。加权基因共表达网络分析(WGCNA)是一种可以测量基因表达与特定性状结合分析的网络分析算法[26.].它可以将复杂的生物过程的基因共表达网络分为几个高度相关的特征模块,并且可以在模块和特定性状之间建立相关性,从而找到集线器群。WGCNA分析已广泛应用于各种植物的转录数据分析(如玉米[27.], 番茄 [28.] 和薯蓣属培[29.])。但现在,WGCNA分析还具有许多在微生物组中的应用,例如土豆的根际微生物[30.].

因此,我们在此报告的目的是表征不同的根际微生物群落石斛兰成熟期的种。我们的具体目标是描述与每个分类群相关的分类群石斛兰物种并确定环境因素与微生物多样性和群落组成有关。具体而言,我们假设:(1)显性属细菌石斛兰其与其他药用植物的比较;(2)根际群落组成将在三种不同之间有所不同石斛兰;(3)枢纽区系可以通过WGCNA分析得到。

材料和方法

植物材料和土壤取样

石斛兰在中国六安安徽同吉生生物技术公司的温室里进行人工栽培。该公司在获得当地许可后,从野外采集了原始来源。我们以前的研究描述了原球茎样体生长的种植规程和条件[31.].三种不同的植物石斛兰,两岁d . huoshanenseD. moniliforme.d . officinale被选中以提供每个样品的八个重复。凭证标本由茂云教授从西安徽大学审理,并存入扬州大学作物遗传学和生理学的江苏重点实验室,中国扬州(优惠券号:20A01,20A02和20A03)。

为了获得根际土壤,将植物从花盆中移除,并手工去除大的土壤团聚体;用无菌刷收集紧贴根的土壤,作为根际土壤。对根际土壤取样并筛除植物碎屑。将一部分土壤样品放入无菌离心管中,立即用液氮冷冻,然后在−80℃下保存,直至分析土壤微生物组成。

DNA提取,PCR扩增和16S rRNA测序

对于每个花盆,我们获得了单个DNA样品,其用于16S rRNA测序。使用DNEasy Power土壤试剂盒(Qiagen,Valencia,CA,USA),在1%琼脂糖凝胶上监测Qubit®DSDNA测定试剂盒(Qiagen,Valencia,CA,USA),Qubit®DSDNA测定试剂盒(Life Technologies,Ca,USA)和DNA降解程度和潜在的污染。32.].

对于细菌多样性分析,16S rRNA基因的V4高变区域用通用引物515f(5'-gtgccagcmgcgcgcgc-3')和806r(5'-ggactachvggggtwtctaat-3')扩增[33.],然后通过ICOS5 TM XL测序技术平台测序PCR产物[34.].在特定过滤条件下对原始读进行质量过滤,根据Cutadapt (V1.9.1)得到高质量的干净读[35.]质量控制的过程。通过与Silva数据库进行比较除去嵌合序列[36.]使用Uchime算法[37.]检测嵌合序列,然后除去嵌合序列。通过粗软件(v7.0.1001)聚集运行分类单位(OTU,16S RRNA的截止97%序列同一性)[38.].根据核糖体数据库项目(RDP)分类器,在80%的置信阈值(版本2.2)(版本2.2)的情况下,将系统发育分类法分配[39.]使用Silva数据库进行细菌。使用以下测量为观察到的物种(OTU编号)为每个样本描述了α-多样性;Chao1,Shannon和Simpson指数,ACE和良好的覆盖率,产生了比较细菌OTU多样性的水平[40].

WGCNA分析

加权OTUs共表达网络的构建及模块的识别

OTU共表达网络采用R软件中的WGCNA程序包构建[41.].Co-Expression模块结构根据WAN等人。方法 [42.].我们使用了功能(PickSoftThreshold)来计算适当的加权系数β。软阈值的选择应满足相关系数的平方接近0.8,同时确保连接不能太低。WGCNA算法用于构造模块以在确定软阈值之后提取对应于每个模块的OTU信息。

共表达模块的相互作用分析

根据上面选择的软阈值,计算邻接矩阵,进一步构建拓扑重叠基质(汤姆)。汤姆矩阵中的值反映了两个OTU之间的共表达关系的相似性。相似性越高,值越近1.然后,我们使用函数(闪存类)来执行分层聚类并使用动态剪切树算法(minmodlesize = 25)来切割模块划分的基因集群树[41.].同时,颜色被随机分配给每个模块,并且使用主成分分析来计算每个模块的模块特征向量。模块特征向量用于估计模块和特征之间的关系,根据相应的特性对样品进行分类,并且模块具有相关系数≥| 0.5 |和P.选取≤0.01的值进行进一步分析。

枢纽otus的识别

Hub OTUs通常是高度连接OTU的缩写,在共表达模块中具有高度的连通性。在我们的研究中,根据模块的大小,我们将相关性最高的前20个OTUs归类为hub OTUs。同时,我们使用Cytoscape (v.3.6.1)构建并可视化OTU与OTU之间的交互网络[43.].

统计分析

R软件中的WGCNA软件包,STAT和GGPLOT2包(版本2.15.3)用于PCOA和WGCNA分析。我们在不同的根际土舱进行了共同发生网络分析。使用Psysy R包进行网络分析(V.1.8.12)[44.].构建二分网络以在不同样本中具有共享文化[45.].使用cytoscape(v.3.6.1)来可视化二分网络[43.].

结果

土壤微生物社区的α-和β-多样性

根际土壤alpha多样性指数不同石斛兰物种是不同的(图。1).良好的覆盖率指数石斛兰文库大于98.5%,说明测序结果反映了样本中细菌种群的真实情况。我们发现石斛属植物(Dh)的Shannon多样性指数最高,为10.29Dendrobium Officinale.(DO)具有最低(9.16),表明DH根际土壤具有最多的细菌社区的多样性。ACE和Chao1的指数具有相同的趋势,DH是最高的,分别为5225和4877,表明DH样本具有最高的社区丰富性。进一步的分析表明,DH土壤细菌的香农指数和SIMPSON指数与DO显着不同,并且具有显着差异石斛兰菊属植物(Dm)。

图1
图1

f三个五个石斛兰物种:一种.高手;B..chao1;C.货物覆盖范围;D..PD整树;E..香农;F.辛普森。你好基于加权Unifrac(WU)和未加工Unifrac(UU)距离的β-多样性的PCOA分析:H.吴距离;一世.uu距离。不同颜色的符号代表不同的种类:红场:石斛属植物;蓝圆:Dendrobium Officinale.;绿色的三角形:石斛兰菊属植物j代表与根际相关的细菌运营分类单位(OTUS)的Venn图石斛兰

主坐标分析(PCOA)在运作分类单位(OTU)水平(图。2).使用加权的无r距离的PCOA分析,表明了与两个轴相关的根际细菌社区中的明显模式,解释了29.58和19.62%的总变化石斛兰根际土壤。使用未加权的unifrac距离,两个轴解释了总变化的17.64和11.79%石斛兰根际土壤。根据未加权UniFrac距离的PCoA(对应于Dh、Do和Dm),与根际土壤相关的细菌群落在三个区域聚类。然而,使用不同区域的加权UniFrac距离未检测到聚类石斛兰物种。

图2
figure2

在门(Phylum)分类的细菌社区的前10名相对丰富(一种), 班级 (B.), 命令 (C), 家庭 (D.),属(E.)及物种(F)水平不同石斛兰物种

分类学分类和丰富

细菌群落的稀疏化曲线表明,不同区域内OTU密度的变化石斛兰物种被充分捕获,并且在覆盖微生物群体时测序相对综合(图。3.a).根据97%的相似度对这三个序列进行质量过滤和处理,共得到240,320个序列石斛兰物种分别:DH,80,109的DH,DO和DM的80,110。otus是不同的石斛兰物种如图所示。3.b作为维恩图来评估细菌群落之间的关系。卫生署、卫生部及Dm共用5609个otu;Dm和Do共享1041个otu;卫生署与民政事务处共用926个营运单位;Dm和Dh共用971个otu。Dm为1007株,Do为909株,Dh为716株。所有样品共检测到11179个OTUs(图)。3.b)。

图3
图3

(LEfse)分析Dh、Do和Dm的微生物丰度。一种聚类图表明了三组细菌群落的系统发育分布。B.LDA分数的直方图计算不同的差分微生物石斛兰物种鉴定的阈值为4.0

根据OTU注释结果的分析,不同石斛兰根际土壤细菌包括2界63门72纲159目309科850属663种(图1)。4.).在所有序列中,显性细菌植物(相对丰度> 1%)是变形菌门放线菌拟杆菌门Acidobacteria责任疣微菌门Planctomycetes.Chloroflexi, 和Gemmatimonadetes,捐款分别为45.41,17.58,9.94,7.77,3.93,3.03,2.88,1.98和1.14%。不同的区别水平的差异石斛兰物种并不大,但之后班级的水平越来越明显。在订单层面,相对丰富AlteroMonadeles.在DH和DM上很低,而相对丰富的做法相对较高。在家庭水平和伪阶层的假期甲腺炎群也具有相同的相对丰富模式。在物种级别,虽然三种细菌在三个中的根际土壤石斛兰物种是相同的,相对表达丰富是非常不同的。

图4
装具

不同根际土壤间呈显著正相关关系的二部关联网络

根际土壤微生物叶片之间的lefse分析与共进发生模式

为了进一步阐明根际土壤样品中所鉴定的细菌依赖性之间的可能相互作用,用于在不同物种中的生物标志物的定量分析中使用线性判别分析(LDA)和效果尺寸(LDA)和效果尺寸(LDA)。我们检测到不同组的细菌生物标志物丰富的显着差异,并鉴定了来自所有根际土壤样品的13个生物标志物,如分支图所示(图。5.b)。DH中大量的分类群隶属于不同的系统发育基团,包括鞘氨基酰胺,以及鞘磷脂序。在DM中,显着丰富的分类群是黄酮类动物属,家族黄杆菌和秩序黄杆菌。在该做什么,重要的分类群属于actinobacteria,阶级身份不明的肌肌菌和喉癌,命令伪动脉和抗癌杆菌,家族假瘤神容和未识别的抗酸性,其均为丰富。

图5
figure5

聚集的树枝图。一种24种样品的聚类树木和物种特征的热带。表达式从低到高,并且从白色到红色的颜色过渡。B.oTU的聚类树木图,基于拓扑重叠的异形,以及分配的模块颜色。群集分支代表不同的模块,每行代表一个OTU

网络分析广泛应用于复杂微生物群落的探索。根际土壤中石斛兰,微生物属的分布和丰度有显著差异。为进一步探讨根微生态环境中微生物间的相互作用石斛兰,利用二部关联网络分析了不同微生物种群对整体群落结构的贡献,从而可视化了门与根际室之间的关联(图2)。7.).在细菌群落中,3种细菌共产生7个门簇石斛兰二分网络的种类。在细菌群落的中间组中,37.5%(3687)的指标培养与所有石斛兰种,占指示门的很大比例。

WGCNA分析

基因共表达网络的构建

我们在R软件中使用了WGCNA程序包来构建共同表达网络,并从24的根际土壤微生物组的测序结果中选择11,179 oTus石斛兰样本构建共表达网络。首先,我们装入R包,读取表达值矩阵,计算并聚类每个样本表达水平的相关系数,绘制物种特征热图。如图所示。5.A,大多数样本按物种聚为一组。OTU的相对丰度排序为石斛兰菊属植物(DM)> Dendrobium Officinale.(do)> 石斛属植物(Dh)。为了使共表示网络满足无标度分布的条件,我们需要合适的权重系数β;因此,使用函数(pickSoftThreshold)来计算β。在满足相关系数的平方接近0.8的同时,保证了平均连通性不能太低。根据这两种条件,我们选择β = 26,相关系数的平方为0.85。

利用上述软阈值构建无标度网络。首先根据表达式值矩阵计算邻接矩阵,然后推导出反映公共表达式相似度的拓扑重叠矩阵。然后,利用拓扑重叠矩阵进行分层聚类,绘制出能够共同表达相似性总体分布特征的聚类树。最后,采用动态剪切树算法对生成的聚类树进行切割。在此过程中,将共同表达的高度相似的otu聚集到同一分支中,聚类树的不同分支代表不同的模块,并给每个模块赋予指定的颜色(图)。5.b)。在构建共表达网络后获得十个共表达模块(表1).其中,蓝绿色模块的OTUs数量最多,为501个,而紫色模块的OTUs数量最少,为29个。

表1 10构造模块中OTU的数量

共表达模块的交互分析

为了找出共表示网络模块之间的相互作用关系,我们分析了特征向量的相关性。首先,对特征向量进行聚类分析(图。6.a).这10个星团分为两个大星团,包括四个模块(棕色、黑色、绿松石和红色)和其他6个模块。因此,不同模块之间的相关性也存在显著差异,如图所示。6.湾我们分析了模块特征向量和物种特征之间的相关性。如图所示。6.C,四个模块与物种特性高度相关:绿松石模块(P.-Value = 7.5×10- 5,相关系数=−0.731),红色模块(p -值=0.0096,相关系数=−0.528),黄色模块(p -值= 0.00028,相关系数= 0.688)和绿色模块(p -值=0.00033,相关系数= 0.682)。因此,我们将这四个模块作为下文感兴趣的模块进行进一步研究。

图6.
figure6

不同模块中EIGENGENES连接的分析。一种eigengenes的聚类分析。B.Eigengenes连接的热线图。C模块特征协会。每行对应于模块特征基因(Eigengene),并且每列对应于特征。每个细胞包含相应的相关性和P.价值。根据颜色图例,这个表格是用相关的颜色编码的

中心辣子鸡识别

从上面的研究来看,我们获得了四种模块,具有最重要的物种特点:绿松石,红色,黄色和绿色。根据OTU笔记(附加文件表1),我们对这四个模块进行了网络分析(图。7.).其中,优势菌门为酸杆菌门(13.2%)、放线菌门(17.4%)和变形菌门(31.9%)。在红色模块中,76个OTUs分布于11门22属,其中变形菌门(38.2%)和放线菌门(23.7%)为优势菌。在黄色模块中,有134个OTUs分布在10门34属,其中变形菌门(55.2%)为优势门。绿色模块中有134个OTUs,分布于11门28属,其中优势菌门为变形菌门(51.9%)和酸菌门(19.8%)。

图7.
figure7

石斛兰根际微生物共表达网络图。一种绿松石模块微生物共同表达网络图;B.红色模块微生物共同表达网络图;C黄色模块微生物共同表达网络图;D.绿色模块微生物共表达网络图

讨论

根际微生物可以用植物根,殖民化和维持在根,在促进植物生长和发展方面发挥重要作用[46.].在这些微生物中,细菌对根分泌物的利用率和敏感性远高于真菌,细菌是根际最活跃和最占优势的微生物[47.48.].此外,根际微生物的数量和种类对土壤生化活性和养分转化也有直接影响。在自然条件各种复杂因素的影响下,不同植物的根际微生物区系存在很大差异,甚至同一植物的不同基因型也存在差异[49.50.].因此,在本研究中,与三种不同的根际相关的细菌社区石斛兰在成熟期期间的高通量测序表征物种。

根际土壤中的细菌社区石斛兰

从结果中可以看出,其中神际土壤中的主要植物石斛兰分别是变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、疣菌门、普朗tomyc门、绿柔菌门和芽单胞菌门。这说明了根际微生物群落的丰富度和多样性石斛兰.但是,主要显性细菌石斛兰仍然集中在蛋白质细菌,抗菌剂和菌体中。Lundberg等。发现拟南芥根际土壤中的植物菌,细菌,肌动菌,抗酸体,抗癌菌,抗杀伤菌,抗杀伤菌,抗杀伤性和Gemmatimonadetes的相对丰度相对较高,并且是拟南芥根际土壤中显性细菌[8.].Ling等研究了西瓜根际微生物,发现酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、蓝藻门、厚壁菌门和变形菌门是西瓜根际微生物的主要主导菌[51.].Davide等。发现在大麦根际土壤中占据显性的肌细胞,菌斑和植物菌在[52.].虽然不同植物根际土壤的细菌群落存在差异,但抗菌菌的主要植物,菌菌和植物的主要植物是常见的植物石斛兰和上述植物,表明这些植物可以是所有植物根际细菌社区的共同占优势植物。植物聚糖在所有生态系统中占主导地位,特别是在土壤系统中[53.54.],由于植物体外菌含有较大水平的生理学,形态学和代谢多样性,并且该蛋白运动会对C和N循环具有重要意义[55.].蛋白酶体繁殖快,对不稳定的碳源具有良好的适应性,并且广泛分布在全球土壤环境中[56.].通常,土壤样品中的植物菌或抗酸体的丰富是最大的。这些细菌群富含根际微生物石斛兰,也是其他植物根际微生物群落的优势群落[57.58.].

三种不同类型根际土壤细菌群落的差异石斛兰物种

根据多样性索引alpha和beta,这三个之间存在显着差异石斛兰物种。抗酸性,假瘤神容,假核癌和假单胞菌的相对丰富Dendrobium Officinale.高于其他两个物种的那些。抗酸体是常见的植物根际细菌群落中的显性细菌。因为acidobacteriales可以降解复杂的根渗出物,例如纤维素和木质素,它在植物根际碳循环中发挥着重要作用[59.].伪alteromonas sp。分泌各种细胞外活性物质,包括蛋白质,多糖,溴化化合物,细胞外酶,细胞外毒素,抗生素等[60.].这些物质具有抗菌,杀虫,杀菌和纤维素降解活动[61.62.].假单胞院是一组重要的生物控制微生物,也是自然界中最广泛分布的微生物之一。它的快速繁殖,强大的殖民能力和简单的营养要求已被广泛研究其抑制植物疾病和促进植物生长。在现有的研究中,假炎内容主要与纤维素降解和抗生素合成相关[63.64.65.].从上面可以看出,细菌群落在根际的功能Dendrobium Officinale.可能比其他两种的更强大石斛兰.在石斛兰菊属植物,Bacteroidetes的相对丰度相对较高,并且Bacteroidets是一种较差的营养细菌,其适用于环境中具有较少可吸收的营养物质和可用氮气的环境中的生长[66.].

在细菌种类中,我们发现溶血杆菌具有高相对丰度石斛兰菊属植物.这种真菌以前已经从人参种植的土壤中分离出来[67.],并已发现在其他植物中促进植物活动[68.].精神病子被发现Dendrobium Officinale..一些研究人员从根部平面上分离出这种细菌Angelica Sinensis.[69.].这是一种与多糖合成有关的真菌。这与我们以前的研究结果一致[13.].我们以前的研究也发现这三种石斛兰,两岁的多糖石斛兰高于其他两岁的人石斛兰

WGCNA适用于根际微生物组石斛兰物种

近年来,随着高通量测序技术的发展,基于高通量组学数据的网络分析因其高效、方便而成为一种流行的大数据处理方法[70].WGCNA,作为网络分析的方法之一,可以专门屏幕辣子鸡高度相关与目标特征,划分成多个co-expression模块,和我的核心辣子鸡,已被证明是一种快速、准确和高效的数据挖掘方法在土豆和其他植物71.72.].为了了解根际微生物群落的差异石斛兰,本研究使用R软件中的WGCNA包来构建根际微生物群落的共同表达网络石斛兰,并以新的方式探索了根际微生物的社区结构。在构造中识别出10个模块石斛兰进一步分析了根际微生物共表达网络,以及与物种特征相关最高的4个模块。每个模块获得20毂otus。通过注释这些枢纽,最终获得了植物细菌的根际微生物和抗菌菌的主要细菌植物。

与本研究的结果相比,在稻米相关微生物粒子的WGCNA分析中,在脱椎间共表达网络中鉴定了总共22个共表达模块。通过分析三种微生物共同表达网络的oTus注释具有在胸骨圈,rhizoplane和根际内部三分之二的最显着差异,得出结论,水稻根际微生物群落中的枢纽细菌植物是植物,肌动菌和菌株,这与我们在根际微生物群落中发现的主要细菌植物相似石斛兰.显性微生物在土壤中相对丰富,在生态职能的调节中发挥着重要作用[73.].植物体外菌和放线菌在根际和非根际环境中富集,与其强大的适应性有关。其中,植物体会在大多数环境中存活和繁殖,并且由于其外膜主要由脂多糖组成,因此可以保护其内部遗传物质免受外部干扰[74.75.].此外,Phylum Proteobacteria在适应环境变化和抵抗逆境压力方面发挥着重要作用[76.].放电菌菌在土壤中有毒染料 - 三苯基甲烷(TPM)的脱色中起重要作用[77.,并在适应干旱环境中发挥一定作用[78.].因此,我们推测变形菌门和放线菌门在植物根际微生物群落中起着举足轻重的作用,并在植物根际中起着重要的调控作用。

结论

总体而言,根际土壤的化学性质石斛兰和气候特征石斛兰首先分析了培养。然后,结合高通量测序技术,根际土壤微生物群落的不同种类石斛兰对不同种的根际微生物及环境驱动因子进行了研究石斛兰讨论了。主要结论如下:根际土壤中的显性细菌石斛兰如下:植物,诱导菌,菌株,抗菌剂和抗酸杆菌。这些是根际细菌群落中的显性细菌。然而,不同的细菌社区存在一些差异石斛兰物种,细菌水平越小,差异越大。通过WGCNA分析,发现在根际微生物群落网络中石斛兰在美国,中心菌群还包括拟杆菌纲、酸杆菌纲和变形杆菌纲。

数据和材料的可用性

在Bioprojects prjna638443下的NCBI序列读取归档(NCBI SRA)中沉积了与本研究相关的原始扩增子序列数据。

缩写

一个:

铵氮

记者:

可用磷

AK:

可用的钾

辣子鸡:

操作的分类单位

RDP:

核糖体数据库项目

PCOA:

主坐标分析

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下载参考

致谢

感谢美国地质调查局湿地与水生研究中心的Donald L. DeAngelis教授的宝贵意见和建议,极大地提高了手稿的质量。

资金

该项目由江苏高等教育机构(PAPD),国家中医标准化项目(Zyys-2014 [12.])。资助者在研究设计,数据收集和分析中没有作用,决定发布或准备稿件。

作者信息

从属关系

作者

贡献

研究的构思与设计:YY;数据采集:MZ和LL;数据分析与解释:XS;统计分析:MZ;起草稿件:YY、JZ、MZ;重要知识内容手稿的修订:YY和JZ。所有作者阅读并批准了最终的手稿。

相应的作者

对应于Yingdan元

伦理宣言

伦理批准和同意参与

石斛属植物Dendrobium Officinale.石斛兰菊属植物在本研究中使用的是由茂云宇的温室培育,来自中国鲁安通吉笙生物科技公司。对样品收集不需要许可。

同意出版物

不适用。

利益争夺

提交人声明他们没有竞争利益。

额外的信息

出版商的注意事项

Springer Nature在发表地图和机构附属机构中的司法管辖权索赔方面仍然是中立的。

补充信息

附加文件1:表S1。

OTU在不同重要模块中的分类。

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Zuo,J.,Zu,M.,Liu,L.et al。中药草药根际细菌社区的组成和多样性石斛兰BMC植物BIOL.21,127(2021)。https://doi.org/10.1186/s12870-021-02893-y

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关键字

  • 微生物群落
  • 16 S RRNA
  • 根际土壤
  • 石斛兰
  • WGCNA