青杨雌雄株叶际微生物群落多样性和结构的差异

来源 :西华师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:loyal86
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
植物叶际上存在着大量的细菌、真菌等微生物,这些叶际微生物通过与植物寄主的互作,参与到植物的生理代谢中。叶际微生物在全球碳氮循环中起着重要作用,不仅与植物宿主的关系非常复杂,而且还具有固氮、促进植物生长、增强植物抗逆性、改变植物表面特性、降解植物表面农药残留等多种功能。不同植物独特的叶际环境可能塑造和选择出其独特的叶际微生物菌群。然而,目前大多数的研究都集中在雌雄同株植物的叶际微生物方面,而对雌雄异株植物这一特殊群体的叶际微生物菌群的研究却开展甚少。青杨(Populus cathayana)作为典型的温带雌雄异株植物,广泛分布于中国北方,也是我国重要的林业资源树种。前期研究已经表明青杨雌雄株在形态特征和生理代谢方面都有显著差异,因此,本研究以河北小五台山的天然青杨为研究对象,采用基于16S rRNA/ITS1基因的MiSeq高通量测序技术对雌雄植株叶际细菌和真菌进行测序,探究不同海拔的青杨雌雄株间叶际细菌和真菌群落结构的差异性,并与叶片理化性质进行耦合分析,以此揭示影响雌雄株叶际微生物菌群组成差异的主导因子。主要研究结果如下:1.高通量测序结果表明,青杨叶际细菌隶属于8个门,17个纲,31个目,51个科,90个属。青杨叶际真菌隶属于3个门,21个纲,51个目,80个科,118个属。2.不同海拔青杨雌雄株的Alpha多样性指数比较:雌雄株的叶际细菌群落和真菌群落的Chao1指数,Shannon指数和Pd指数均无显著差异(P>0.05),但是叶际细菌群落的Pd指数在不同海拔间有显著差异,中海拔的Pd指数显著高于高海拔(P<0.05)。3.群落结构组成表明,变形菌门(Proteobacteria,91.93%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,3.68%)是青杨叶际细菌群落的主导菌群。在属水平上,薄层菌属(Hymenobacter,12.23%)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas,15.16%)和甲基杆菌属(Methylobacterium,15.12%)是叶际优势细菌属。子囊菌门(Ascomycota,91.13%)和担子菌门(Basidiomycota,8.79%)青杨叶际真菌群落的主导菌群,在属水平上,Zymoseptoria属(40.19%)、黑星菌属(Venturia,16.23%)和茎点霉属(Phoma,13.05%)是青杨的叶际优势真菌属。4.比较青杨雌雄株的叶际微生物群落组成发现:雌雄株分别有各自独有的叶际细菌菌群和真菌菌群。其中,在相对丰度大于0.01%的菌属中,叶际细菌普氏菌属(Prevotella9,0.12%)、红球菌属(Rhodococcus,0.09%)、Devosia属(0.07%)和真菌Pringsheimia属(0.09%)仅在雌株上独有,而细菌慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium,0.05%)仅在在雄株上独有。5.Metastats两两比较不同海拔青杨雌雄株间有显著差异的叶际微生物菌群发现:不同的微生物菌属分别在雌雄株叶际富集。雌株的叶际细菌Amnibacterium属和真菌短梗霉属(Aureobasidium)、茎点霉属(Phoma)、链核盘菌属(Monilinia)、红酵母属(Rhodotorula)、黑星孢属(Fusicladium)、亚球壳属(Sphaerulina)的相对丰度显著高于雄株(P<0.05),而雌株的叶际细菌螺状菌属(Spirosoma)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)和真菌Elmerina属、牛肝菌属(Suillus)、黑星菌属(Venturia)、Zymoseptoria属的相对丰度却显著低于雄株(P<0.05)。6.耦合环境因子和微生物群落结构分析表明:叶片铁含量显著影响着青杨叶际细菌群落变化,而叶片矿质元素(铁、镁、钙)则显著影响着青杨叶际真菌的群落变化(P<0.05)。不同海拔环境中,环境因子对雌雄株叶际微生物群落结构差异的贡献率有所不同。对于叶际细菌群落,叶片基本元素(碳、氮、磷等)含量是主要的贡献因子,在3个海拔的贡献率分别为66.14%、47.15%和46.21%。对于叶际真菌群落,叶片基本元素的贡献率分别为29.25%、33.86%和34.11%,叶片矿质元素对真菌群落也有较高的贡献率,分别为5.92%、14.03%和7.59%。综上所述,我们的研究表明青杨雌雄株具有各自独有的叶际微生物菌群和显著富集的菌群,雌雄株的叶际环境对微生物的群落结构有显著地选择作用,且在不同的海拔环境中雌雄株间的叶际菌群差异稳定。该研究结果为利用叶际微生物组成差异鉴定雌雄异株植物性别提供新的方法,并为叶际环境中可能存在的具有宿主特异性的微生物种类提供了线索。同时,也为深入理解叶际微生物与雌雄异株植物之间的协同进化关系提供新的研究思路。
其他文献
碳纤维布CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)因具备高强高效、不增加结构自重和尺寸等优越性能,自然而然成为加固界的新宠。现阶段CFRP用于结构加固中主要以整体包裹形式为主,而当CFRP条带包裹足以满足工程需要时,采用整体包裹形式会导致CFRP材料的浪费,所以采用条带式CFRP包裹就会显得更加经济有效。当采用条带包裹时由于混凝土的外露会导致结构耐久性降低。混凝土帆
目的:组蛋白去乙酰化酶3(HDAC3)在阿尔茨海默病(AD)病理生理相关蛋白的表达和调控中起着重要作用。神经元中核因子-κB(NF-κB)信号通路激活与AD进展有关,而NF-κB活化受HDAC去乙酰化调节。壳多糖酶-1(chitinase1,CHIT1)在AD患者脑脊液和外周血中升高。我们之前的研究表明,CHIT1通过小胶质细胞极化和减少认知障碍大鼠模型中β-淀粉样蛋白(Aβ)聚集提供潜在的保护作
目的:体外膜肺氧合已越来越多地用于常规治疗方法难以纠正的新生儿呼吸衰竭。本研究通过系统评价和meta分析评估静脉-静脉体外膜肺氧合治疗新生儿呼吸衰竭的并发症和死亡率。方法:计算机检索PubMed、Embase、Cochrane Library数据库,检索起止时间为建库至2019年2月,由2名研究者根据纳入与排除标准独立筛选文献,并采用纽卡斯尔渥太华量表评估文献质量,使用Stata15.0软件进行m
目的:评估经皮球囊肺动脉瓣成形术(PBPV)治疗儿童肺动脉瓣狭窄(PS)的疗效,并分析其影响因素。方法:收集重庆医科大学附属儿童医院心血管内科2008年10月至2018年10月收治行PBPV患儿,收集患儿住院资料、术后1、3、6、12月、2、3、4、5年门诊随访资料及同期同龄健康儿童超声心动图资料,并进行统计学分析。结果:共收集266例PS患儿,男144例,女122例,年龄22天14岁3月[(2.
随着我国社会人口的变革,我国已经进入到人口老龄化的白热化阶段,老年人群的医疗护理和生活照料等需求问题突出,大部分以生活照料为主的养老设施已经满足不了当下老年人群不断产生的新诉求。社区卫生服务中心是能够使社区居民享受最基本的医疗服务的机构,经过多年的发展已经逐步形成较完整的服务体系。医养结合是我国基于医养分离的现状而产生的新模式,这种模式可以让老年人在享受基本医疗服务的同时也能享受到养护服务。如何让
讲解员等级管理是文博界用人制度和分配制度因地制宜、与时俱进、勇于改革的一大探索。从群众教育工作人手,以讲解员等级管理带动整个专业技术人员的队伍建设, 鼓励竞争,挖掘
会议
目的:大鼠牙囊细胞(Rat dental follicle cells,rDFCs)是牙周组织的前体细胞。骨形态发生蛋白9(Bone morphogenetic protein 9,BMP9)在细胞增殖分化过程中起重要作用。肿瘤坏死因子-alpha(Tumor necrosis factor-alpha,TNF-alpha)是重要炎症因子之一,也是骨吸收的重要因素。Wnt信号通路参与了体内许多组织
在推动当代社会经济发展这一进程中,以较高的总结性、历史性、文化性、记录性为主要特征的文化遗产发挥着不可替代的作用。以少数民族文化特色为主旨的民族文化遗产,在构成的历史环境下折射出地域文化、民族文化的演变历程。物质文明的冲击下,民族文化遗产在当代社会的运作成效与发展水平直接取决其价值内涵。2004年五女山山城联合国内城、丸都山城,代表高句丽王城及王陵、贵族墓葬,一起被列入《世界文化遗产名录》,五女山
讲解员队伍是一支既需要时间磨砺、知识积累,又需要新鲜血液、永葆热情的队伍。由于讲解员岗位的特殊性,讲解岗位高门槛、严要求,人员流动性较强,常招常新。通过吉林省博物院
会议
有研究表明我国生态恶化的根源在于以牺牲环境为代价发展经济以及不合理的产业结构。党的十九大把生态文明建设提升到国家战略层面,为了深刻践行“青山绿水就是金山银山”以及实现“美丽中国”的宏伟蓝图,必须在加强环境规制作用下推动产业结构升级。因此量化我国环境规制强度以及分析环境规制对产业结构升级的影响并探究影响路径、量化路径产生的效应对于实现生态文明与经济发展的双赢具有重大意义。基于此,本研究首先分析了国内