辣椒不同生态位内生微生物群落差异及关联

作     者：姚苏航 周诗晶 周池 张竹青 陈文超 董志雪 李雪峰 陶禹 邹学校 李鑫 

作者机构：湖南省蔬菜研究所 植物内生微生物资源挖掘与利用湖南省工程研究中心 湖南农业大学园艺学院 

出 版 物：《微生物学报》 (Acta Microbiologica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100705[医学-微生物与生化药学] 07[理学] 09[农学] 071005[理学-微生物学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 10[医学] 

基　　金：现代农业产业技术体系建设专项(CARS-23-G-29) 邹学校院士创新工作站平台建设支撑项目(TL2023YF007) 

主　　题：辣椒 内生微生物 群落结构 生态位 溯源分析 

摘      要：【目的】探究辣椒不同生态位间内生微生物群落的差异及其潜在关联，以期为辣椒内生微生物资源的挖掘和应用提供理论依据。【方法】采用16S rRNA基因和ITS基因测序技术，比较分析91份辣椒材料不同生态位(根、茎、叶和果)内生细菌和真菌的群落结构特征，并进行功能注释；此外，针对内生细菌群落进行了共现网络分析和溯源分析。【结果】4个生态位点内生微生物群落的操作分类单元(operational taxonomic units， OTU)高度共享，其中，细菌的共享OTU占比46.36%，真菌的共享OTU占比29.66%。不同生态位间，辣椒内生细菌和真菌群落的多样性差异显著，根部的内生细菌和真菌群落与其他3个生态位显著分离(P0.05)；且内生细菌群落的Shannon指数在不同生态位间差异显著，而内生真菌则相对稳定。辣椒中的优势内生细菌为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota)，其中，变形菌门在根部富集，而厚壁菌门和拟杆菌门则在果中占据优势。子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)作为主要的内生真菌优势菌群，在4个生态位中的相对丰度差异较小。功能注释结果显示，辣椒含有多种具有次生代谢物生物合成和抗生素生物合成功能的内生细菌；而在真菌群落中，病原真菌的相对丰度最高。此外，辣椒中超过80%的内生细菌来源于与其直接相连的形态学下方生态位，具有复杂的相互作用网络、较强的群落稳定性和模块结构。【结论】相较于内生真菌，辣椒内生细菌的群落组成对生态位的变化更为敏感，而真菌的生态位特异性较弱。辣椒各生态位的内生细菌主要源自其形态学下方生态位，表现出显著的生态位富集作用，且根部在内生细菌群落塑造中起着至关重要的作用。