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4种海南诺丽果内生细菌多样性及其关键生物活性研究

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食品科学技术学报 2023年第3期41卷 85-97页

作者：孙碧琪史涵博田亮王伟刘洋北京科技大学化学与生物工程学院北京100083 海南西沙诺丽生物科技有限公司海南三亚572024 琼台师范学院野生动植物资源保护与利用中心海南海口571127

诺丽果富含生物活性成分,具有较强抑菌性和抗氧化能力。为探讨海南诺丽果中内生菌多样性的区别及其关键活性与多样性之间的联系,通过高通量测序技术(HTS),从4种诺丽果(长果标号为L、圆果标号为R、连体果标号为C、大溪地诺丽果标号为T)... 详细信息

诺丽果富含生物活性成分,具有较强抑菌性和抗氧化能力。为探讨海南诺丽果中内生菌多样性的区别及其关键活性与多样性之间的联系,通过高通量测序技术(HTS),从4种诺丽果(长果标号为L、圆果标号为R、连体果标号为C、大溪地诺丽果标号为T)中发现了它们共同的优势菌属为短波单胞菌属(Brevundimonas)、泛菌属(Pantoea)和芽孢杆菌属(Bacillus),并测定内生细菌抑菌性,对具有抑菌活性的内生细菌进行总抗氧化性测定,发现具有抑菌性的诺丽果内生细菌均具有抗氧化性,抗氧化值在3.07~20.78 U·mL^(-1),同时内生细菌的抗氧化性和抑菌活性呈正相关性。挑选4个品种诺丽果中2种关键活性较高的内生菌8株,进行16S rDNA和gyrA分子生物学鉴定,鉴定结果均为芽孢杆菌属(Bacillus),并分别属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、摩加夫芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)和短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。研究结果从微生物学角度比较了不同品种诺丽果内生细菌群落多样性差异,并探讨了内生细菌功能性之间以及与内生群落之间的关联,证实了植物-微生物相互作用学说。希望研究可为今后研究内生菌和宿主功能的协调性和统一性提供帮助,为具有特定功能的诺丽果内生菌的筛选应用提供理论基础,为内生菌在食品工业中的应用及植物与微生物互作研究提供更多思路。

关键词：诺丽内生细菌拮抗活性抗氧化性抑菌活性

基于高通量测序研究甘松根际细菌及药用部位内生细菌群落结构及多样性

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中草药 2022年第3期53卷 835-847页

作者：李莹钟海蓉李奕松威则日沙李文兵刘圆西南民族大学药学院四川成都610041 四川省羌彝药用资源保护与利用工程实验室四川成都610225 青藏高原民族药用资源保护与利用国家民委重点实验室四川成都610225 四川中医药高等专科学校四川绵阳621000 凉山彝族自治州第二人民医院四川西昌615000 西南民族大学民族医药研究院四川成都610225

目的探析并比较野生甘松Nardostachys jatamansi与仿野生栽培甘松的根际细菌与内生细菌的种群组成、丰富度、多样性及差异性。方法以野生甘松和仿野生栽培甘松的根际土壤、根及根茎为研究样本,基于Illumina MiSeq第二代高通量测序技术... 详细信息

目的探析并比较野生甘松Nardostachys jatamansi与仿野生栽培甘松的根际细菌与内生细菌的种群组成、丰富度、多样性及差异性。方法以野生甘松和仿野生栽培甘松的根际土壤、根及根茎为研究样本,基于Illumina MiSeq第二代高通量测序技术对根际土壤细菌、根及根茎内生细菌的16S rDNA V4-V5区进行序列测定,并进行相关生物信息学分析。结果各组样本基因组经16S测序,细菌群落的所有序列分别进行97%的相似水平下的物种分类单元(operational taxonomic units,OUT)分类,根际细菌共涉及22门、38纲、69目、119科、254属、268种,内生细菌共涉及16门、29纲、60目、107科、199属、145种。根际、内生细菌群落中共有的序列分别为498个、177个,主成分分析的最主要2类主成分(PC1和PC2)类群的比例综合分别接近70%、60%,其中丰度排在前4位的依次为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和拟杆菌门,其他类群的类别及相对丰度存在一定差异。优势细菌差异分析中,各组细菌群落组成及相对丰度差异很大。结论野生甘松和仿野生栽培甘松的优势促生菌群可能主要集中于变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和拟杆菌门,可从中筛选出核心功能微生物混合菌群,对改良仿野生培育甘松土壤的微生物环境具有理论指导意义。

关键词：甘松根际细菌内生细菌群落结构多样性

内生细菌HBR11019和HBR31044对人工种植重楼的促生作用及其生理机制

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内生细菌HBR11019和HBR31044对人工种植重楼的促生作用及其生理机...

作者：姜仕林中南民族大学

学位级别：硕士

重楼(Paris polyphylla)是珍稀药用植物,主要药用成分为重楼皂苷I、II、VI、VII,目前主要靠人工种植为市场提供药源。利用内生菌提升人工种植重楼的品质是当前研究的热点之一。本研究分析了重楼内生细菌HBR11019、HBR31044、YNR32041和Y... 详细信息

重楼(Paris polyphylla)是珍稀药用植物,主要药用成分为重楼皂苷I、II、VI、VII,目前主要靠人工种植为市场提供药源。利用内生菌提升人工种植重楼的品质是当前研究的热点之一。本研究分析了重楼内生细菌HBR11019、HBR31044、YNR32041和YNR32046的自身促生特性,进一步分析了HBR11019和HBR31044对盆栽重楼的生长和生理指标的影响,以及HBR11019菌株对田间种植重楼的生长和生理指标的影响及对根中重楼皂苷I、II、VI、VII含量的影响,初步揭示了HBR11019和HBR31044菌株对人工种植重楼的促生作用及其生理机制。主要研究结果如下:(1)自身促生特性分析结果表明,除了YNR32046菌株外,HBR11019、HBR31044、YNR32041菌株中均含有碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)和酸性磷酸酶(Acid phosphatase,ACP),其中HBR31044菌株的两种酶活性最高,分别为210.958μmol/min/g、49.853μmol/min/g。除HBR31044菌株外,YNR32041、YNR32046和HBR11019菌株中均含有无机钾,且含量相当,分别为2.324 mmol/L、2.277 mmol/L和2.025 mmol/L。此外,四株菌中均含有无机磷、赤霉素(Gibberellin,GA)、吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)、乙烯(Ethylene,ETH)、脱落酸(Abscisic acid,ABA)和玉米素(Zeatin,ZT),其中HBR11019和HBR31044菌株中GA、IAA和ZT的含量高于YNR32041和YNR32046菌株,表明HBR11019和HBR31044菌株的自身促生特性强于YNR32041和YNR32046菌株。这些结果初步揭示了HBR11019、HBR31044、YNR32041和YNR32046的自身促生特性。(2)通过分析HBR11019菌株对盆栽重楼生长和生理指标的影响,发现在30天检测时间范围内,该菌株对盆栽重楼生长指标的影响较小,对生理指标的影响较大。对生长指标的影响主要表现为:第10天时,鲜重与对照相比显著增加26.4%(P<0.05)。对生理指标的影响主要表现为:第5天时,根中可溶性蛋白含量显著提高8.2%;ETH含量显著降低17.6%;第10天时,根中超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性显著增加,分别提高66.4%和44.0%;第15天时,根中植物多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)、GA、ZT和可溶性蛋白含量显著增加,分别提高7.6%、14.1%、29.0%和10.2%;第30天时,根中SOD、POD、PPO、GA、ZT、可溶性蛋白和ACC脱氨酶活性或含量显著增加,分别提高154.8%、803.1%、16.4%、10.7%、18.9%、9.9%和17.2%。HBR11019菌株对盆栽重楼茎和叶的生理指标的影响与根相当。这些结果初步揭示了HBR11019菌株对盆栽重楼的促生作用及其生理机制。(3)通过分析HBR31044菌株对盆栽重楼生长和生理指标的影响,发现在30天检测时间范围内,该菌株对盆栽重楼生长指标的影响较小,对生理指标的影响较大。对生长指标的影响主要表现为:第5天时,鲜重与对照相比显著增加19.4%(P<0.05)。对生理指标的影响主要表现为:第5天时,根中SOD、GA和可溶性蛋白的活性或含量显著增加,分别提高43.4%、14.9%和68.7%;丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和ETH的含量显著降低,分别降低37.9%和14.9%;第10天时,根中POD、ABA和可溶性蛋白活性或含量显著增加,分别提高200.0%、19.4%和63.2%;MDA含量显著降低63.8%;第15天时,POD、GA和可溶性蛋白活性或含量显著增加,分别提高201.9%、18.7%和42.9%;MDA含量显著降低66.4%;第30天时,POD和可溶性蛋白活性或含量显著增加,分别提高197.2%和61.9%;MDA和ETH含量显著降低,分别降低65.2%和7.2%。HBR31044菌株对盆栽重楼茎和叶的生理指标的影响与根相当。这些结果初步揭示了HBR31044菌株对盆栽重楼的促生作用及其生理机制。(4)通过分析HBR11019菌株对田间种植重楼生长指标、生理指标和根中重楼皂苷含量的影响,发现在60天检测时间范围内,该菌株对田间种植重楼的这些指标的影响较大。对生长指标的影响主要表现为;第15天时,株高与对照相比显著增加20.1%(P<0.05);第60天时,株高和根长与对照相比显著提高32.1%和9.0%(P<0.05),根、茎和叶的鲜重与对照相比

关键词：重楼内生细菌促生作用生长指标生理指标重楼皂苷生理机制

内生细菌对中国特有植物青檀根际土壤肥力变化的影响

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农学学报 2024年第2期14卷 42-53页

作者：蒋银妹覃勇荣张燕桢黄秀连邓慧莲莫单玉蒙恩如河池学院化学与生物工程学院广西宜州546300

为了探究内生菌对中国特有植物青檀根际土壤肥力变化的影响,选取桂西北常见乡土树种青檀以及石山造林先锋树种任豆为研究对象,采集自然植被样地青檀和人工林对照样地任豆的非根际土壤样品、根际土壤样品和根系样品为试验材料,利用常规... 详细信息

为了探究内生菌对中国特有植物青檀根际土壤肥力变化的影响,选取桂西北常见乡土树种青檀以及石山造林先锋树种任豆为研究对象,采集自然植被样地青檀和人工林对照样地任豆的非根际土壤样品、根际土壤样品和根系样品为试验材料,利用常规的土壤理化分析、细菌培养及16SrRNA测序技术相结合的研究方法,依次分析研究树种非根际土壤细菌、根际土壤细菌及根内生细菌的群落结构特征,并在门和属两个不同水平,对根内生细菌与土壤理化因子的相关性进行分析,进一步说明内生细菌对青檀根际土壤肥力变化的影响。结果表明:(1)不同植被调查样地细菌种群数量具有明显差异,无论是非根际土壤细菌、根际土壤细菌,还是根内生细菌,任豆人工林对照样地明显高于青檀自然植被样地;(2)根内生细菌与根际土壤细菌及非根际土壤细菌彼此联系,相互作用,既有一定数量的共有种,又有各自的特有种,而且特有种的数量明显大于共有种;(3)在不同植被调查样地,菌群数量大小排序为:根际土壤细菌>非根际土壤细菌>根系内生菌;(4)青檀自然植被样地和任豆人工林对照样地,土壤细菌和根内生细菌的优势菌门组成相似,但相对丰度不同,其共有种的优势菌群均为芽孢杆菌属,该属的大部分细菌能在一定程度上改善植物的生长环境,增强植物的抗逆性和抗病能力。因此,青檀的根内生细菌与任豆及其他植物的根内生细菌一样,可以在一定程度上提高根际土壤肥力。

关键词：中国特有植物青檀内生细菌根际土壤肥力变化

醉鱼草内生细菌ZJ1的生物学特性及防病促生效果

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草业学报 2024年第5期33卷 106-114页

作者：邹晓璐张文静吕红秦楠赵晓军殷辉任璐山西农业大学植物保护学院山西太原030031

为推动生物防治技术在实践中的应用,本研究采用稀释涂布平板法对菌株ZJ1的致死温度和酸碱度进行测定,结果表明,菌株ZJ1的致死温度为96℃、可存活20 min;致死pH为≤4或≥14。而生物膜能够吸附土壤中的金属离子改善植物生长环境,帮助生防... 详细信息

为推动生物防治技术在实践中的应用,本研究采用稀释涂布平板法对菌株ZJ1的致死温度和酸碱度进行测定,结果表明,菌株ZJ1的致死温度为96℃、可存活20 min;致死pH为≤4或≥14。而生物膜能够吸附土壤中的金属离子改善植物生长环境,帮助生防菌株更好地定殖在植物表面,发挥生防功能。采用菌膜检测法观察几种常见金属离子对菌株ZJ1生物膜形成的影响,结果表明,0.3%的Zn2+、Mn2+、Cu2+和Fe2+会抑制菌株ZJ1产生生物膜,但同浓度的Mg2+、K+均可促进菌株ZJ1生物膜的产生;进一步采用96微孔板定量法对菌株ZJ1生物膜形成能力进行了测定,结果表明,菌株ZJ1为强生物膜形成株。室内盆栽试验结果表明,菌株ZJ1发酵液10×稀释液对番茄早疫病的保护效果最高,达到95.54%,菌株ZJ1发酵液200×稀释液对番茄灰霉病的治疗效果最高达,到91.99%。综合考虑菌株ZJ1对两种病害的治疗和保护效果,菌株ZJ1发酵液稀释200×防治效果最好。且菌株ZJ1发酵液10~200×均具有促生效果。因此,菌株ZJ1是一株具有生防潜力的微生物菌株。

关键词：醉鱼草内生细菌生物学特性防治效果促生作用

火龙果溃疡病发生对其果皮组织微生物群落特征的影响

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热带作物学报 2024年

作者：姚姿婷梁洲勇赵燕灵韦小妹赵渊邹承武朱桂宁广西农科院植物保护研究所/农业农村部华南果蔬绿色防控重点实验室/广西作物病虫害生物学重点实验室广西大学农学院/植物科学国家级实验教学示范中心广西亚热带作物研究所

水果果皮组织的微生物群落有助于提高水果品质和抗病性，但关于火龙果的果皮内生微生物的群落结构和多样性的研究报道比较缺乏。本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析火龙果幼果的健果与溃疡病发生初期的罹病果果皮组织内生微生... 详细信息

水果果皮组织的微生物群落有助于提高水果品质和抗病性，但关于火龙果的果皮内生微生物的群落结构和多样性的研究报道比较缺乏。本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析火龙果幼果的健果与溃疡病发生初期的罹病果果皮组织内生微生物群落组成及多样性，并预测群落功能，以了解溃疡病发生初期火龙果果皮内生微生物群落特征。结果显示，在火龙果青果期，健果和罹病果果皮之间的内生细菌和真菌群落多样性和群落结构差异不显著。健果果皮内生微生物中，优势细菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteriota）、厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidota）、异球菌门（Deinococcota）、脱硫杆菌门（Desulfobacterota）和绿弯菌门（Chloroflexi），优势真菌门为子囊菌门（Ascomycota）、真菌未鉴定门（unclassified＿k＿＿Fungi）、担子菌门（Basidiomycota）和毛霉门（Mucoromycota）。溃疡病发生初期，变形菌门、放线菌门和异球菌门的细菌和子囊菌门的真菌的平均相对丰度显著下降，脱硫杆菌门的细菌和真菌未鉴定门的真菌的平均相对丰度显著上升。伴随着菌群比例变化，罹病果皮内生细菌的化学异养、需氧化学异养、甲基营养以及甲醇氧化功能的表达量显著下降，内生细菌的潜在致病性类群比例显著提高，内生真菌的腐生营养型、病理营养型和病理-共生营养型的比例显著下降，未知营养型的内生真菌比例显著上升。以上结果提供了火龙果果皮内生微生物的生物信息，为揭示火龙果内生微生物在溃疡病发生中的作用以及利用内生有益微生物功能提供理论依据。

关键词：火龙果溃疡病果皮组织内生细菌内生真菌群落多样性

红花檵木异常叶色现象与叶片内生细菌的相关性

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广西植物 2024年

作者：霍雯雯侯嘉怡高敏夏伟李炎林于晓英许璐湖南省中亚热带优质花木繁育与利用工程技术中心湖南农业大学园艺学院

为探讨红花檵木叶片内生细菌与其季节性异常叶色现象的相关性，该文采用平板分离培养法和16S rDNA序列特征分析法从红花檵木五类异常叶色和正常红色叶片*中分离鉴定内生细菌，分析不同叶色叶片的细菌多样性、群落结构和功能菌水平差异... 详细信息

为探讨红花檵木叶片内生细菌与其季节性异常叶色现象的相关性，该文采用平板分离培养法和16S rDNA序列特征分析法从红花檵木五类异常叶色和正常红色叶片*中分离鉴定内生细菌，分析不同叶色叶片的细菌多样性、群落结构和功能菌水平差异。结果表明：（1）五类异常叶色叶片内生细菌生物量更高，分离的906株细菌经鉴定分类为26属40种。（2）小叶类型叶片内生细菌种类最多且群落结构均匀，而红黄类型的结果与其相反。（3）异常叶色叶片与正常红色叶片的菌群比较发现，不仅其优势属、种差异明显，且在异常叶色叶片中富集大量甲基杆菌属和假单胞杆菌属细菌，尤其是栖稻假单胞菌明显增多。（4）异常叶色叶片（小叶、红斑和红黄类型）中富集了具有溶磷、固氮、产IAA、耐盐功能的细菌，其中有四株兼具以上四种功能，这种富集功能菌的行为极有可能与异常叶色现象有关。该文揭示了红花檵木异常叶色现象与特定内生细菌菌群富集密切相关，为红花檵木异常叶色的形成机理研究提供线索，对红花檵木优质高效栽培有重要应用价值。

关键词：红花檵木异常叶色内生细菌细菌多样性群落结构

荒漠植物黑沙蒿嫩枝与成熟枝内生菌群落结构差异

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微生物学通报 2022年第2期49卷 569-582页

作者：乌吉斯古冷康鹏胡金鹏潘雅清周月马蓉彭伊扬刘建利北方民族大学生物科学与工程学院宁夏银川750021 国家民委黄河流域农牧交错区生态保护重点实验室宁夏银川750021 宁夏特殊生境微生物资源开发与利用重点实验室宁夏银川750021 宁夏大学农学院宁夏银川750021

[背景]黑沙蒿是我国北方沙漠地区分布广泛、抗旱性能优良的固沙灌木,对稳定沙漠地区生态系统有至关重要的作用。[目的]内生菌在植物生命过程中扮演着重要角色,认识植物生长发育阶段幼嫩和成熟组织内生菌群的结构变化,对于理解菌群间的... 详细信息

[背景]黑沙蒿是我国北方沙漠地区分布广泛、抗旱性能优良的固沙灌木,对稳定沙漠地区生态系统有至关重要的作用。[目的]内生菌在植物生命过程中扮演着重要角色,认识植物生长发育阶段幼嫩和成熟组织内生菌群的结构变化,对于理解菌群间的相互作用及保护宿主植物抵御生物和非生物胁迫具有积极意义。[方法]以宁夏拉巴湖林场黑沙蒿为研究对象,对其嫩枝和成熟枝木质化相关指标进行测定并对其内生菌群落进行高通量测序分析。[结果]黑沙蒿茎枝不同发育阶段木质素和纤维素差异显著,嫩枝内生细菌、真菌的多样性高于成熟枝,具有更多的OTU;成熟枝则通过木质素、纤维素的积累,表现出较高的环境适应能力;随着黑沙蒿茎枝的不断发育,内生真菌群落变化较为明显,优势门出现未识别真菌菌门替代子囊菌门的趋势。[结论]黑沙蒿茎枝不同发育阶段对植物微生物组的组装有深刻的影响,内生细菌和真菌微生物组在植物发育的不同阶段起着不同的生态作用。本研究揭示了黑沙蒿茎枝发育过程中内生细菌、真菌群落结构的差异,为荒漠地区生态恢复提供理论参考。

关键词：木质化内生细菌内生真菌黑沙蒿

茶树根系耐铝促生内生细菌的分离鉴定及其特性研究

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茶叶科学 2022年第5期42卷 610-622页

作者：武警陈楠楠韩梦琳陈高厉伟伟张蜀香蒋晓岚安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室安徽合肥230036 安徽农业大学生命科学学院安徽合肥230036

茶树喜酸耐铝,且低浓度的铝促进茶树生长,然而其调控机理并不清晰。从耐铝促生菌的角度,探究其可能的原因。以铝处理的茶树根系为材料,经分离鉴定,得到可培养的内生细菌38株,其中厚壁菌门27株,放线菌门11株。从利用1-氨基环丙烷-1-羧酸(... 详细信息

茶树喜酸耐铝,且低浓度的铝促进茶树生长,然而其调控机理并不清晰。从耐铝促生菌的角度,探究其可能的原因。以铝处理的茶树根系为材料,经分离鉴定,得到可培养的内生细菌38株,其中厚壁菌门27株,放线菌门11株。从利用1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)能力、溶磷能力、产铁载体能力和分泌吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)能力对38株内生细菌进行了探究,结果表明,38株内生细菌都有一种以上的促生能力,其中厚壁菌FBA、FPC以及放线菌AMM、ACP032155等菌株的综合促生能力较好;38株内生细菌在1 mmol·L^(-1) Al^(3+)浓度下均能存活,其中放线菌AME2耐铝能力最强,在8 mmol·L^(-1) Al^(3+)浓度下仍能存活,说明铝能促进茶树耐铝促生菌的生长,从而间接促进茶树的生长,为选育具有显著耐铝促生能力的茶树内生细菌用于茶树的栽培育种奠定基础。

关键词：根内生细菌耐铝促生能力