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辣椒不同生态位内生微生物群落差异及关联

微生物学报 2024年

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

【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... 详细信息

【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(P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。

关键词：辣椒内生微生物群落结构生态位溯源分析

贝莱斯芽孢杆菌XY40-1:全基因组特征分析及对辣椒疫病的生物防治效果评价

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微生物学报 2024年第12期64卷 4882-4901页

作者：周池周诗晶陶禹张评美邱芳颖彭宇翔李雪峰李鑫湖南省蔬菜研究所湖南长沙410125 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长沙410125 湖南农业大学湖南长沙410125 湖南大学研究生院隆平分院湖南长沙410125

【目的】评估辣椒内生菌贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)XY40-1的生防能力和促生效果,了解菌株的抑菌机制,为辣椒疫病的生物防治菌剂研发提供优良菌种及技术理论支撑。【方法】采用平板对峙、活体接种及显微镜观察法评估贝莱斯芽... 详细信息

【目的】评估辣椒内生菌贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)XY40-1的生防能力和促生效果,了解菌株的抑菌机制,为辣椒疫病的生物防治菌剂研发提供优良菌种及技术理论支撑。【方法】采用平板对峙、活体接种及显微镜观察法评估贝莱斯芽孢杆菌XY40-1对辣椒疫病的抑制效果和对辣椒的促生效果;采用基因组学和代谢组学方法确定其抗菌代谢物与拮抗功能物质合成通路,明确其抗菌机制。【结果】菌株XY40-1对辣椒疫病、白绢病、炭疽病、黑斑病、枯萎病和根腐病6种病原真菌展现出较强的抑制效果,具广谱抗性。当菌液浓度为107CFU/mL时,其对辣椒疫病的防治效果可达66.13%。此外,该菌株还具有解磷、解钾和固氮能力,对辣椒苗具有明显的促生效果。菌株XY40-1携带大量酮类及萜类抗生素合成基因,能产生包括诺加霉素、大蒜素、利福昔明、西拉菌素、阿维菌素和安丝菌素P-3等在内的多种胞外代谢产物,这些代谢产物对病原真菌活性具有显著抑制作用。酮体的合成和降解、萜类骨架生物和抗生素合成通路均有助于菌株XY40-1的拮抗功能,其中,次生代谢产物的生物合成为其核心代谢通路。【结论】辣椒内生菌贝莱斯芽孢杆菌XY40-1对辣椒疫病具有良好生防能力,同时兼具促生效果,可作为辣椒病害生物防治的多功能优质菌种。

关键词：生防菌辣椒疫病内生菌全基因组次级代谢产物比较基因组学

醋酸钙不动杆菌合成吡咯喹啉醌发酵条件优化及干旱胁迫下对辣椒生长的影响

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微生物学报 2024年

作者：何秀兰彭宇翔陶禹周池朱理伟李鑫湖南大学生物学院隆平分院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滩坊盛瑜药业股份有限公司

【目的】研究菌株CDWB36及其代谢产物吡咯喹啉醌（pyrroloquinoline quinone， PQQ）对辣椒抗旱促生的应用效果，为多功能菌剂的开发利用提供优良的菌种资源。【方法】结合形态学和16S rRNA基因对菌株CDWB36进行分类学鉴定；利用HPLC法... 详细信息

【目的】研究菌株CDWB36及其代谢产物吡咯喹啉醌（pyrroloquinoline quinone， PQQ）对辣椒抗旱促生的应用效果，为多功能菌剂的开发利用提供优良的菌种资源。【方法】结合形态学和16S rRNA基因对菌株CDWB36进行分类学鉴定；利用HPLC法和光谱法对PQQ进行检测；通过单因素试验探究菌株产PQQ的最佳发酵条件；通过盆栽试验，明确含PQQ的菌剂对干旱胁迫下辣椒生长、生理生化、土壤养分以及根际微生物群落结构的影响。【结果】经鉴定，菌株CDWB36为醋酸钙不动杆菌，具备生产PQQ的能力。其最佳发酵条件为：酵母粉10 g/L、混合氮源（硫酸铵:谷氨酸:酪氨酸=2:1:1） 4 g/L、MgSO41.0 g/L、CaCl20.4 g/L、接种量0.5%、温度28 ℃和pH 6.5。优化后，在摇瓶水平上发酵7 d该菌株PQQ产量可达61.48 mg/L，较优化前提升3.30倍。盆栽试验结果表明：PQQ菌剂处理后，辣椒株高、茎粗、地上部和地下部鲜重较CK分别增加35.05%、8.22%、14.41%、51.70%，促生效果优于PQQ溶液。此外，PQQ菌剂显著提高叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量；显著增加土壤养分含量；并明显改变了辣椒根际土壤细菌、真菌的相对丰度，其中芽孢杆菌属、曲霉属和嗜热链球菌属相对丰度分别为CK的1.99倍、1.38倍和8.75倍。【结论】醋酸钙不动杆菌CDWB36具有合成PQQ的能力，适宜的发酵条件能有效提高PQQ产量；该菌株发酵液对干旱胁迫下辣椒的生长具有显著促进作用，PQQ是其中发挥作用的关键物质，在植物抗逆促生方面具有广阔的应用前景。

关键词：醋酸钙不动杆菌吡咯喹啉醌发酵优化抗旱促生根际微生物群落

不同生长年份牛大力根淀粉和蔗糖代谢途径转录组分析

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热带作物学报 2025年第1期46卷 21-34页

作者：羊青顾学金王清隆张旻晏小霞汤欢王祝年冯世秀王茂媛中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业农村部中药材生物学与栽培重点实验室/农业农村部热带农业野生植物基因资源鉴定评价中心/海南省热带药用植物工程研究中心海南海口571101 云南农业大学热带作物学院云南普洱665001 深圳市中国科学院仙湖植物园/深圳市南亚热带植物多样性重点实验室广东深圳518004

牛大力是一种重要的多年生药食同源植物,其主要成分为淀粉和糖类。为了探究不同生长年份牛大力根淀粉和糖类物质合成的规律及其内在基因调控网络,本研究以3年生(NG3)、7年生(NG7)、10年生(NG10)和15年生(NG15)4个生长年份的牛大力根为... 详细信息

牛大力是一种重要的多年生药食同源植物,其主要成分为淀粉和糖类。为了探究不同生长年份牛大力根淀粉和糖类物质合成的规律及其内在基因调控网络,本研究以3年生(NG3)、7年生(NG7)、10年生(NG10)和15年生(NG15)4个生长年份的牛大力根为研究对象,测定总多糖、淀粉和蔗糖的含量,并完成转录组测序,筛选分析不同年份间牛大力根的差异表达基因(DEGs),重点解析淀粉和蔗糖代谢途径DEGs的功能。糖类和淀粉物质测定结果表明,随着年份的增长,总多糖与淀粉含量均呈现增加趋势,生长至15年时的含量最高,而蔗糖含量在3年时最高,随后呈现下降趋势。转录组测序发现,随着生长年份跨度增加,NG3vs NG7、NG3 vsNG10和NG3 vs NG15对比的DEGs总数呈上升趋势,分别为526、1848和1937个。进一步挖掘淀粉和蔗糖代谢途径中的DEGs,共有62个DEGs在3个比较组中差异表达,其中,蔗糖合成基因的表达量随年份增加而下降,淀粉合成基因随年份的增加较淀粉降解基因占主导,纤维素降解酶随年份增加表达量降低。最终筛选出5个淀粉和蔗糖代谢途径的关键酶基因进行荧光定量PCR验证,其表达变化趋势与转录组测序结果基本一致。研究结果表明,牛大力在3~7年时处于生长活跃期,以蔗糖、纤维素和淀粉的合成为主,促进根部快速膨大发育。生长至7年时,以淀粉的积累、蔗糖的分解和纤维素的降解为特征,进入生长平稳期。本研究对于牛大力根膨大特性的研究、高成薯性牛大力种质创新和科学采收都有积极的指导意义。

关键词：牛大力根生长年份淀粉蔗糖代谢转录组分析

19种中药提取物对海洋致病溶藻弧菌生长和生物被膜的影响

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天然产物研究与开发 2024年第6期36卷 1013-1021页

作者：李百元张叶敏夏晶晶姜红宇曹林艳陈丹湖南科技学院化学与生物工程学院、湖南南岭地区植物资源研究开发湖南省工程研究中心、湘南优势植物资源综合利用湖南省重点实验室永州425199

溶藻弧菌爆发和流行给海水养殖造成巨大经济损失,生物被膜的形成导致溶藻弧菌的致病性和耐药性进一步加强。目前,中草药已经在防治病原性细菌感染疾病中展现出积极的潜力。本研究选取19种中药(枸杞、重楼、紫菀、何首乌、鸡血藤、厚朴... 详细信息

溶藻弧菌爆发和流行给海水养殖造成巨大经济损失,生物被膜的形成导致溶藻弧菌的致病性和耐药性进一步加强。目前,中草药已经在防治病原性细菌感染疾病中展现出积极的潜力。本研究选取19种中药(枸杞、重楼、紫菀、何首乌、鸡血藤、厚朴、墨旱莲、广金钱草、栀子、桃金娘、连翘、公丁香、白英、黄柏、艾叶、知母、盐知母、酒知母、炒知母),采用不同溶剂进行提取,旨在深入探究这些中药提取物对溶藻弧菌的生长和生物被膜形成的影响。通过采用牛津杯法和96孔培养法,系统性地分析了其提取物对溶藻弧菌生长的影响;利用结晶紫染色法,探究了这些中药提取物在其亚抑制浓度下对溶藻弧菌生物被膜形成的潜在影响。结果发现其中12种中药的水提物有抑菌活性,17种中药的乙醇提取物和15种中药的乙酸乙酯提取物有抑菌活性;此外,公丁香水提取物、重楼和知母乙醇提取物、桃金娘和连翘乙酸乙酯提取物对溶藻弧菌生物被膜的形成产生了明显的抑制效果;同时,我们还发现知母及其炮制品在抑菌活性方面存在一定差异,但在对生物被膜形成的作用表现出一定的相似性。本研究的发现为细菌的防治和抗生物被膜制剂的研发具有重要的指导意义。这些发现有望为应对溶藻弧菌暴发提供新的、可持续的策略,有助于保护海洋养殖业的可持续性,维护食品安全,以及维护人类健康。

关键词：溶藻弧菌中药提取物生物被膜抑菌

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氯霉素对体外模拟人体肠道菌群的影响

应用与环境生物学报 2023年第4期29卷 1026-1034页

作者：赵昌会陈华海胡云霏李百元曹林艳余响华尹业师湖南科技学院化学与生物工程学院湘南优势植物资源综合利用湖南省重点实验室湖南南岭地区植物资源研究开发湖南省工程研究中心永州425199

研究氯霉素对人体肠道菌群结构及短链脂肪酸的体外影响,可为理解肠道细菌和真菌间的关系提供理论依据,并为肠道微生物的分离提供参考.借助模拟人体肠道发酵技术,通过Illumina HiSeq高通量测序分析氯霉素对发酵液中肠道微生物群落结构的... 详细信息

研究氯霉素对人体肠道菌群结构及短链脂肪酸的体外影响,可为理解肠道细菌和真菌间的关系提供理论依据,并为肠道微生物的分离提供参考.借助模拟人体肠道发酵技术,通过Illumina HiSeq高通量测序分析氯霉素对发酵液中肠道微生物群落结构的影响,并利用气相色谱法测定菌群代谢产物短链脂肪酸的含量.发酵液中优势真菌为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),优势细菌为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes).与对照相比,门水平上氯霉素显著降低子囊菌门(P=0.045)的相对丰度,显著增加真菌norank(Eukaryota norank,P=0.017)的相对丰度;属水平上氯霉素显著增加普雷沃氏菌属7(Prevotella 7)和肠球菌属(Enterococcus)等细菌及酵母菌目(Saccharomycetales)和德福里斯孢属(Devriesia)等真菌的相对丰度,显著降低韦荣氏球菌科(Veillonellaceae)和Gloeotinia的相对丰度.相关性分析表明,对照组和氯霉素组肠道细菌和真菌间、短链脂肪酸与肠道菌群间的相关性变化明显,氯霉素组丙酸水平显著降低(P=0.002).本研究表明体外发酵过程中氯霉素不仅改变肠道菌群结构和短链脂肪酸含量,还影响肠道菌群间及菌群与各种短链脂肪酸间的相关性.(图6参60)

关键词：人体肠道菌群氯霉素高通量测序短链脂肪酸

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白刺花胚性愈伤组织诱导及体细胞胚发生

林业科学 2019年第7期55卷 170-177页

作者：吴丽芳魏晓梅陆伟东曲靖师范学院生物资源与食品工程学院云南高原生物资源保护与利用研究中心

【目的】探讨不同植物生长调节剂对白刺花胚性愈伤组织诱导的作用,以及培养基中氮源和无机盐浓度对白刺花体细胞胚发生和植株再生的影响,以期建立白刺花体细胞胚发生、发育及调控技术体系,为白刺花种苗快速繁殖体系建立及遗传转化研究... 详细信息

【目的】探讨不同植物生长调节剂对白刺花胚性愈伤组织诱导的作用,以及培养基中氮源和无机盐浓度对白刺花体细胞胚发生和植株再生的影响,以期建立白刺花体细胞胚发生、发育及调控技术体系,为白刺花种苗快速繁殖体系建立及遗传转化研究提供参考。【方法】以白刺花叶片为外植体,研究生长调节剂2,4-D(1.0、2.0、3.0、4.0 mg ·L -1 )、NAA(0、0.5、0.8、1.0 mg ·L -1 )、6-BA(0.2、0.5、1.0、2.0 mg ·L -1 )和TDZ(0、0.2、0.5、1.0 mg ·L -1 )组合对胚性愈伤组织诱导,及NAA(0、0.2、0.5 mg ·L -1 )、6-BA(0、0.5、1.0 mg ·L -1 )和TDZ(0、0.2、0.5 mg ·L -1 )组合对体细胞胚发生的调控作用,筛选最优生长调节剂组合;并研究培养基中KNO 3和NH 4NO 3比例对体细胞胚发生的作用,及MS培养基中无机盐浓度(1/5MS 、1/4MS、1/3MS、1/2MS)对体细胞胚萌发的影响,筛选最佳的体细胞胚发育及成熟萌发条件。【结果】白刺花叶片外植体胚性愈伤组织诱导适宜培养基为MS + 2,4-D 3.0 mg ·L -1 + NAA 0.5 mg ·L -1 + 6-BA 0.2 mg ·L -1 + TDZ 1.0 mg ·L -1 +蔗糖40 g ·L -1 +琼脂7.0 g ·L -1 ,诱导率为42.0%。采用MS基本培养基时,最佳的体细胞胚发生培养基为MS + NAA 0.5 mg ·L -1 + 6-BA 1.0 mg ·L -1 + TDZ 0.5 mg ·L -1 +蔗糖40 g ·L -1 +谷氨酰胺100 mg ·L -1 +琼脂7.0 g ·L -1 ,体细胞胚发生率为78.46%,总胚数为对照的3.6倍;MS培养基中,KNO 3浓度提高1倍、NH 4NO 3降至1/2时,体细胞胚发生率可提高至91.33%,总胚数为采用MS基本培养基时的1.4倍;1/3MS培养基有利于体细胞胚的萌发,萌发率为82.75%,幼苗长势良好,单株平均鲜质量为76 mg,幼苗驯化移栽1个月后成活率达90%以上。【结论】白刺花叶片接种于添加2,4-D、NAA、6-BA和TDZ不同组合的诱导培养基上,可脱分化形成愈伤组织或胚性愈伤组织,2,4-D浓度对愈伤组织形态和质地有较大影响。TDZ有利于体细胞胚的形成,适宜浓度的生长素与细胞分裂素组合及硝态氮和铵态氮的比例对体细胞胚的形成和发育具有调控作用,降低MS无机盐浓度可提高体细胞胚萌发率,本试验体系的再生植株移栽成活率达90%以上。

关键词：白刺花胚性愈伤组织体细胞胚发生生长调节剂培养基

银杏双黄酮和银杏内酯B与人体肠道菌群体外互作研究

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微生物学报 2021年第8期61卷 2413-2426页

作者：陈华海赵昌会朱家良尹业师湘南优势植物资源综合利用湖南省重点实验室湖南南岭地区植物资源研究开发湖南省工程研究中心湖南科技学院化学与生物工程学院湖南永州425199

【目的】银杏提取物在防治心血管系统和神经系统疾病方面发挥重要功能。鉴于肠道菌群已被认定为一个新兴的药物作用靶标,研究银杏双黄酮和银杏内酯与人体肠道菌群之间的相互作用具有非常重要的意义,这将为进一步理解银杏提取物的功能和... 详细信息

【目的】银杏提取物在防治心血管系统和神经系统疾病方面发挥重要功能。鉴于肠道菌群已被认定为一个新兴的药物作用靶标,研究银杏双黄酮和银杏内酯与人体肠道菌群之间的相互作用具有非常重要的意义,这将为进一步理解银杏提取物的功能和作用机制奠定基础。【方法】本研究使用人体肠道菌群体外批量发酵、细菌总量测定、细菌16S rDNA高通量测序、气相色谱和液相色谱检测等方法,对银杏双黄酮和银杏内酯B单独或复合在体外与人体肠道菌群的相互作用进行研究。【结果】银杏双黄酮和银杏内酯B单独添加对人体肠道菌群总量、肠道菌群结构组成和短链脂肪酸产量没有显著影响。但有意思的是,复合添加银杏双黄酮和银杏内酯B后,Coriobacteriaceae科和Cupriavidus属细菌的比例显著升高,Gemella菌细菌比例显著降低。功能基因预测分析发现,编码K00076、K12143、K07716和K00220的基因在复合添加银杏双黄酮和银杏内酯B后显著富集。K00076和K00220是氧化还原酶,催化CH-OH供体基团的电子转移,可能参与银杏双黄酮和银杏内酯B的代谢和修饰。HPLC检测发现,人体肠道菌群体外对银杏双黄酮和银杏内脂B的降解修饰率分别为70%和35%左右。【结论】体外复合添加银杏双黄酮和银杏内酯B可显著改变肠道某些细菌的丰度。同时,体外研究表明肠道菌群具有代谢修饰银杏双黄酮和银杏内酯B的功能。

关键词：银杏双黄酮银杏内酯B 人体肠道菌群

酶法辅助提取生姜姜辣素及其对山茶油抗氧化作用研究

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中国粮油学报 2024年第3期39卷 124-132页

作者：沈玉平刘玉谢依帆何春兰张祖姣湖南南岭地区植物资源研究开发湖南省工程研究中心湖南省银杏工程技术研究中心湖南科技学院化学与生物工程学院永州425199

油脂氧化是山茶油变质和品质降低的主要原因。姜辣素具有良好的抗氧化活性,提取的关键在于破坏生姜细胞结构。采用单因素实验和正交实验研究了酶用量、酶解温度、酶解pH和酶解时间对姜辣素提取率的影响,并采用Schaal烘箱法研究了姜辣素... 详细信息

油脂氧化是山茶油变质和品质降低的主要原因。姜辣素具有良好的抗氧化活性,提取的关键在于破坏生姜细胞结构。采用单因素实验和正交实验研究了酶用量、酶解温度、酶解pH和酶解时间对姜辣素提取率的影响,并采用Schaal烘箱法研究了姜辣素提取物对山茶油的抗氧化作用。结果显示,淀粉酶和纤维素酶复合酶处理对姜辣素提取具有协同增效作用,最佳配比为3∶2;单因素实验和正交实验优化后的最佳工艺条件为:酶用量15 mg/g干姜粉,酶解温度55℃,酶解pH为5.5,酶解时间1.25 h。在此条件下,姜辣素提取率为(4.75±0.07)%。姜辣素提取物对山茶油具有较好的抗氧化作用,其效果随提取物姜辣素浓度提高而增强,但与BHT仍有一定差距;8-姜酚、10-姜酚和6-姜烯酚与姜辣素提取物复配,均对山茶油抗氧化具有协同增效作用,其抗氧化效果接近BHT。

关键词：姜辣素山茶油提取抗氧化正交实验