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昆明植物所在地衣暗亞玲孢相關(guān)微生物的研究中取得進(jìn)展
地衣是由共生真菌(mycobiont)和共生藻類(lèi)(photobiont)或是和藍(lán)細(xì)菌經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的生物演化并與其生活環(huán)境相互作用，形成的一類(lèi)具有穩(wěn)定形態(tài)、特殊結(jié)構(gòu)的生物復(fù)合有機(jī)體。事實(shí)上，地衣并不是系統(tǒng)學(xué)上的物種概念，而是一個(gè)生態(tài)學(xué)概念。一個(gè)地衣就是一個(gè)微小的生態(tài)系統(tǒng)。除了藻菌共生外，還應(yīng)該考慮到地衣相關(guān)微生物對(duì)其營(yíng)養(yǎng)循環(huán)、固氮以及抵抗脅迫等方面發(fā)揮的作用。因此地衣作為多物種共生體(holobiont)，是研究多物種共生的理想模型，用微生物生態(tài)學(xué)的方法可以探尋地衣體相關(guān)微生物的群落組成及功能。
最近，中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所物種瀕危機(jī)制與種群遺傳學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，以地衣暗亞玲孢(Heterodermia obscurata)(圖1)作為研究對(duì)象，利用擴(kuò)增子測(cè)序技術(shù)對(duì)經(jīng)表面滅菌后的暗亞玲孢地衣體進(jìn)行高通量測(cè)序，解析了其內(nèi)部真菌、細(xì)菌和藻類(lèi)的群落組成和多樣性，鑒別其核心菌群，并關(guān)注微生物之間的互作。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，暗亞玲孢地衣體內(nèi)部的細(xì)菌多樣性明顯高于藻類(lèi)和真菌。真菌序列大部分為地衣型真菌，少部分的真菌為植物病原菌、地衣寄生菌以及腐生菌。其內(nèi)生真菌包括座囊菌綱、散囊菌綱和錘舌菌綱。對(duì)于藻類(lèi)，各樣本間優(yōu)勢(shì)藻的種類(lèi)不同，其中3種共球藻 OTU A15、I18_9719 和 Clade Ⅱ LM-20143 在暗亞玲孢地衣體中占優(yōu)勢(shì)。排除廣泛的環(huán)境梯度、不同的真菌宿主和光合共生生物類(lèi)型對(duì)地衣微生物群落形成的影響，首次解析了同質(zhì)生態(tài)條件下地衣體內(nèi)由不同光合共生藻作用造成的其他微生生物群落組裝差異和功能變化，特別是對(duì)細(xì)菌群落和功能的影響更顯著(圖2)。內(nèi)生細(xì)菌拜葉林克氏菌科、醋酸桿菌科和鞘氨醇單胞菌科為優(yōu)勢(shì)科。雖然不同的方法在鑒定核心微生物類(lèi)群上有所偏差，但是所有的分析均支持亞玲孢屬、共球藻OUTA15以及細(xì)菌拜葉林克氏菌科是暗亞玲孢的核心菌群。
該研究以Core Taxa and Photobiont-microbial Interaction within the Lichen Heterodermia obscurata(Physcsiaceae, Heterodermia)為題，發(fā)表在Symbiosis上，中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所博士研究生徐海燕為第一作者，龔洵研究員為通訊作者，王立松研究員和馮秀彥博士參與了該研究。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(2017YF0505200)和中國(guó)科學(xué)院生物多樣性保護(hù)策略項(xiàng)目(ZSSD-006)的資助。
圖1 地衣暗亞玲孢的形態(tài)
圖2不同優(yōu)勢(shì)共球藻作用的暗亞玲孢內(nèi)生細(xì)菌群落和功能差異
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