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题名道地当归根际稀有细菌的群落组装和功能分析
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作者
杨成
张玲
章高森
郭增祥
陈娟
巩晓芳
王治业
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机构
甘肃省科学院生物研究所/甘肃省微生物资源开发利用重点实验室
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出处
《广东农业科学》
2025年第7期118-130,共13页
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基金
甘肃省自然科学基金(25JRRA401)
甘肃省科学院科研启动项目(QD2022-01)
+1 种基金
甘肃省科学院青年基金项目(2024QN-12)
陇西县科技计划项目(LXAZD002)。
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文摘
【目的】解析道地产区不同生态型(野生型、半野生型和栽培型)当归根际细菌的多样性特征,阐明丰富与稀有细菌类群的群落组装机制及功能分化规律。【方法】基于16S rRNA基因扩增子测序技术,分析当归根际细菌群落结构与功能,结合PICRUSt和BugBase软件预测功能及表型,采用零模型(Null model)量化确定性/随机性过程对稀有细菌和丰富细菌组装的贡献度。【结果】当归根际细菌群落由极低丰度的丰富类群(0.067%)与高丰度的稀有类群(49.73%)组成。稀有细菌的Shannon指数与Chao1指数均显著高于丰富细菌,且其群落结构与组装过程更为复杂。物种组成显示,稀有细菌主要由厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、黏细菌门(Myxococcota)、浮霉菌门(Planctomycetota)、蛭弧菌门(Bdellovibrionota)、髌骨细菌门(Patescibacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)组成,丰富细菌则由放线菌门(Actinobacteriota)和变形菌门(Proteobacteria)组成。差异物种分析表明,节杆菌属(Arthrobacter)和类芽孢杆菌属(Paenibacillus)是栽培型当归(Z)的显著差异物种;Haliangium、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、小月菌属(Microlunatus)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)是野生型当归(Y)的显著差异物种;红球菌属(Rhodococcus)和Aquicella是半野生型当归(YZ)的显著差异物种。群落组装机制揭示,漂变(40.74%~62.00%)为主、扩散限制(14.00%~30.00%)为辅的随机过程驱动当归根际稀有细菌的群落组装,而扩散限制(72.00%~88.00%)为主、漂变(10.00%~13.58%)为辅的随机过程驱动丰富细菌的群落组装。功能预测显示,丰富细菌与稀有细菌存在功能主导、表型互补效应;丰富细菌KEGG level 1的功能丰度随驯化梯度增加,而稀有细菌呈下降趋势;且丰富细菌的功能丰度是稀有细菌的25~76倍。【结论】当归根际细菌群落由少量丰富类群与大量稀有类群组成,二者均受随机过程驱动,但在组成结构、组装机制及功能贡献上呈现显著分化。
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关键词
当归
根际稀有细菌
群落组装
随机过程
扩增子测序
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Keywords
Angelica sinensis
rhizosphere rare bacteria
community assembly
stochastic process
amplicon sequencing technology
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分类号
S182
[农业科学]
Q938.13
[农业科学—农业基础科学]
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