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辣椒不同生态位内生微生物群落差异及关联
1
作者 姚苏航 周诗晶 +7 位作者 周池 张竹青 陈文超 董志雪 李雪峰 陶禹 邹学校 李鑫 《微生物学报》 北大核心 2025年第1期169-181,共13页
【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16SrRNA基因和内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)基因测序技术,比较分析91份辣椒材料不... 【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16SrRNA基因和内转录间隔区(internal transcribed spacer,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共现网络分析和溯源分析。【结果】四个生态位点内生微生物群落的操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)高度共享,其中,细菌的共享OTUs占比46.36%,真菌的共享OTUs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<0.05);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。 展开更多
关键词 辣椒 内生微生物 群落结构 生态位 溯源分析
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辣椒疫病不同抗性品种内生微生物群落多样性、结构及功能分析
2
作者 蔡泽彦 张明星 +4 位作者 周池 陶禹 杨莎 李鑫 李雪峰 《园艺学报》 北大核心 2025年第2期322-336,共15页
以辣椒感疫病品种(伏地尖和茄门)和抗疫病品种(CM334和SJ-0948)为试验材料,分别提取根、茎、叶部位的DNA,并利用Illumina平台进行细菌16Sr RNA基因v3-v4区域和真菌ITS1区域测序。结果表明,不同抗性品种在自然种植状态下内生微生物组成... 以辣椒感疫病品种(伏地尖和茄门)和抗疫病品种(CM334和SJ-0948)为试验材料,分别提取根、茎、叶部位的DNA,并利用Illumina平台进行细菌16Sr RNA基因v3-v4区域和真菌ITS1区域测序。结果表明,不同抗性品种在自然种植状态下内生微生物组成存在明显差异。易感品种伏地尖的根、茎和叶真菌群落的多样性、丰富度指数均显著低于抗病品种。门水平,不同抗性品种根、茎、叶的细菌和真菌优势菌门组成一致,但易感品种伏地尖根、茎、叶的子囊菌门(Ascomycota)真菌丰度均远高于抗病品种。属水平,抗病品种CM334根中优势细菌属有分枝杆菌属(Mycobacterium,相对丰度36.96%),茎中有2013Ark19i(15.21%)、发光杆菌属(Photobacterium,5.50%)、甲基杆菌属(Methylobacterium_Methylorubrum,4.11%),叶中有金色单胞菌属(Aureimonas,3.02%)。易感品种伏地尖中存在较多的有害真菌属,其中镰刀菌属(Fusarium)在根、茎中的占比分别为9.50%和4.23%,枝孢菌属(Cladosporium)在茎、叶中的占比分别为45.46%和51.74%,均显著高于抗性品种。真菌属中,只发现抗性品种中异壳二孢属(Neoascochyta)(根、叶)和被孢霉属(Mortierella)(根)的相对丰度稍高于感病品种。此外,通过Funguild数据库对真菌群落营养型进行分析,易感品种伏地尖的茎、叶中病理营养型真菌的相对丰度较抗性品种(SJ-0948和CM334)高。 展开更多
关键词 辣椒 疫病 抗性 内生微生物 生态位
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响应面法优化贝莱斯芽孢杆菌XY40-1发酵条件
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作者 张评美 陶禹 +4 位作者 彭宇翔 隆丽 周池 李鑫 蔡雁平 《湖南农业科学》 2024年第9期1-7,共7页
为降低发酵成本,增加贝莱斯芽孢杆菌XY40-1的发酵有效活菌数,采用全因子试验、正交试验、单因素试验结合响应面试验对贝莱斯芽孢杆菌XY40-1的培养体系进行系统优化。结果表明:贝莱斯芽孢杆菌XY40-1最佳发酵培养基配方为葡萄糖0.7%、豆粕... 为降低发酵成本,增加贝莱斯芽孢杆菌XY40-1的发酵有效活菌数,采用全因子试验、正交试验、单因素试验结合响应面试验对贝莱斯芽孢杆菌XY40-1的培养体系进行系统优化。结果表明:贝莱斯芽孢杆菌XY40-1最佳发酵培养基配方为葡萄糖0.7%、豆粕1.0%、七水硫酸镁0.5%;XY40-1最佳培养条件为初始pH值7.3、发酵温度36.4℃、转速196.4 r/min、接菌量1.0%,该条件下XY40-1的有效活菌数达到3.57×10^(9)CFU/mL,比优化前提高了92.97%;200 L发酵罐扩大培养的活菌数达到8.23×10^(9)CFU/mL。 展开更多
关键词 贝莱斯芽孢杆菌 有效活菌数 响应面法 发酵优化 培养条件
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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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作者 周池 周诗晶 +5 位作者 陶禹 张评美 邱芳颖 彭宇翔 李雪峰 李鑫 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4882-4901,共20页
【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... 【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。 展开更多
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
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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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作者 何秀兰 彭宇翔 +3 位作者 陶禹 周池 朱理伟 李鑫 《微生物学报》 2025年第1期182-195,共14页
【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16SrRNA基因对菌株CDWB36进行分类学鉴定;利用HPLC法和光谱法... 【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16SrRNA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】菌株CDWB36经鉴定为醋酸钙不动杆菌,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、MgSO_(4)1.0 g/L、CaCl_(2)0.40 g/L、接种量0.5%、温度28℃和pH6.5。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3.3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,并显著增加土壤养分含量。同时,它明显改变了辣椒根际土壤中细菌和真菌的相对丰度,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,适宜的发酵条件能够显著提高PQQ产量;该菌株发酵液对处于干旱胁迫下的辣椒生长具有显著的促进作用,其中PQQ是发挥这一作用的关键物质,在植物抗逆促生领域具有广阔的应用前景。 展开更多
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
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