Studie über die Vielfalt und Unterschiede der Mykorrhizapilze in Dendrobium huoshanense
Dendrobium huoshanense C. Z. Tang et S. J. Cheng, aus der Gattung der Orchidaceae, ist eine mehrjährige krautige Pflanze, die das menschliche Immunsystem stärkt, die Antioxidation fördert, Leberschäden behebt und das Auftreten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen verhindert. Huoshan Dendrobium hat nicht nur einen hohen gesundheitlichen und medizinischen Wert, sondern wird auch schon seit langem konsumiert. In den letzten Jahren, in denen immer mehr Menschen auf Gesundheitsprodukte achten, ist die Nachfrage auf dem Markt kontinuierlich gestiegen. Die Huoshan Dendrobium wird oft im Alter von drei Jahren als Medizin verwendet, und die Qualität der medizinischen Materialien variiert zwischen den verschiedenen Wachstumsjahren der Huoshan Dendrobium. Die Wachstumsform der Dendrobium-Pflanzen ist das axiale Wachstum. Wenn die Hauptachse ein bestimmtes Wachstumsstadium erreicht, hört sie auf zu wachsen und beginnt, Seitenknospen zu bilden, um eine neue Achse zu formen. Nach Erreichen eines bestimmten Stadiums wachsen die Seitenknospen an der neuen Achse weiter und bilden eine neue Achse, und die Pflanze wächst in diesem Zyklus weiter. Je nach Keimzeitpunkt wird Dendrobium huoshanense in dreijährige Stämme (Ⅲ Y3), zweijährige Stämme (Ⅲ Y2) und einjährige Stämme (Ⅲ Y1) unterteilt, die jeweils den Wurzeln Ⅲ R3, Ⅲ R2 und Ⅲ R1 entsprechen; In ähnlicher Weise kann zweijähriges Dendrobium huoshanense in einjährige Stämme (IIY1) und zweijährige Stämme (IIY2) unterteilt werden, die jeweils den Wurzeln IIR1 und IIR2 entsprechen. Einjähriges Dendrobium huoshanense ist IY1, was der Wurzel IR1 entspricht. Forschungen haben ergeben, dass der Einfluss von Mikroorganismen auf Orchideen nicht nur mit der Keimung der Samen zusammenhängt, sondern auch das Wachstum, die Entwicklung und die Anreicherung von Inhaltsstoffen fördert.
Bislang wurden die Mykorrhizapilze von Dendrobium officinale in der Regel mit traditionellen Kultur- und Isolierungsmethoden erforscht. Zu den gemeldeten Gattungen gehören Rhizoctonia und Alternaria von Deuteromycota, Chaetomium, Xylaria, Colletotrichum, Fusarium, Tulasnella, Mycena, Sebacina und Ceramicutes von Ascomycota. Gattung Ceratobasidium, usw. Die Beimpfung von Dendrobium-Pflanzen mit Mykorrhizapilzen fördert nicht nur das Pflanzenwachstum, sondern hat auch einen unterschiedlichen Grad an Trockenheits- und Krankheitsresistenz zur Folge und fördert die Akkumulation von Dendrobin und Polysacchariden. Obwohl in den letzten Jahren viele Studien über endophytische Pilze in Dendrobium-Pflanzen unter Verwendung traditioneller Kultivierungs- und Isolierungsmethoden durchgeführt wurden, können 99% der Mikroorganismen aufgrund der hohen Zufälligkeit und Blindheit der mikrobiellen Kultivierung nicht isoliert werden. Bisher wurde noch nicht über die Erforschung von Mykorrhizapilzen in einjährigen Dendrobium huoshanense berichtet. In diesem Artikel wird die Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologie verwendet, um drei Arten von einjährigen Mykorrhizapilzen von Dendrobium huoshanense zu untersuchen. Ziel ist es, die Vielfalt, die Unterschiede und die strukturelle Zusammensetzung der Pilzgemeinschaft systematisch zu verstehen und eine Grundlage für die rationelle Ernte und Verwendung von Dendrobium huoshanense zu schaffen.

Die Mikrobiota der Pflanzenwurzeln kann nicht nur die Synthese der chemischen Zusammensetzung durch Regulierung der Genexpression fördern, sondern auch die Akkumulation von Sekundärmetaboliten erhöhen. In den letzten Jahren wurde die Wurzelmikrobiota von Dendrobium-Pflanzen intensiv erforscht, z. B. die Spezifität von Mykorrhizapilzen in Dendrobium-Pflanzen und ihre Beziehung zur Phylogenetik der Wirtspflanzen. Studien haben ergeben, dass Ascomycota und Basidiomycota Pilze in den Wurzeln von Dendrobium officinale, einer Pflanze der Gattung Dendrobium, weit verbreitet sind. Da die mikrobiellen Kultivierungsmethoden bei der Untersuchung endophytischer Pilze begrenzt sind, wurde in dieser Studie die Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologie eingesetzt, um festzustellen, dass die endophytischen Pilze in den Wurzeln von Dendrobium huoshanense reichlich vorhanden und vielfältig sind. Ascomycota und Basidiomycota sind die wichtigsten Pilzphyla der endophytischen Pilze in den Wurzeln von Dendrobium huoshanense. Ⅰ R1, Ⅱ R1 und Ⅲ R1 haben ihre eigenen dominanten Pilze, was mit der dominanten Stellung der Ascomycota und Basidiomycota in Heilpflanzen wie Salvia miltiorrhiza und Dendrobium übereinstimmt. Die Alpha-Diversitätsanalyse ergab, dass es keine signifikanten Unterschiede im Artenreichtum oder in der Gemeinschaftsdiversität zwischen den drei Probengruppen gab. Das LEfSe führte jedoch eine Analyse der Unterschiede in den endophytischen Pilzgemeinschaften zwischen den Gruppen durch und stellte fest, dass es bei drei Familien signifikante Unterschiede zwischen der Gruppe IR1 und den anderen beiden Gruppen gab, wobei die Häufigkeit in dieser Gruppe am höchsten war; es gibt fünf Familien in der Gruppe IIR1, die signifikante Unterschiede in der Häufigkeit im Vergleich zu den anderen beiden Gruppen aufweisen; es gibt vier Familien in der Gruppe IIIR1, die signifikante Unterschiede in der Häufigkeit im Vergleich zu den anderen beiden Gruppen aufweisen.
Frühere Studien haben gezeigt, dass der endophytische Mykorrhizapilz true 1898 natural product research and development of traditional Chinese medicine Atractylodes macrocephala im Sommer eine höhere Pilzvielfalt aufweist als im Frühjahr und Herbst. In dieser Studie wurden auch die endophytischen Pilze in den Wurzeln von Dendrobium huoshanense in verschiedenen Jahreszeiten untersucht. Es wurde festgestellt, dass im Mai die Häufigkeit von Ascomycota in den Wurzeln von Dendrobium huoshanense am höchsten und die von Basidiomycota am niedrigsten war. Im September war die Abundanz von Basidiomycota am höchsten und die Abundanz von Ascomycota am niedrigsten, was darauf hindeutet, dass die Jahreszeit ein wichtiger Faktor sein könnte, der die Struktur der Mykorrhizapilz-Gemeinschaft in Dendrobium huoshanense beeinflusst. In der zukünftigen Forschung ist geplant, die Mikroorganismen der Rhizosphäre von Dendrobium officinale mit chemischen Komponenten zu kombinieren, wobei der Einfluss der Wurzelmikroorganismen auf die wirksamen Bestandteile von Dendrobium huoshanense im Mittelpunkt stehen soll, um eine wissenschaftliche Grundlage für die Verbesserung der Qualität von Dendrobium huoshanense und die Entwicklung mikrobieller Düngemittel zu schaffen.
Zusammenfassend wurde in dieser Studie die Illumina MiSeq-Hochdurchsatz-Sequenzierungsmethode zur Sequenzierung der ITS1-2-Region von Mykorrhizapilzen in Dendrobium huoshanense angewandt, wobei 898663 ITS rRNA-Sequenzen und 1928 OTUs erhalten wurden. Anhand der OTU-Clustering-Analyse wurden 9 Phyla, 30 Klassen, 71 Ordnungen, 149 Familien und 244 Gattungen identifiziert. Darunter waren Ascomycota, Basidiomycota und Mucomycota die Hauptpilzphyla der endophytischen Pilze in den Wurzeln von Dendrobium huoshanense, wobei Ascomycota im Mai am häufigsten und Basidiomycota am seltensten vorkamen; die LEfSe-Analyse ergab, dass es 44 verschiedene taxonomische Zweige von Mykorrhizapilzen in drei Arten von einjährigen Dendrobium huoshanense gibt (a=0.01, LDA-Score≥2. 0); Durch die Alpha-Diversitätsanalyse wurde festgestellt, dass in Bezug auf die Artenzusammensetzung und -vielfalt die Reihenfolge IIR1>IIIR1>IIR1 war. Der Boxplot zur Bewertung der Alpha-Diversität zeigte jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei Gruppen.