A Dendrobium nobile rizoszférában élő mikroorganizmusainak összehasonlító vizsgálata különböző epifita szubsztrátokon
A Dendrobiumot először a "Shennong Bencao Jing"-ben jegyezték fel, és hosszú gyógyászati felhasználásának története van. A Dendrobium nobile Lindl-t először a "Compendium of Materia Medica" című könyvben jegyezték fel, és a jelenleg használt Dendrobium nobile-t a "Compendium of Materia Medica" a "Dendrobium fürtök sziklákon" néven írja le. Gyökerei kuszák és sűrűek, szára és levelei pedig fehérek és puhák. Szárai és levelei mind zöldek, szárai és levelei sárgák, piros virágokkal... A Dendrobium rövid és tömör, míg a Dendrobium hosszú és gyenge, így könnyen megkülönböztethető. Mindenhol megtalálható, és a szecsuáni a legjobb. A Kínai Gyógyszerkönyv 2020-as kiadásában a Dendrobium officinale egyik forrásaként a friss vagy szárított szárakkal gyógyszerként használják, és a gyomor táplálására, nyáltermelésre, a jin táplálására és a hő tisztítására van hatással. Az "Újra átdolgozott Materia Medica" feljegyzi: "A kövön növő (Dendrobium officinale) győz. A "Compendium of Materia Medica" feljegyzi, hogy "vannak olyanok is, amelyek a tölgyfán nőnek, amelyeket dendrobiumnak neveznek, és amelyek haszontalanok". Látható, hogy a Dendrobium officinale epifita szubsztrátjai, amelyeket a hagyományos kínai gyógynövények a történelem során hordoztak, főként két típusból állnak: sziklás szubsztrátumok és fás szubsztrátumok; a vastag szárú, rövid csomókkal rendelkező és a sziklán termesztett szubsztrátumok jobb minőségűek.
A Dendrobium officinale főként alkaloidokat, poliszacharidokat, fenolokat, flavonoidokat és egyéb vegyületeket tartalmaz, amelyek farmakológiai hatásúak, például antioxidáns, daganatellenes és szürkehályog elleni. A Dendrobium chrysotoxum szaporodási képessége természetes körülmények között alacsony, és növekedése lassú. A vadon élő Dendrobium chrysotoxum túlzott kiaknázása és elpusztítása szinte teljesen kimerítette a természetes erőforrásait. Az utóbbi években a mesterséges termesztési technikák elterjedésével a Dendrobium officinale fő termesztési módjává az üvegházi termesztés (olyan rögzített szubsztrátokkal, mint a szegmentált fa, durva homokkő, durva faforgács stb.) és az aljnövényzet-szimulált vadon termesztés (olyan rögzített szubsztrátokkal, mint az aljnövényzet kövei és fák) vált. A Dendrobium nobile-n végzett, különböző aljzatokkal végzett vizsgálatok azt mutatták, hogy az aljzatkövek minősége jobb, mint a fáké. Kutatócsoportunk beszámolt a Dendrobium chrysotoxum két epifita szubsztrátja közötti anyagcsere-termékek és antioxidáns aktivitásbeli különbségekről. Az epifita szubsztrátokon termesztett Dendrobium chrysotoxumban az anyagcsere-termékek száma és relatív tartalma szignifikánsan magasabb volt, mint az epifita szubsztrátokon termesztett Dendrobium chrysotoxumban; A kötött köveken termesztett Dendrobium nobile antioxidáns kapacitása magasabb, mint a kötött fákon termesztetté. Mivel azonban a csatolt szubsztrátumok és a gyógyászati anyagok minősége közötti összefüggés mélyreható kutatásának hiánya, valamint a fás szubsztrátumok, például a Dendrobium officinale virágai és szárai jó megjelenése és díszítőértéke miatt nagyszámú "Dendrobium officinale" van forgalomban a piacon, ami befolyásolja a klinikai hatékonyságot.
A mikroorganizmusok szorosan kapcsolódnak a hagyományos kínai gyógyászat termesztéséhez és minőségéhez. A rizoszféra mikrobiota a növények gyökerei körül megtelepedő mikrobiális közösség, amely a növények és a környezet közötti anyagcsere fontos közegeként szolgál. A rizoszféra mikrobióta diverzitása összefügg a növények növekedési környezetével. A pekingi csőrös orchidea élőhelyének populációjában a fák diverzitása és a rizoszféra mikrobiális diverzitása között bizonyos korreláció van. A Magnolia grandiflorus rizoszférájában és rizoszférájában található gombák vizsgálata megállapította, hogy a különböző részek és régiók között különbségek vannak a gombák összetételében, szerkezetében és relatív gyakoriságában, amelyek szorosan kapcsolódnak a növekedési környezethez, például a páratartalomhoz és a táplálkozási feltételekhez. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az orchideák gyökérmikroorganizmusai (rizoszféra mikroorganizmusok és mikorrhiza gombák) szorosan kapcsolódnak a növekedésükhöz, például a magok csírázásához, az összetevők felhalmozódásához, a betegségekkel és a stresszel szembeni ellenálláshoz. A hagyományos kínai orvoslásban használt Dendrobium fajok, mint például a Huoshan Dendrobium, Tiepi Dendrobium és Jinchai Dendrobium mikorrhiza gombáinak kutatása megállapította, hogy ezek széles körben elterjedtek a gyökereikben, beleértve az Ascomycota és Basidiomycota gombákat; Bizonyos összefüggés van a különböző Dendrobium fajok mikorrhiza gombáinak összetétele és a gazdanövény termesztési környezete között. A Dendrobium nemzetséghez tartozó gyógynövények, például a Dendrobium officinale és a Dendrobium nobile endofitikus baktériumaira vonatkozó kutatások kimutatták, hogy az endofitikus baktériumok száma és típusai az élőhelytől függően változnak, és szoros összefüggésben állnak a mikorrhiza gombák kolonizációjának mértékével. Nem számoltak be azonban a Dendrobium officinale különböző epifita szubsztrátjain élő rizoszféra mikroorganizmusok diverzitásának és különbségeinek összehasonlító vizsgálatáról, sem pedig a Dendrobium officinale rizoszféra mikroorganizmusai és a mikorrhiza gombák közötti összefüggésről.
Ez a cikk nagy áteresztőképességű szekvenálási technológiát használ a Dendrobium chrysotoxum 5 fafajtáján (kő és fa) található rizoszféra mikroorganizmusok sokféleségének és különbségeinek összehasonlítására, hogy tisztázza a Dendrobium chrysotoxum különböző fafajtáin található rizoszféra mikroorganizmusok eloszlási jellemzőit. Ez megalapozza a Dendrobium chrysotoxum mint szubsztrát, a rizoszféra mikroorganizmusai és a mikorrhiza gombák közötti összefüggések, valamint a növekedésük és fejlődésük, illetve a másodlagos metabolitok felhalmozódásának vizsgálatát. A tanulmány alapot nyújt a Dendrobium chrysotoxumhoz csatolt szubsztrátumok racionális kiválasztásához és a "győznek azok, akik köveken nőnek" előmozdításához.

 

Ez a tanulmány megállapította, hogy a rizoszféra mikrobiális közösségeinek összetétele különböző epifita szubsztrátumok között változik, ami arra utal, hogy az epifita szubsztrátumok befolyásolják a Dendrobium nobile rizoszféra mikroorganizmusainak faji diverzitását és relatív abundanciáját. Törzsszinten a domináns baktériumok a Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes és Actinobacteria; A domináns gombák főként a Basidiomycota és Ascomycota, ami összhangban van a mikorrhiza gombákkal kapcsolatos kutatási eredményekkel, mint például Li és Liu, ami arra utal, hogy a Basidiomycota és Ascomycota szorosan kapcsolódik a Dendrobium növények növekedéséhez és fejlődéséhez. A nemzetségek szintjén a sziklás mátrixgombák domináns nemzetségei az azonosítatlan_Antharellales_stp, míg a baktériumok domináns nemzetségei a Sphingomonas, a Fecal és az azonosítatlan_Chloroplast; A fás mátrixgombák domináns nemzetségei az azonosítatlan_Cantharellales_stp és a porzós gombák, míg a baktériumok domináns nemzetsége a Fecal baktérium.

Ez a tanulmány számol be először arról, hogy a Dendrobium nobile rizoszférájában a domináns gombafajok a sziklás szubsztrátokon (CSS, DXSK) kifejezettebbek, ami összefügghet a környezeti stresszel. Az epifita mátrix fontos közeg az epifita növények gyökérzete számára a tápanyagok és a víz felvételéhez. Növekedését és fejlődését befolyásolják az epifita mátrix fizikai-kémiai tulajdonságai, mint például a tápanyagellátottság, víztartalom, pH stb.; A fás szubsztrátokhoz képest a sziklás szubsztrátokon kedvezőtlenebbek a tápanyag- és vízellátottsági viszonyok, ami az erős stresszállósággal, könnyű autotróf képességgel vagy a gazdaszervezetekkel való szimbiózis képességgel rendelkező, domináns baktériumnemzedékek kialakulásához vezető baktériumnemzedékek relatív gyakoriságának fokozatos növekedéséhez vezet. A növények növekedési környezete összefügg a mikrobiális összetétellel. Például három növény, köztük a sivatagi rózsa, a részeg pillangóvirág és az aloe vera rizoszférikus mikrobiális összetétele nagyfokú konzisztenciát mutatott száraz környezetben, ami hasonló a jelen tanulmány eredményeihez; A rizs rizoszféra, gyökérfelszín és gyökérbelső mikrobiomjának vizsgálata kimutatta, hogy a rizoszférában nem kolonizált mikroorganizmusok a gyökérbelsőben sem kolonizáltak; Jelezve, hogy a rizoszféra mikroorganizmusainak összetétele befolyásolhatja a növények endofita baktériumainak faját és bőségét. A különböző epifita szubsztrátumok rizoszféragombáinak különbségei befolyásolhatják a mikorrhiza gombák kialakulását, ami viszont befolyásolja a Dendrobium officinale növekedését és fejlődését, a másodlagos metabolitok felhalmozódását és a Dendrobium officinale minőségi különbségeit. A három közötti összefüggés azonban további kutatásokat igényel. A funkcionális előrejelzési elemzés eredményei azt mutatják, hogy a baktériumok és gombák funkcionális génjeinek relatív gyakoriságában különbségek vannak a különböző epifita szubsztrátokban. A faalapú szubsztrátokban több patogén és parazita funkcionális gén található, amelyek károsak a növényekre, míg a kő szubsztrátokban több fotoautotróf és szimbiózis funkcionális gén található. Ez azt jelzi, hogy az epifita mátrix kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja a Dendrobium nobile rizoszféra mikrobiális közösségének működését. A kutatási eredmények azt mutatják, hogy az epifita mátrix hatása a rizoszféra gombáira jelentősebb.

Ez a tanulmány nagy áteresztőképességű szekvenálási technológián alapul, hogy összehasonlítsa a rizoszféra mikroorganizmusainak összetételét, eloszlását és egyéb jellemzőit a különböző epifita szubsztrátokkal rendelkező Dendrobium officinale esetében. A különböző epifita szubsztrátokkal rendelkező Dendrobium officinale minőségi különbségeinek okait a mikorrhiza gombákon kívül más szempontból is vizsgálja, bizonyítva, hogy a különböző epifita szubsztrátokon a rizoszféra gombák relatív gyakoriságában különbségek vannak, betölti a Dendrobium officinale rizoszférában élő mikroorganizmusok kutatásának hiányosságait, és megalapozza a Dendrobium officinale rizoszféragombái és mikorrhiza gombái közötti kapcsolat vizsgálatát, valamint megalapozza a Dendrobium officinale minőségi különbségeinek mechanizmusát és az epifita szubsztrátumok ésszerű kiválasztását a tényleges termelésben.