Исследование разнообразия и различий микоризных грибов в Dendrobium huoshanense
Dendrobium huoshanense C. Z. Tang et S. J. Cheng, происходящий из рода Orchidaceae, является многолетним травянистым растением, которое обладает эффектами повышения иммунитета человека, антиоксидации, восстановления повреждений печени и предотвращения возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Дендробиум Хуошань не только обладает большой оздоровительной и медицинской ценностью, но и имеет долгую историю потребления; в последние годы, когда все больше и больше людей обращают внимание на продукты для здоровья, их рыночный спрос постоянно растет. Дендробиум Хуошань часто используется в качестве лекарства, когда ему уже три года, и качество лекарственного сырья варьируется между различными годами роста Дендробиума Хуошань. Форма роста растений дендробиума - осевая. Когда главная ось достигает определенной стадии роста, она прекращает рост и начинает производить боковые почки для формирования новой оси. После достижения определенной стадии боковые почки продолжают расти на новой оси и формируют новую ось, и растение продолжает расти в этом цикле. По времени прорастания Dendrobium huoshanense делится на трехлетние стебли (Ⅲ Y3), двухлетние стебли (Ⅲ Y2) и однолетние стебли (Ⅲ Y1), соответствующие корням Ⅲ R3, Ⅲ R2 и Ⅲ R1, соответственно; Аналогично, двухлетний Dendrobium huoshanense можно разделить на однолетние стебли (IIY1) и двухлетние стебли (IIY2), соответствующие корням IIR1 и IIR2, соответственно. Однолетний Dendrobium huoshanense - это IY1, соответствующий корню IR1. Исследования показали, что воздействие микроорганизмов на орхидеи не только связано с прорастанием семян, но и способствует росту, развитию и накоплению компонентов.
До сих пор исследования микоризных грибов Dendrobium officinale проводились с использованием традиционных методов культивирования и выделения. Сообщалось о таких родах, как Rhizoctonia и Alternaria из Deuteromycota, Chaetomium, Xylaria, Colletotrichum, Fusarium, Tulasnella, Mycena, Sebacina и Ceramicutes из Ascomycota. Род Ceratobasidium и др. Инокуляция микоризных грибов на растениях Dendrobium не только способствует росту растений, но и в различной степени повышает их устойчивость к засухе и болезням, а также способствует накоплению дендробина и полисахаридов. Несмотря на то, что в последние годы было проведено множество исследований эндофитных грибов на растениях Dendrobium с использованием традиционных методов культивирования и выделения, 99% микроорганизмов не могут быть выделены из-за высокой случайности и слепоты культивирования микроорганизмов. В настоящее время исследования микоризных грибов в однолетнем Dendrobium huoshanense не были представлены. В данной статье используется технология высокопроизводительного секвенирования для изучения трех видов однолетних микоризных грибов Dendrobium huoshanense с целью систематического понимания разнообразия, различий и структурного состава их сообществ, а также создания основы для рационального сбора и применения Dendrobium huoshanense.

Корневая микробиота растений может не только способствовать синтезу химического состава путем регуляции экспрессии генов, но и увеличивать накопление вторичных метаболитов. В последние годы широко изучается корневая микробиота растений рода Dendrobium, в частности, специфика микоризных грибов в растениях Dendrobium и их связь с филогенетикой растения-хозяина. Исследования показали, что грибы Ascomycota и Basidiomycota широко распространены в корнях Dendrobium officinale, растения из рода Dendrobium. В связи с ограничениями методов культивирования микроорганизмов при изучении эндофитных грибов в данном исследовании использовалась технология высокопроизводительного секвенирования, которая позволила обнаружить, что эндофитные грибы в корнях Dendrobium huoshanense многочисленны и разнообразны. Ascomycota и Basidiomycota являются основными грибными филами эндофитных грибов в корнях Dendrobium huoshanense. В Ⅰ R1, Ⅱ R1 и Ⅲ R1 имеются собственные доминирующие грибы, что соответствует доминирующему положению Ascomycota и Basidiomycota в лекарственных растениях, таких как Salvia miltiorrhiza и Dendrobium. Анализ разнообразия по методу Альфа показал, что существенных различий в видовом богатстве и разнообразии сообществ между тремя группами образцов нет. Однако LEfSe провел анализ различий в сообществах эндофитных грибов между группами и обнаружил, что между группой IR1 и двумя другими группами имеются значительные различия в трех семействах, причем в этой группе они наиболее высоки; в группе IIR1 имеется 5 семейств, которые демонстрируют значительные различия в численности по сравнению с двумя другими группами; в группе IIIR1 имеется четыре семейства, которые демонстрируют значительные различия в численности по сравнению с двумя другими группами.
Предыдущие исследования показали, что микоризный эндофитный true 1898 natural product research and development of traditional Chinese medicine Atractylodes macrocephala летом имеет более высокое грибковое разнообразие, чем весной и осенью. В данном исследовании также изучались эндофитные грибы в корнях Dendrobium huoshanense в разные сезоны. Было обнаружено, что в мае численность Ascomycota была самой высокой, а численность Basidiomycota - самой низкой в корнях Dendrobium huoshanense. В сентябре численность Basidiomycota была самой высокой, а численность Ascomycota - самой низкой, что указывает на то, что сезон может быть важным фактором, влияющим на структуру сообщества микоризных грибов Dendrobium huoshanense. В дальнейших исследованиях планируется объединить ризосферные микроорганизмы Dendrobium officinale с химическими компонентами, сосредоточившись на влиянии корневых микроорганизмов на эффективные компоненты Dendrobium huoshanense, чтобы обеспечить научную основу для улучшения качества Dendrobium huoshanense и разработки микробных удобрений.
Таким образом, в данном исследовании метод высокопроизводительного секвенирования Illumina MiSeq был использован для определения последовательности ITS1-2 микоризных грибов Dendrobium huoshanense, в результате чего было получено 898663 последовательности ITS рРНК и 1928 OTU. На основе анализа кластеризации OTU были определены 9 фил, 30 классов, 71 порядок, 149 семейств и 244 рода. Среди них Ascomycota, Basidiomycota и Mucomycota были основными грибными филами эндофитных грибов в корнях Dendrobium huoshanense, причем Ascomycota имела наибольшую численность, а Basidiomycota - наименьшую в мае; анализ LEfSe показал, что существует 44 различные таксономические ветви микоризных грибов в трех видах однолетнего Dendrobium huoshanense (a=0.01, LDA score≥2. 0); С помощью анализа разнообразия Alpha было обнаружено, что с точки зрения видового состава и разнообразия, порядок был IIR1>IIIR1>IIR1. Тем не менее, бокфлота оценки альфа-разнообразия не показала значительных различий между тремя группами.