Farklı epifitik substratlara sahip Dendrobium nobile'nin rizosfer mikroorganizmaları üzerine karşılaştırmalı çalışma
Dendrobium ilk olarak "Shennong Bencao Jing "de kaydedilmiştir ve uzun bir tıbbi kullanım geçmişine sahiptir. Dendrobium nobile Lindl ilk olarak "Compendium of Materia Medica "da kaydedilmiştir ve şu anda kullanılan Dendrobium nobile "Compendium of Materia Medica "da "Kayalar üzerinde Dendrobium kümeleri. Kökleri karışık ve yoğun, sapları ve yaprakları beyaz ve yumuşaktır. Sapları ve yaprakları tamamen yeşil, sapları ve yaprakları sarı ve kırmızı çiçeklidir... Dendrobium kısa ve sağlam, Dendrobium ise uzun ve zayıf olduğundan ayırt edilmesi kolaydır. Her yerde bulunur ve Sichuan'dan gelen en iyisidir. Çin Farmakopesi'nin 2020 baskısında Dendrobium officinale kaynaklarından biri olarak, taze veya kurutulmuş sapları ile ilaç olarak kullanılır ve mideyi besleyici, tükürük oluşturucu, yin besleyici ve ısıyı temizleyici etkilere sahiptir. "Yeni Gözden Geçirilmiş Materia Medica" kayıtları: "Taş üzerinde yetişen (Dendrobium officinale) kazanır. "Compendium of Materia Medica", "dendrobium adı verilen meşe ağaçlarında yetişenler de vardır, bunlar işe yaramaz" diye kaydeder. Tarih boyunca geleneksel Çin bitkileri tarafından taşınan Dendrobium officinale'nin epifitik substratlarının temel olarak iki türden oluştuğu görülebilir: kayalık substratlar ve odunsu substratlar, kalın gövdeli, kısa düğümlü ve kayalar üzerinde yetişenler daha kalitelidir.
Dendrobium officinale esas olarak antioksidan, anti-tümör ve anti katarakt gibi farmakolojik etkileri olan alkaloidler, polisakkaritler, fenoller, flavonoidler ve diğer bileşikleri içerir. Dendrobium chrysotoxum'un üreme yeteneği doğal koşullar altında düşüktür ve büyümesi yavaştır. Yabani Dendrobium chrysotoxum'un aşırı sömürülmesi ve tahrip edilmesi doğal kaynaklarını neredeyse tüketmiştir. Son yıllarda, yapay yetiştirme tekniklerinin teşvik edilmesiyle birlikte, sera yetiştiriciliği (segmental ahşap, kaba kumtaşı, kaba odun yongaları vb. gibi ekli alt tabakalarla) ve alt tabaka simülasyonlu yabani yetiştiricilik (alt tabaka taşları ve ağaçlar gibi ekli alt tabakalarla) Dendrobium officinale için ana yetiştirme modları haline gelmiştir. Dendrobium nobile üzerinde farklı substratlarla yapılan çalışmalar, taşlarla yapılan yetiştiriciliğin kalitesinin ağaçlarla yapılan yetiştiriciliğe göre daha iyi olduğunu göstermiştir. Araştırma grubumuz, Dendrobium chrysotoxum'un iki epifitik substratı arasındaki metabolik ürün ve antioksidan aktivite farklılıklarını rapor etmiştir. Epifitik substratlarla yetiştirilen Dendrobium chrysotoxum'daki metabolik ürünlerin sayısı ve göreceli içeriği, epifitik substratlarla yetiştirilen Dendrobium chrysotoxum'dakilerden önemli ölçüde daha yüksekti; Bağlı taşlarla yetiştirilen Dendrobium nobile'nin antioksidan kapasitesi, bağlı ağaçlarla yetiştirilenlerden daha yüksektir. Bununla birlikte, bağlı substratların kalitesi ile tıbbi materyaller arasındaki korelasyon üzerine derinlemesine araştırma eksikliği ve Dendrobium officinale çiçekleri ve sapları gibi odunsu substratların iyi görünümü ve süs değeri nedeniyle, piyasada klinik etkinliği etkileyen çok sayıda "Dendrobium officinale" dolaşmaktadır.
Mikroorganizmalar, geleneksel Çin tıbbının yetiştirilmesi ve kalitesiyle yakından ilişkilidir. Rizosfer mikrobiyotası, bitkilerin kökleri etrafında kolonize olan ve bitkiler ile çevre arasındaki madde alışverişi için önemli bir ortam görevi gören mikrobiyal bir topluluktur. Rizosfer mikrobiyotasının çeşitliliği bitkilerin büyüme ortamı ile ilişkilidir. Pekin gagalı orkidesinin bulunduğu popülasyonun ağaç çeşitliliği ile rizosfer mikrobiyal çeşitliliği arasında belirli bir korelasyon vardır. Magnolia grandiflorus'un rizosferindeki ve rizosferindeki mantarların incelenmesi, farklı kısımlar ve bölgeler arasında mantar bileşimi, yapısı ve göreceli bolluğu açısından farklılıklar olduğunu ve bunların nem ve beslenme koşulları gibi büyüme ortamıyla yakından ilişkili olduğunu ortaya koymuştur. Önceki çalışmalar, orkidelerin kök mikroorganizmalarının (rizosfer mikroorganizmaları ve mikorizal mantarlar) tohum çimlenmesi, bileşen birikimi, hastalık ve stres direnci gibi büyümeleriyle yakından ilişkili olduğunu göstermiştir. Huoshan Dendrobium, Tiepi Dendrobium ve Jinchai Dendrobium gibi geleneksel Çin tıbbı Dendrobium türlerinin mikorizal mantarları üzerine yapılan araştırmalar, Ascomycota ve Basidiomycota mantarları da dahil olmak üzere köklerinde yaygın olarak dağıldıklarını bulmuştur; Farklı Dendrobium türlerindeki mikorizal mantarların bileşimi ile konakçı yetiştirme ortamı arasında belirli bir korelasyon vardır. Dendrobium officinale ve Dendrobium nobile gibi Dendrobium cinsi tıbbi bitkilerde endofitik bakteriler üzerine yapılan araştırmalar, endofitik bakterilerin sayısının ve türlerinin habitata bağlı olarak değiştiğini ve mikorizal mantarların kolonizasyon derecesiyle yakından ilişkili olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, Dendrobium officinale'nin farklı epifitik substratlarındaki rizosfer mikroorganizmalarının çeşitliliği ve farklılıklarının karşılaştırmalı çalışması veya Dendrobium officinale'deki rizosfer mikroorganizmaları ile mikorizal mantarlar arasındaki korelasyon hakkında herhangi bir rapor bulunmamaktadır.
Bu makale, Dendrobium chrysotoxum'un farklı bağlı substratlarındaki rizosfer mikroorganizmalarının dağılım özelliklerini açıklığa kavuşturmak amacıyla, Dendrobium chrysotoxum'un 5 tip bağlı substratındaki (taş ve ahşap) rizosfer mikroorganizmalarının çeşitliliğini ve farklılıklarını karşılaştırmak için yüksek verimli dizileme teknolojisini kullanmaktadır. Bu, substrat olarak Dendrobium chrysotoxum, rizosfer mikroorganizmaları ve mikorizal mantarların yanı sıra büyüme ve gelişmeleri ile ikincil metabolitlerin birikimi arasındaki korelasyonun incelenmesi için temel oluşturmaktadır. Dendrobium chrysotoxum için bağlı substratların rasyonel seçimi ve "taşlarda yetişenler kazanır "ın teşvik edilmesi için bir temel sağlar.

 

Bu çalışma, rizosfer mikrobiyal topluluklarının bileşiminin farklı epifitik substratlar arasında değiştiğini ortaya koymuş ve epifitik substratların Dendrobium nobile'deki rizosfer mikroorganizmalarının tür çeşitliliğini ve göreceli bolluğunu etkileyen bir faktör olduğunu göstermiştir. Filum düzeyinde, baskın bakteriler Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes ve Actinobacteria'dır; Baskın mantarlar esas olarak Basidiomycota ve Ascomycota'dır, bu da Li ve Liu gibi mikorizal mantarların araştırma sonuçlarıyla tutarlıdır ve Basidiomycota ve Ascomycota'nın Dendrobium bitkilerinin büyümesi ve gelişmesiyle yakından ilişkili olduğunu gösterir. Cins düzeyinde, kayalık matris mantarlarının baskın cinsleri tanımlanamayan_Antharellales_stp iken, baskın bakteri cinsleri Sphingomonas, Fecal ve tanımlanamayan_Chloroplast'tır; Odunsu matris mantarlarının baskın cinsleri tanımlanamayan_Cantharellales_stp ve toz mantarları iken, baskın bakteri cinsi Fecal bakterileridir.

Bu çalışma, Dendrobium nobile'nin rizosferindeki baskın mantar cinslerinin çevresel stresle ilişkili olabilecek kayalık substratlarda (CSS, DXSK) daha belirgin olduğunu ilk kez rapor etmektedir. Epifitik matris, epifitik bitkilerin kök sisteminin besinleri ve suyu emmesi için önemli bir ortamdır. Büyüme ve gelişimi, epifitik matrisin beslenme koşulları, su içeriği, pH gibi fizikokimyasal özelliklerinden etkilenir; Odunsu substratlarla karşılaştırıldığında, kayalık substratlar daha olumsuz beslenme ve su koşullarına sahiptir, bu da güçlü stres direnci, hafif ototrofik yeteneği veya konakçılarla simbiyotik yeteneği olan bakteri cinslerinin göreceli bolluğunda kademeli bir artışa yol açarak baskın bakteri cinslerini oluşturur. Bitkilerin büyüme ortamı mikrobiyal kompozisyonla ilişkilidir. Örneğin, çöl gülü, sarhoş kelebek çiçeği ve aloe vera dahil olmak üzere üç bitkinin rizosfer mikrobiyal bileşimi, bu çalışmanın sonuçlarına benzer şekilde kurak ortamlarda yüksek derecede tutarlılık göstermiştir; Pirinç rizosferinin, kök yüzeyinin ve kök iç kısmının mikrobiyomu üzerine yapılan araştırma, rizosferde kolonize olmayan mikroorganizmaların kök iç kısmında da kolonize olmadığını ortaya koymuştur; bu da rizosfer mikroorganizmalarının bileşiminin bitkilerdeki endofitik bakterilerin türlerini ve bolluğunu etkileyebileceğini göstermektedir. Farklı epifitik substratların rizosfer mantarlarındaki farklılıklar, mikorizal mantar oluşumunu etkileyebilir ve bu da Dendrobium officinale'nin büyümesini ve gelişmesini, ikincil metabolitlerin birikimini ve Dendrobium officinale'nin kalite farklılıklarını etkiler. Ancak, bu üçü arasındaki korelasyonun daha fazla araştırmaya ihtiyacı vardır. İşlevsel tahmin analizinin sonuçları, farklı epifitik substratlarda bakteri ve mantarların işlevsel genlerinin göreceli bolluğunda farklılıklar olduğunu göstermektedir. Ahşap substratlar, bitkiler için zararlı olan daha patojenik ve parazitik fonksiyonel genlerle zenginleştirilirken, taş substratlar daha fazla fotoototrofik ve simbiyotik fonksiyonel genlerle zenginleştirilmiştir. Bu durum, epifitik matrisin Dendrobium nobile'deki rizosfer mikrobiyal topluluğunun işlevini etkileyen önemli bir faktör olduğunu göstermektedir. Araştırma sonuçları, epifitik matrisin rizosfer mantarları üzerindeki etkisinin daha önemli olduğunu göstermektedir.

Bu çalışma, farklı epifitik substratlara sahip Dendrobium officinale'deki rizosfer mikroorganizmalarının bileşimini, dağılımını ve diğer özelliklerini karşılaştırmak için yüksek verimli dizileme teknolojisine dayanmaktadır. Farklı epifitik substratlara sahip Dendrobium officinale'nin kalitesindeki farklılıkların nedenlerini mikorizal mantarlar dışındaki bir perspektiften araştırmakta, farklı epifitik substratlarda rizosfer mantarlarının göreceli bolluğunda farklılıklar olduğunu kanıtlamakta ve Dendrobium officinale'deki rizosfer mikroorganizmalarının araştırılmasındaki boşluğu doldurmaktadır, Dendrobium officinale'de rizosfer mantarları ve mikorizal mantarlar arasındaki ilişkinin incelenmesi için temel oluşturmuş ve Dendrobium officinale'deki kalite farklılıklarının mekanizması ve gerçek üretimde epifitik substratların rasyonel seçimi için bir temel sağlamıştır.