Dendrobium huoshanense'deki Mikorizal Mantarların Çeşitliliği ve Farklılıkları Üzerine Çalışma
Dendrobium huoshanense C. Z. Tang et S. Orchidaceae cinsinden türetilen J. Cheng, insan bağışıklığını artırma, antioksidasyon, karaciğer hasarını onarma ve kardiyovasküler hastalıkların oluşumunu önleme etkilerine sahip çok yıllık otsu bir bitkidir. Huoshan Dendrobium sadece büyük sağlık ve tıbbi değere sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda uzun bir tüketim geçmişine sahiptir; Son yıllarda, giderek daha fazla insanın sağlık ürünlerine dikkat etmesiyle, pazar talebi sürekli artmaktadır. Huoshan Dendrobium genellikle üç yaşındayken ilaç olarak kullanılır ve tıbbi malzemelerin kalitesi Huoshan Dendrobium'un farklı büyüme yılları arasında değişir. Dendrobium bitkilerinin büyüme şekli eksenel büyümedir. Ana eksen belirli bir büyüme aşamasına ulaştığında, büyümeyi durdurur ve yeni bir eksen oluşturmak için yan tomurcuklar üretmeye başlar. Belirli bir aşamaya ulaştıktan sonra yan tomurcuklar yeni eksen üzerinde büyümeye devam ederek yeni bir eksen oluşturur ve bitki bu döngüde büyümeye devam eder. Çimlenme zamanına göre, Dendrobium huoshanense sırasıyla Ⅲ R3, Ⅲ R2 ve Ⅲ R1 köklerine karşılık gelen üç yıllık gövdelere (Ⅲ Y3), iki yıllık gövdelere (Ⅲ Y2) ve bir yıllık gövdelere (Ⅲ Y1) ayrılır; Benzer şekilde, iki yaşındaki Dendrobium huoshanense, sırasıyla IIR1 ve IIR2 köklerine karşılık gelen bir yıllık gövdelere (IIY1) ve iki yıllık gövdelere (IIY2) ayrılabilir. Bir yaşındaki Dendrobium huoshanense, IR1 köküne karşılık gelen IY1'dir. Araştırmalar, mikroorganizmaların orkideler üzerindeki etkisinin sadece tohum çimlenmesiyle ilgili olmadığını, aynı zamanda büyüme, gelişme ve bileşen birikimini de desteklediğini ortaya koymuştur.
Şimdiye kadar, Dendrobium officinale'nin mikorizal mantarları üzerine yapılan araştırmalar genellikle geleneksel kültür ve izolasyon yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Rapor edilen cinsler arasında Deuteromycota'dan Rhizoctonia ve Alternaria, Ascomycota'dan Chaetomium, Xylaria, Colletotrichum, Fusarium, Tulasnella, Mycena, Sebacina ve Ceramicutes bulunmaktadır. Ceratobasidium cinsi vb. Mikorizal mantarların Dendrobium bitkilerine aşılanması sadece bitki büyümesini teşvik etmekle kalmaz, aynı zamanda çeşitli derecelerde kuraklığa ve hastalıklara karşı direncin yanı sıra dendrobin ve polisakkarit birikimini de teşvik eder. Son yıllarda geleneksel yetiştirme ve izolasyon yöntemleri kullanılarak Dendrobium bitkilerindeki endofitik mantarlar üzerine birçok çalışma yapılmış olmasına rağmen, mikrobiyal yetiştiriciliğin yüksek rastlantısallığı ve körlüğü nedeniyle mikroorganizmaların 99%'si izole edilememektedir. Şu anda, yıllık Dendrobium huoshanense'deki mikorizal mantarlar üzerine bir araştırma rapor edilmemiştir. Bu makalede, Dendrobium huoshanense'nin üç tür yıllık mikorizal mantarını incelemek için, topluluk çeşitliliğini, farklılıklarını ve yapısal bileşimlerini sistematik olarak anlamak ve Dendrobium huoshanense'nin rasyonel hasat ve uygulamasına rehberlik etmek için bir temel sağlamak amacıyla yüksek verimli dizileme teknolojisi kullanılmaktadır.

Bitki kök mikrobiyotası, gen ifadesini düzenleyerek kimyasal bileşim sentezini teşvik etmekle kalmaz, aynı zamanda ikincil metabolitlerin birikimini de artırabilir. Son yıllarda, Dendrobium bitkilerinin kök mikrobiyotası üzerine, Dendrobium bitkilerindeki mikorizal mantarların özgüllüğü ve konak bitki filogenetiği ile ilişkileri gibi yaygın araştırmalar yapılmıştır. Çalışmalar, Ascomycota ve Basidiomycota mantarlarının Dendrobium cinsinden bir bitki olan Dendrobium officinale'nin köklerinde yaygın olarak dağıldığını ortaya koymuştur. Endofitik mantarları incelemede mikrobiyal yetiştirme yöntemlerinin sınırlamaları nedeniyle, bu çalışmada Dendrobium huoshanense köklerindeki endofitik mantarların bol ve çeşitli olduğunu keşfetmek için yüksek verimli dizileme teknolojisi kullanılmıştır. Ascomycota ve Basidiomycota, Dendrobium huoshanense köklerindeki endofitik mantarların ana mantar filumudur. Ⅰ R1, Ⅱ R1 ve Ⅲ R1 kendi baskın mantarlarına sahiptir; bu da Salvia miltiorrhiza ve Dendrobium gibi tıbbi bitkilerde Ascomycota ve Basidiomycota'nın baskın konumu ile tutarlıdır. Alfa çeşitlilik analizi ile, üç örnek grubu arasında tür zenginliği veya topluluk çeşitliliği açısından önemli bir fark olmadığı bulunmuştur. Ancak LEfSe, endofitik mantar topluluklarında gruplar arasındaki farklılıkların analizini yapmış ve IR1 grubu ile diğer iki grup arasında üç ailede önemli farklılıklar olduğunu ve en yüksek bolluğun bu grupta olduğunu bulmuştur; Grup IIR1'de diğer iki gruba kıyasla önemli bolluk farklılıkları sergileyen 5 aile vardır; Grup IIIR1'de diğer iki gruba kıyasla önemli bolluk farklılıkları sergileyen dört aile vardır.
Önceki çalışmalar, yaz aylarında mikorizal endofitik true 1898 natural product research and development of traditional Chinese medicine Atractylodes macrocephala'nın ilkbahar ve sonbahara göre daha yüksek mantar çeşitliliğine sahip olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada ayrıca Dendrobium huoshanense köklerindeki endofitik mantarlar farklı mevsimlerde araştırılmıştır. Mayıs ayında, Dendrobium huoshanense köklerinde Ascomycota bolluğunun en yüksek ve Basidiomycota bolluğunun en düşük olduğu bulunmuştur. Eylül ayında Basidiomycota bolluğunun en yüksek ve Ascomycota bolluğunun en düşük olması, mevsimin Dendrobium huoshanense'deki mikorizal mantarların topluluk yapısını etkileyen önemli bir faktör olabileceğini göstermektedir. Gelecekteki araştırmalarda, Dendrobium huoshanense'nin kalitesini artırmak ve mikrobiyal gübreler geliştirmek için bilimsel temel sağlamak amacıyla, kök mikroorganizmalarının Dendrobium huoshanense'nin etkili bileşenleri üzerindeki etkisine odaklanarak, Dendrobium officinale'nin rizosfer mikroorganizmalarının kimyasal bileşenlerle birleştirilmesi planlanmaktadır.
Özet olarak, bu çalışmada Dendrobium huoshanense'deki mikorizal mantarların ITS1-2 bölgesini dizilemek için Illumina MiSeq yüksek verimli dizileme yöntemi uygulanmış, 898663 ITS rRNA dizisi ve 1928 OTU elde edilmiştir. OTU kümeleme analizine dayanarak, 9 filum, 30 sınıf, 71 takım, 149 familya ve 244 cins tanımlanmıştır. Bunlar arasında Ascomycota, Basidiomycota ve Mucomycota, Dendrobium huoshanense köklerindeki endofitik mantarların ana fungal filumlarıydı ve Mayıs ayında Ascomycota en yüksek bolluğa ve Basidiomycota en düşük bolluğa sahipti; LEfSe analizi, üç yıllık Dendrobium huoshanense türünde mikorizal mantarların 44 farklı taksonomik dalı olduğunu buldu (a=0.01, LDA skoru≥2. 0); Alfa çeşitlilik analizi ile tür kompozisyonu ve çeşitliliği açısından sıralamanın IIR1>IIIR1>IIR1 şeklinde olduğu bulunmuştur. Ancak, Alfa çeşitlilik değerlendirme boxplot'u üç grup arasında önemli bir farklılık göstermemiştir.