山桐子叶际微生物群落多样性、结构及功能预测分析

摘要

【目的】山桐子是优良的木本油料树种,叶片是山桐子植株的一个关键器官,分析健康与感病山桐子叶际微生物群落的丰富度、多样性、群落组成以及功能预测,为探明山桐子病害特征及发病机理,科学开展山桐子林地抚育管理提供参考依据。【方法】采用Illumina平台对健康与感病山桐子叶际微生物群落DNA片段进行双端(Paired-end)测序。通过Vsearch软件聚类获取OTUs,根据其在不同样本的分布,评估每个样本的Alpha多样性水平,进一步衡量不同样本间的物种丰度组成差异;根据基因测序结果,预测菌群代谢功能。【结果】1)健康山桐子和感病山桐子的叶际细菌运算分类单位(OTUs)分别为212和198个,叶际真菌OTUs分别为101和79个。针对山桐子叶际微生物的研究表明,健康山桐子叶际细菌及真菌的丰富度和多样性均高于感病叶片。2)山桐子叶际细菌以不动杆菌属Acinetobacter为优势菌属,在健康和感病植株中相对丰度分别为32.67%和24.90%;健康山桐子叶际真菌以链格孢属Alternaria(17.41%)、亚隔孢壳属Didymella(15.44%)为优势菌属,感病山桐子叶际真菌以链格孢属(54.77%)为优势菌属。相比于健康山桐子,感病山桐子叶际真菌中链格孢属相对丰度大幅升高,可能是关键致病菌属。3)PICRUSt2功能预测山桐子叶际细菌群落共得到6个一级功能层、34个二级功能层,在代谢方面功能较为活跃;真菌群落共得到5个一级功能层、29个二级功能层,主要功能类群为生物合成、前体代谢物和能量的产生。【结论】健康山桐子植株叶际细菌及真菌丰富度和多样性均高于感病植株,链格孢属真菌可能是山桐子感病的关键因子;与代谢、生物合成及能量产生有关的微生物群落是活跃度最高的。