[1]王喜英,张露露,莫忠妹,等.不同品种石斛根内生细菌和真菌群落多样性及功能分析[J].江苏农业科学,2025,53(22):262-273.
　Wang Xiying,et al.Diversity and functional analysis of endophytic bacterial and fungal communities in roots of different Dendrobium varieties[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2025,53(22):262-273.
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不同品种石斛根内生细菌和真菌群落多样性及功能分析()

《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:
第53卷
期数:
2025年第22期
页码:
262-273
栏目:
资源与环境
出版日期:
2025-11-20

文章信息/Info

Title:
Diversity and functional analysis of endophytic bacterial and fungal communities in roots of different Dendrobium varieties
作者:
王喜英1; 张露露1; 莫忠妹1; 谭智勇1; 2; 3; 赵辉1; 2; 3; 卢志宏4; 邓帮强5
1.铜仁学院，贵州铜仁 554300； 2.铜仁学院乡村振兴研究中心，贵州铜仁 554300； 3.贵州省高等学校山地国土空间智能监测与政策仿真工程研究中心，贵州铜仁 554300； 4.广西农业职业技术大学，广西南宁 530000； 5.德江县山顶中药材种植有限公司，贵州铜仁 554300
Author(s):
Wang Xiying; et al
关键词:
石斛; 化学成分; 内生细菌; 内生真菌; 功能预测
Keywords:
-
分类号:
S182；S567.23+9.06
DOI:
-
文献标志码:
A
摘要:
为探索石斛内生菌群落多样性的差异和潜在功能，采用高通量测序技术研究4种不同品种石斛根内生细菌和真菌的群落结构和多样性，并进行功能预测。结果表明，铁皮石斛的多糖含量最高，金钗石斛总生物碱、石斛碱和总黄酮含量最高，霍山石斛的总多酚含量最高。铁皮石斛根内生细菌的Chao1指数和Shannon指数均显著高于其他品种(P<0.05)，但其内生真菌的Chao1指数和Shannon指数均显著小于其他品种。在内生细菌和真菌门水平上，变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、子囊菌门和黄藻门为优势菌门。金钗石斛和霍山石斛的变形菌门相对丰度最高，铁皮石斛的拟杆菌门、放线菌门和子囊菌门相对丰度最高。PCA分析结果表明，不同品种石斛根内生细菌和真菌群落结构有明显差异，其中霍山石斛和铁皮石斛根内生细菌群落结构相似，金钗石斛和霍山石斛根内生真菌群落结构相似，鼓槌石斛与其他品种根内生细菌和真菌的群落结构差异较大。PICRUSt分析表明，铁皮石斛中新陈代谢功能基因丰度最高，环境信息处理功能基因丰度最低。FUNGuild功能预测结果表明，病原-腐生-共生营养型、腐生营养型和腐生-共生营养型内生真菌为主要的营养型。病原-腐生-共生营养型丰度在金钗石斛和铁皮石斛中最高，腐生营养型丰度在铁皮石斛中最低，腐生-共生营养型丰度在霍山石斛和鼓槌石斛中最高。该研究有利于更好地理解石斛与内生菌之间的共生关系，也可为后续微生物功能的挖掘和生物肥料的研究提供科学依据。
Abstract:
-

参考文献/References:

［1］Wang S S，Liu J M，Sun J，et al. Analysis of endophytic bacterial diversity from different Dendrobium stems and discovery of an endophyte produced dendrobine-type sesquiterpenoid alkaloids［J］. Frontiers in Microbiology，2022，12：775665.
［2］Li L，Liu C B，Wen W E，et al. Dendrobine biosynthesis in Dendrobium nobile in four different habitats is affected by the variations in the endophytic fungal community［J］. Frontiers in Microbiology，2022，13：981070.
［3］Nie X Q，Chen Y，Li W，et al. Anti-aging properties of Dendrobium nobile Lindl.：from molecular mechanisms to potential treatments［J］. Journal of Ethnopharmacology，2020，257：112839.
［4］Lu A J，Jiang Y，Wu J，et al. Opposite trends of glycosides and alkaloids in Dendrobium nobile of different age based on UPLC-Q/TOF-MS combined with multivariate statistical analyses［J］. Phytochemical Analysis，2022，33(4)：619-634.
［5］陶泽鑫，陆宁姝，吴晓倩，等. 石斛的化学成分及药理作用研究进展［J］. 药学研究，2021，40(1)：44-51，70.
［6］Sarsaiya S，Shi J S，Chen J S. Current progress on endophytic microbial dynamics on Dendrobium plants［M］//Fungal biotechnology and bioengineering.Cham：Springer International Publishing，2020：397-418.
［7］Wu L S，Dong W G，Si J P，et al. Endophytic fungi，host genotype，and their interaction influence the growth and production of key chemical components of Dendrobium catenatum［J］. Fungal Biology，2020，124(10)：864-876.
［8］Chen W H，Wang J X，Song J，et al. Exogenous and endophytic fungal communities of Dendrobium nobile Lindl. across different habitats and their enhancement of host plants dendrobine content and biomass accumulation［J］. ACS Omega，2023，8(13)：12489-12500.
［9］Sharma H，Rai A K，Dahiya D，et al. Exploring endophytes for in vitro synthesis of bioactive compounds similar to metabolites produced in vivo by host plants［J］. AIMS Microbiology，2021，7(2)：175-199.
［10］Li Q，Ding G，Li B，et al. Transcriptome analysis of genes involved in dendrobine biosynthesis in Dendrobium nobile Lindl. infected with mycorrhizal fungus MF23 (Mycena sp.)［J］. Scientific Reports，2017，7(1)：316.
［11］Gong D Y，Chen X Y，Guo S X，et al. Recent advances and new insights in biosynthesis of dendrobine and sesquiterpenes［J］. Applied Microbiology and Biotechnology，2021，105(18)：6597-6606.
［12］Wu W，Chen W H，Liu S Y，et al. Beneficial relationships between endophytic bacteria and medicinal plants［J］. Frontiers in Plant Science，2021，12：646146.
［13］Pang Z Q，Chen J，Wang T H，et al. Linking plant secondary metabolites and plant microbiomes：a review［J］. Frontiers in Plant Science，2021，12：621276.
［14］刘洪明，杨森，谢龙安，等. 不同基质栽培对两种石斛农艺性状的影响研究［J］. 农业技术与装备，2024(5)：158-160，163.
［15］贺漫媚，代色平，陈秀萍，等. 17种石斛属植物表型性状多样性分析［J］. 植物资源与环境学报，2024，33(2)：71-79，90.
［16］普冉，赫京生，吴雅文，等. 6种石斛的化学成分对比分析与质量评价［J］. 食品安全质量检测学报，2023，14(20)：71-77.
［17］王勤，杜光映. 基于代谢组学分析仿野生石栽金钗石斛不同生长年限茎的次生代谢物差异［J］. 中国实验方剂学杂志，2024，30(10)：169-175.
［18］国家药典委员会. 中华人民共和国药典：一部［M］. 2020版.北京：中国医药科技出版社，2020.
［19］王勇，赵海燕，封琳，等. 几种甘草黄酮含量测定方法的比较与评价［J］. 安徽农业科学，2009，37(28)：3593-3595.
［20］丁亚平，杨道麒，吴庆生，等. 安徽霍山三种石斛总生物碱的测定及其分布规律研究［J］. 安徽农业大学学报，1994(4)：503-506.
［21］Chen S T，Dai J，Song X W，et al. Endophytic microbiota comparison of Dendrobium huoshanense root and stem in different growth years［J］. Planta Medica，2020，86(13/14)：967-975.
［22］张雪琴，赵庭梅，刘静，等. 石斛化学成分及药理作用研究进展［J］. 中草药，2018，49(13)：3174-3182.
［23］徐云燕，王令仪，黄彬，等. 不同生长期金钗石斛和铁皮石斛中总生物碱及多糖的比较［J］. 华西药学杂志，2014，29(3)：288-291.
［24］Bulpitt C J，Li Y，Bulpitt P F，et al. The use of orchids in Chinese medicine［J］. Journal of the Royal Society of Medicine，2007，100(12)：558-563.
［25］国家中医药管理局《中华本草》编委会. 中华本草-1［M］. 上海：上海科学技术出版社，1999：709-712.
［26］李芳，魏云，陈艳杰. 铁皮石斛茎、叶、花中黄酮含量及其体外抗氧化活性研究［J］. 中医学报，2019，34(5)：1020-1023.
［27］聂少平，蔡海兰. 铁皮石斛活性成分及其功能研究进展［J］. 食品科学，2012，33(23)：356-361.
［28］鲍玲玲，陈乃东，郝经文，等. 石斛不同品种及不同部位中主要成分及其抗氧化能力的比较研究［J］. 安徽科技学院学报，2023，37(3)：83-88.
［29］Thakur N，Nigam M，Tewary R，et al. Drivers for the behavioural receptiveness and non-receptiveness of farmers towards organic cultivation system［J］. Journal of King Saud University(Science)，2022，34(5)：102107.
［30］Bai Y N，Ren P，Feng P Y，et al. Shift in rhizospheric and endophytic bacterial communities of tomato caused by salinity and grafting［J］. Science of the Total Environment，2020，734：139388.
［31］Vandenkoornhuyse P，Quaiser A，Duhamel M，et al. The importance of the microbiome of the plant holobiont［J］. The New Phytologist，2015，206(4)：1196-1206.
［32］Huang W J，Long C L，Lam E.Roles of plant-associated microbiota in traditional herbal medicine［J］. Trends in Plant Science，2018，23(7)：559-562.
［33］de Andrade P A M，de Souza A J，Lira S P，et al. The bacterial and fungal communities associated with Anthurium ssp. leaves：insights into plant endemism and microbe association［J］. Microbiological Research，2021，244：126667.
［34］Cheplick G P，Harrichandra A P，Liu A N.Competitive outcomes depend on host genotype，but not clavicipitaceous fungal endophytes，in Lolium perenne(Poaceae)［J］. American Journal of Botany，2014，101(12)：2068-2078.
［35］Lamit L J，Lau M K，Sthultz C M，et al. Tree genotype and genetically based growth traits structure twig endophyte communities［J］. American Journal of Botany，2014，101(3)：467-478.
［36］Ludwig-Müller J. Plants and endophytes：equal partners in secondary metabolite production？［J］. Biotechnology Letters，2015，37(7)：1325-1334.
［37］Rai M，Agarkar G. Plant-fungal interactions：what triggers the fungi to switch among lifestyles？［J］. Critical Reviews in Microbiology，2016，42(3)：428-438.
［38］Wang S S，Liu J M，Sun J，et al. Diversity of culture-independent bacteria and antimicrobial activity of culturable endophytic bacteria isolated from different Dendrobium stems［J］. Scientific Reports，2019，9(1)：10389.
［39］Li Q，Guo R J，Li Y J，et al. Insight into the bacterial endophytic communities of peach cultivars related to crown gall disease resistance［J］. Applied and Environmental Microbiology，2019，85(9)：e02931-18.
［40］宋庭宁，洪宗国，曹夕，等. 6种药用植物的2个组织的内生细菌多样性初步分析［J］. 绿色科技，2019(1)：1-4，8.
［41］古丽尼沙·沙依木，张志东，杨波，等. 不同品种苹果树内生细菌群落多样性及功能［J］. 微生物学通报，2020，47(2)：500-511.
［42］周昌庆，王鹏，丁海燕，等. 拟境栽培下两种附生方式金钗石斛化学组成和根内生菌比较及相关性研究［J］. 天然产物研究与开发，2024，36(3)：444-452.
［43］Wang H，Li J Y，Liang X X，et al. Taxonomic and functional diversity of Dendrobium officinale microbiome in Danxia habitat［J］. Journal of Applied Microbiology，2022，132(5)：3758-3770.
［44］Dai Z M，Su W Q，Chen H H，et al. Long-term nitrogen fertilization decreases bacterial diversity and favors the growth of Actinobacteria and Proteobacteria in agro-ecosystems across the globe［J］. Global Change Biology，2018，24(8)：3452-3461.
［45］Buée M，Reich M，Murat C，et al. 454 Pyrosequencing analyses of forest soils reveal an unexpectedly high fungal diversity［J］. New Phytologist，2009，184(2)：449-456.
［46］Saikia J，Mazumdar R，Thakur D. Phylogenetic affiliation of endophytic Actinobacteria associated with selected orchid species and their role in growth promotion and suppression of phytopathogens［J］. Frontiers in Plant Science，2022，13：1058867.
［47］Zuo J J，Zu M T，Liu L，et al. Composition and diversity of bacterial communities in the rhizosphere of the Chinese medicinal herb Dendrobium［J］. BMC Plant Biology，2021，21(1)：127.
［48］Li R，Duan W，Ran Z，et al. Diversity and correlation analysis of endophytes and metabolites of Panax quinquefolius L. in various tissues［J］. BMC Plant Biology，2023，23(1)：275-341.
［49］Song M，Yun H Y，Kim Y H. Antagonistic Bacillus species as a biological control of ginseng root rot caused by Fusarium cf.incarnatum［J］. Journal of Ginseng Research，2014，38(2)：136-145.
［50］Rahman M S，Quadir Q F，Rahman A，et al. Screening and characterization of Phosphorus solubilizing Bacteria and their effect on rice seedlings［J］. Research in Agriculture Livestock and Fisheries，2015，1(1)：27-35.
［51］Kanokratana P，Uengwetwanit T，Rattanachomsri U，et al. Insights into the phylogeny and metabolic potential of a primary tropical peat swamp forest microbial community by metagenomic analysis［J］. Microbial Ecology，2011，61(3)：518-528.
［52］Pratelli R，Pilot G. Regulation of amino acid metabolic enzymes and transporters in plants［J］. Journal of Experimental Botany，2014，65(19)：5535-5556.
［53］Fernie A R，Carrari F，Sweetlove L J. Respiratory metabolism：glycolysis，the TCA cycle and mitochondrial electron transport［J］. Current Opinion in Plant Biology，2004，7(3)：254-261.
［54］Zhang X Y，Li Y，Ouyang D，et al. Systematical review of interactions between microplastics and microorganisms in the soil environment［J］. Journal of Hazardous Materials，2021，418：126288.
［55］杨盼，翟亚萍，赵祥，等. AM真菌和根瘤菌互作对苜蓿根际土壤真菌群落结构的影响及功能预测［J］. 草业科学，2020，37(9)：1669-1680.
［56］Anthony M A，Frey S D，Stinson K A. Fungal community homogenization，shift in dominant trophic guild，and appearance of novel taxa with biotic invasion［J］. Ecosphere，2017，8(9)：e01951.
［57］Igiehon N O，Babalola O O. Biofertilizers and sustainable agriculture：exploring arbuscular mycorrhizal fungi［J］. Applied Microbiology and Biotechnology，2017，101(12)：4871-4881.

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[1]徐颖,陈全战,蔡小宁.菊花脑的研究进展[J].江苏农业科学,2013,41(05):10.
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[3]陈义,袁丁,孙慕芳.信阳毛尖茶叶感官品质与化学成分的相关性分析[J].江苏农业科学,2014,42(11):342.
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[4]陈绍凯,刘仁祥,李全鑫,等.不同烟草类型烟叶质体色素与化学成分分析[J].江苏农业科学,2013,41(06):291.
　Chen Shaokai,et al.Analysis of plastid pigment and chemical composition in leaves of different types of tobaccos[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(22):291.
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　Chen Daiming,et al.Effects of different topping ways on economic traits， chemical composition and aroma quality of flue-cured tobacco[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(22):101.
[6]李艳清,高文超,王蓉,等.川芎挥发油提取及GC-MS分析[J].江苏农业科学,2014,42(08):276.
　Li Yanqing,et al.Extraction and GC-MS analysis of volatile oil from Ligusticum wallichii[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(22):276.
[7]李瑞丽,张保林,王建民,等.河南烤烟化学成分与抽吸劲头的关系[J].江苏农业科学,2014,42(08):291.
　Li Ruili,et al.Relationship between chemical components and physiological strength of flue-cured tobacco from Henan Province[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(22):291.
[8]吴佳新.茅苍术挥发油成分及药理活性综述[J].江苏农业科学,2016,44(03):28.
　Wu Jiaxin.Essential oil constituents and pharmacological activities of Atractylodes lancea (Thunb.) DC.[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(22):28.
[9]陶阿丽,金耀东,刘金旗,等.中药白芨化学成分、药理作用及临床应用研究进展[J].江苏农业科学,2013,41(11):6.
　Tao Ali,et al.Research progress of chemical constituents，pharmacological action and clinical application of Bletilla striata[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(22):6.
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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2025-02-27
基金项目：铜仁市科技局项目(编号：铜市科研［2023］37号)；贵州省科技厅项目(编号：黔科合支撑-［20230］4Y069)；铜仁学院硕士研究生创新基金(编号：trxyyc-202315)；贵州省大学生创新创业训练项目(编号：2024106650758)；贵州省教育厅项目(编号：黔教技［2023045］、黔教哲［2023］07号)。
作者简介：王喜英(1981—)，女，河南汝南人，博士，副教授，从事生物信息学分析研究。E-mail：gzwangxiying@163.com。
通信作者，赵辉，博士，教授，硕士生导师，从事药用植物栽培研究，E-mail：yancao504@163.com；卢志宏，博士，副教授，从事种群生态研究，E-mail：Luzhihong305@163.com。
更新日期/Last Update: 2025-11-20