擴(kuò)增子測(cè)序揭示不同海拔岳樺樹葉片內(nèi)生真菌群落結(jié)構(gòu)

發(fā)稿時(shí)間：2016-07-27來源：天昊生物

題目：Carbon constrains fungal endophyte assemblages along the timberline (沿著樹帶界線碳約束的內(nèi)生真菌群落 )

期刊名： Environmental microbiology     發(fā)表時(shí)間：2015.7          IF：5.932

單位：  南京中國(guó)科學(xué)院土壤科學(xué)研究所 

技術(shù)： 真菌ITS1區(qū)擴(kuò)增子測(cè)序

測(cè)序平臺(tái)：454 FLX測(cè)序平臺(tái)

材料：研究者主要采集位于中國(guó)東北地區(qū)吉林省長(zhǎng)白山斜坡上的岳樺樹樹葉，采集海拔梯度從1700-2100米的6個(gè)采樣地，每個(gè)采樣地選取9個(gè)樹木樣本，每個(gè)數(shù)目樣本采集20片葉片（共1080片，6 Sites * 9 Trees * 20 Leaves）

采集方法：葉片是從每個(gè)海拔梯度中隨機(jī)選取的每棵當(dāng)年生樹木枝干的中間部分采集；樣本樹的枝干約高地面1.5m-4.5m（從海拔2076和1630m到1847和1921m）；樹木的枝干一般朝向北部，東南和西南方向；均勻采樣以減少樣本之間的差異性。

分析方法：QIIME計(jì)算alpha多樣性，SPSS比較多樣性指數(shù)差異，回歸曲線和pearson相關(guān)性，NMDS分析beta多樣性，Cytoscape繪制網(wǎng)絡(luò)圖以及R中vegan軟件包進(jìn)行差異性分析（Adonis/ANOSIM）

研究背景:

 植物體內(nèi)普遍存在著內(nèi)生菌，主要包括內(nèi)生細(xì)菌、內(nèi)生真菌和內(nèi)生放線菌三大類。樹木和灌木葉片內(nèi)的內(nèi)生真菌代表了一類廣泛存在并且高多樣性的真菌類群。目前高通量擴(kuò)增子測(cè)序?yàn)檠芯筷懙刂参锝M織真菌多樣性提供了便利條件。成百上千個(gè)葉片真菌物種僅僅在一個(gè)植物中被發(fā)現(xiàn)，成千上萬個(gè)葉片真菌物種在其生長(zhǎng)本土范圍內(nèi)的單一植物種上被發(fā)現(xiàn)。然而，但是關(guān)于它們沿著環(huán)境梯度的多樣性模式仍然是不清楚的，另外關(guān)于這些復(fù)雜的內(nèi)生真菌群落在相同的宿主種中怎么進(jìn)行組合的了解也少之又少。

    岳樺樹（Betula ermanii）是一種落葉闊葉物種，廣泛分布在陡峭的斜坡上或者北方的森林中，大多位于日本，俄羅斯偏東地區(qū)和中國(guó)的東北地區(qū)。研究者采集不同海拔梯度的樹木樣本葉片進(jìn)行ITS1區(qū)高通量測(cè)序，同時(shí)對(duì)葉片組織的C組成及含量和其它的物理特征進(jìn)行測(cè)量，從而用來比較不同海拔梯度葉片內(nèi)生真菌群落的alpha和Beta多樣性，以及不同環(huán)境因子對(duì)群落組成和分布的影響，并找出驅(qū)動(dòng)群落變異的主要環(huán)境因素，這些群落多樣性和組成變異可以用來反饋或者影響森林生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)和動(dòng)態(tài)過程。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析流程圖：

研究結(jié)果：

一  數(shù)據(jù)特征

研究者總共采集了54個(gè)岳樺樹樣本（1080片葉片），對(duì)ITS1區(qū)測(cè)序分析共生真菌細(xì)菌群落，共得到1079386條序列，每個(gè)樣本序列范圍在795-81697條之間，形成了1762個(gè)OTU。研究者未去除Singletons(487條，27.64%)，因?yàn)樗鼈兛赡艽砹艘恍┫∮械奈⑸镱惾?。此外，通過去除掉singletons得到的一些的主要結(jié)果也并沒有影響觀察到的趨勢(shì)。

與一些已有的葉片內(nèi)生真菌的研究結(jié)果相一致，所觀測(cè)到的OTU豐富度的稀釋性曲線未能接近于漸近線（Fig S1）。這可能表明了由于采樣或者序列深度問題一些稀有的內(nèi)生真菌物種沒有被觀測(cè)出。盡管如此，岳樺樹或者采樣地點(diǎn)的豐富度是可以比較的。

Fig. S1  所觀測(cè)到的OTU豐富度的稀釋性曲線

岳樺樹內(nèi)生真菌群落中子囊菌占據(jù)主導(dǎo)地位，占總序列的82.73%。此外，非雙核的內(nèi)生真菌（74條序列）類群也被發(fā)現(xiàn)（Table S1）。在1762個(gè)OTU中，15個(gè)主要的內(nèi)生真菌OTUs通過NCBI被比對(duì)出，這些序列占據(jù)了所有序列的84.57%（Table S2）。許多假定存在的一些真菌類群也在先前植物研究中發(fā)現(xiàn)，支持了它們潛在的共生能力。

Table S1沿海拔梯度岳樺樹的內(nèi)生真菌門總結(jié)

（包括序列數(shù)目；每個(gè)分類序列數(shù)目占總序列數(shù)目的百分比；每個(gè)分類單元OTUs的數(shù)目）