蔡 媛，劉 浩，孔文平，鐘 燦，謝 景，王勇慶，黃建華，張水寒*

多花黃精內(nèi)生菌群落結(jié)構(gòu)多樣性及其與有效成分含量相關(guān)性研究

蔡 媛1，劉 浩1，孔文平2，鐘 燦1，謝 景1，王勇慶1，黃建華1，張水寒1*

1. 湖南省中醫(yī)藥研究院 中藥研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410006 2. 中南大學(xué)湘雅國(guó)際轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)聯(lián)合研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410000

通過分析多花黃精內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)多樣性及其與主要有效成分含量之間的相關(guān)性，探討多花黃精內(nèi)生菌對(duì)其藥材品質(zhì)的影響。收集不同產(chǎn)地多花黃精樣品，采用高通量測(cè)序?qū)?nèi)生菌群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并測(cè)定多糖、總皂苷等有效成分含量，通過雙因素關(guān)聯(lián)分析探究菌群多樣性及其與有效成分之間的關(guān)系。5個(gè)產(chǎn)地15組多花黃精樣品共得到1 183 635條有效序列，劃分為59 474個(gè)操作分類單元（operational taxonomic units，OTU），其中細(xì)菌分19門，47綱，120目，201科，419屬；屬水平上，泛菌屬為優(yōu)勢(shì)菌群，最大占比達(dá)到61.1%。真菌分7門，27綱，70目，132科，187屬；屬水平上，子囊菌門一未鑒定屬、赤殼屬為優(yōu)勢(shì)菌群，其中赤殼屬的最大占比達(dá)到10.7%。在豐度前10的內(nèi)生真菌和細(xì)菌中，共有10個(gè)菌屬與有效物質(zhì)含量呈顯著相關(guān)，其中真菌有2個(gè)菌屬呈負(fù)相關(guān)，1個(gè)菌屬呈正相關(guān)；細(xì)菌2個(gè)菌屬呈負(fù)相關(guān)，5個(gè)菌屬呈正相關(guān)。通過分析不同產(chǎn)地多花黃精內(nèi)生菌群落結(jié)構(gòu)及其多樣性，掌握了多花黃精內(nèi)生菌資源狀況，分析發(fā)現(xiàn)內(nèi)生菌與有效成分之間存在關(guān)聯(lián)，這為深入探討多花黃精內(nèi)生菌與其品質(zhì)的相關(guān)性，進(jìn)而采用生物施肥策略提升品質(zhì)等提供了科學(xué)依據(jù)。

多花黃精；內(nèi)生菌；多樣性；有效成分；高通量測(cè)序

多花黃精Hua.來源于百合科黃精屬多年生草本植物，以根莖入藥，具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰、健脾、潤(rùn)肺、益腎等功效[1]，主要分布在湖南、貴州、湖北、江西、安徽等地。多花黃精富含多糖、皂苷、黃酮、生物堿和蒽醌類化合物?，F(xiàn)代藥理研究表明，多花黃精具有抗氧化、調(diào)節(jié)免疫、抗炎等作用。特別是黃精載入藥食同源名錄后，多花黃精可以作為臨床配方、中成藥生產(chǎn)、保健食品配伍、藥膳原料使用，具有廣闊的開發(fā)前景及應(yīng)用價(jià)值[2-5]。

研究表明，藥用植物內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)組成隨物種及其基因型、生長(zhǎng)環(huán)境的不同而不同[6-9]。內(nèi)生菌以植物為宿主載體，二者相互作用形成微生態(tài)系統(tǒng)，影響藥用植物植株生長(zhǎng)、病害發(fā)生、逆境抗性等[10-14]。同時(shí)，內(nèi)生菌通過物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)換與宿主相互作用進(jìn)而影響植物內(nèi)環(huán)境氧化還原狀態(tài)、酸堿度等特性，促進(jìn)氨基酸、核酸、碳水化合物等養(yǎng)分的轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存，加快宿主植物對(duì)養(yǎng)分的吸收及代謝，從而提高藥材的品質(zhì)。目前紅豆杉、人參、丹參、重樓、西洋參等多種植物已廣泛開展內(nèi)生菌相關(guān)研究[15-19]。然而，目前關(guān)于多花黃精內(nèi)生菌結(jié)構(gòu)多樣性相關(guān)研究國(guó)內(nèi)外鮮有報(bào)道，通過研究多花黃精內(nèi)生菌的多樣性，整體把握其內(nèi)生菌資源狀況，尋找可以提高其有效成分含量的內(nèi)生菌資源，對(duì)提高多花黃精藥材品質(zhì)顯得尤為必要。

相比于平板稀釋涂布法、變性梯度凝膠電泳（denaturing gradient gel electrophoresis，DGGE）等，高通量測(cè)序具有獲得信息量大、樣品間平行性好等優(yōu)點(diǎn)，能更真實(shí)全面反映樣品中微生物菌群結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于內(nèi)生菌、根際微生物等研究中[20-21]。因此，本研究采用MiSeq測(cè)序平臺(tái)，結(jié)合生物信息學(xué)分析對(duì)多花黃精內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)和多樣性進(jìn)行分析，以期初步探明多花黃精根莖內(nèi)生菌群體的多樣性特征及其潛在功能。同時(shí)測(cè)定各樣地多花黃精樣品中有效成分含量，采用雙因素關(guān)聯(lián)分析探討有效成分含量與內(nèi)生菌之間的關(guān)系，為多花黃精內(nèi)生菌功能菌株的挖掘和采用生物施肥策略提升品質(zhì)等提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與試劑

1.1 材料

依據(jù)多花黃精的主要分布區(qū)域及5點(diǎn)取樣法原則，選取安徽蕪湖、江西萍鄉(xiāng)、湖北宜昌、貴州貴陽(yáng)、湖南耒陽(yáng)5個(gè)產(chǎn)地采集3年生（依據(jù)莖痕的數(shù)量進(jìn)行判別）健康多花黃精樣品（表1），每個(gè)地點(diǎn)采集15株樣品。樣品經(jīng)湖南省中醫(yī)藥研究院生藥室副主任劉浩鑒定為多花黃精Hua.。每個(gè)省份的樣品隨機(jī)分為3組，每組樣品除去泥沙，分成2份，一份用于總DNA提取測(cè)序，一份烘干干燥用于多糖等有效物質(zhì)含量的測(cè)定，含量測(cè)定和測(cè)序的樣品一一對(duì)應(yīng)。

1.2 儀器與試劑

UV 2500紫外-可見分光光度計(jì)（上海第三分析儀器廠）；AUY220型分析天平（日本島津公司）。-葡萄糖（批號(hào)110833-201205）、薯蕷皂苷元（批號(hào)111539-200001）、5-羥甲基糠醛（5-HMF）（批號(hào)111626-201509）、沒食子酸（批號(hào)110831-201204）、蘆丁（批號(hào)100080-201811）對(duì)照品均購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究院，質(zhì)量分?jǐn)?shù)均大于98%。甲醇、無水乙醇、濃硫酸等其他化學(xué)試劑均為分析純。Omega M5635-02 DNA提取試劑盒（美國(guó)Omega Bio-Tek公司）。

2 方法

2.1 總DNA提取

取多花黃精的樣品表面除菌后切成2半，從中間掏取多花黃精塊，然后切成小塊并用PBS溶液反復(fù)沖洗，取沖洗液于8000 r/min 離心5 min，倒掉上清液，合并沉淀于液氮中凍存后取出立即研磨，參照DNA提取試劑盒說明書進(jìn)行總DNA的提取。采用瓊脂糖凝聚電泳檢測(cè)所提取DNA的純度和濃度。

表1 樣品采集地的地理位置

2.2 目標(biāo)片段PCR擴(kuò)增及測(cè)序

以微生物核糖體RNA 16S及ITS等能夠反映菌群組成和多樣性的目標(biāo)序列為靶點(diǎn)，根據(jù)序列中的保守區(qū)域設(shè)計(jì)相應(yīng)引物，并添加樣本特異性Barcode序列對(duì)rDNA基因可變區(qū)或特定基因片段進(jìn)行PCR擴(kuò)增。細(xì)菌PCR擴(kuò)增所用的引物為V3-V4通用引物，338F引物：5’-ACTCCTACGGG- AGGCAGCA-3’；806R引物：5’-GGACTACHVG- GGTWTCTAAT-3’。真菌ITS擴(kuò)增通用引物，ITS5F引物：5’-GGAAGTAAAAGTCGTAACA- AGG-3’；ITS1R引物：5’-GCTGCGTTCTTCATC- GATGC-3’。測(cè)序委托上海派森諾生物科技股份有限公司完成。

2.3 生物信息學(xué)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)Barcode序列和PCR擴(kuò)增引物序列從原始數(shù)據(jù)中拆分出各樣品數(shù)據(jù)，截去Barcode和引物序列后使用FLASH對(duì)每個(gè)樣品的Reads進(jìn)行拼接、過濾、去除嵌合體序列，得到有效數(shù)據(jù)（effective tags）。通過QIIME軟件調(diào)用UCLUST序列比對(duì)工具[22-23]，對(duì)獲得的序列按97%的序列相似度進(jìn)行歸并和操作分類單元（operational taxonomic units，OTU）劃分，挑選相對(duì)豐度最高的OTU代表序列與基因數(shù)據(jù)庫(kù)中的參考序列進(jìn)行比對(duì)，使用RDF分類器對(duì)代表序列進(jìn)行物種注釋，并分別在各個(gè)分類水平門（phylum）、綱（class）、目（order）、科（family）、屬（genus）統(tǒng)計(jì)樣品每個(gè)OTU中的豐度信息，并基于OTU分析計(jì)算物種多樣性指數(shù)，如菌群多樣性的Shannon指數(shù)、菌群豐度指數(shù)Chao1指數(shù)及測(cè)序深度coverage。

2.4 有效物質(zhì)含量測(cè)定

采用蒽醌-硫酸法測(cè)定多糖含量，具體參考《中國(guó)藥典》2015年版[1]。采用紫外分光光度法測(cè)定總皂苷、總黃酮、總酚、5-HMF的含量。

2.5 數(shù)據(jù)分析

3 結(jié)果與分析

3.1 多花黃精內(nèi)生菌測(cè)序序列深度驗(yàn)證

對(duì)多花黃精5個(gè)產(chǎn)地（15組）根莖樣品進(jìn)行高通量測(cè)序，質(zhì)控后獲得高質(zhì)量序列共1 183 635條。其中細(xì)菌547 833條，平均長(zhǎng)度分布在360～440 nt，與16 S rDNA V3-V4區(qū)序列長(zhǎng)度吻合。獲得真菌序列635 802條，平均長(zhǎng)度分布在340～360 nt，與ITS rDNA序列長(zhǎng)度吻合。按照97%相似性，聚類物種操作分類單元，統(tǒng)計(jì)各樣本在不同OTU中的豐度信息（表2）。稀釋曲線反映了樣品的取樣深度，可以用來評(píng)價(jià)測(cè)序量是否足以覆蓋所有類群。各產(chǎn)地OTU稀釋曲線如圖1所示，曲線趨于平坦，各產(chǎn)地OTU覆蓋率均達(dá)92.9%～99.9%（表2），說明測(cè)序數(shù)據(jù)量基本合理，真實(shí)環(huán)境中內(nèi)生菌群落結(jié)構(gòu)的置信度高，能夠比較客觀地反映不同產(chǎn)地多花黃精樣本的內(nèi)生菌群落。

3.2 內(nèi)生菌群操作分類單元OUT及其多樣性分析

Venn圖直觀展示樣本中共有和獨(dú)有OTU得數(shù)目，從而反映出樣本間OTU組成相似度及共有情況。在OTU水平構(gòu)建Venn圖對(duì)樣本物種組成進(jìn)行分析。從圖2可以看出，YC內(nèi)生菌OTU數(shù)目最多，LY內(nèi)生菌OTU數(shù)目最少。不同產(chǎn)地多花黃精共有OTU占比較低，內(nèi)生細(xì)菌共有OTU占比為27.1%～48.4%，內(nèi)生真菌為12.6%～24.8%，說明不同產(chǎn)地多花黃精內(nèi)生菌群體組成差異明顯。這可能是由于植株內(nèi)環(huán)境受外界環(huán)境影響，微生物與植株通過長(zhǎng)期協(xié)同選擇進(jìn)化形成的偏好性。

表2 測(cè)序數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及Alpha多樣性指數(shù)()

AH、GZ、JX、YC、LY代號(hào)與表1相同，下同

圖2 多花黃精內(nèi)生細(xì)菌(A)和真菌(B) 群體OTU分布韋恩圖

3.3 多花黃精內(nèi)生菌群落結(jié)構(gòu)和屬水平的優(yōu)勢(shì)種群分析

內(nèi)生細(xì)菌從屬水平來看，按照至少在1個(gè)產(chǎn)地中豐度≥10%，所有OTU總共歸于泛菌屬Gavini、假單胞菌屬M(fèi)igula、腸桿菌屬Hormaeche & Edwards、節(jié)桿菌屬Busse、嗜糖假單胞菌屬Xie & Yokota、寡桿菌屬Rapala、志賀氏菌屬Castellani & Chalmers、布魯氏菌屬M(fèi)eyer & Shaw、不動(dòng)桿菌屬Brisou & Prévot、貪銅菌屬M(fèi)akkar & Casida等23個(gè)優(yōu)勢(shì)菌屬，具體如圖3所示。其中泛菌屬總豐度最高，且該屬分布于所采集樣品位于的5個(gè)省份，在LY樣品中占比最大，為61.12%，YC樣品中占比最小，為0.88%，如圖4所示。還有很多OTU序列未能在屬水平歸類，說明不同產(chǎn)地多花黃精樣品中還存在大量的未知屬。內(nèi)生真菌從屬水平分析，按照至少在1個(gè)產(chǎn)地中豐度≥10%，所有OTU總共歸于子囊菌門下一未知屬unclassified-p-、赤殼屬E. F. Sm、炭疽屬Corda、間座殼屬Nitschke、鐮刀菌屬Link等20個(gè)屬。其中子囊菌門下一未知屬占比最大，其次為赤殼屬，且赤殼屬在江西占比最為明顯，達(dá)到了10.7%。從圖4對(duì)比分析可以看出，多花黃精內(nèi)生細(xì)菌比內(nèi)生真菌在群落豐富度程度要高，從各樣本中看，細(xì)菌優(yōu)勢(shì)菌群占比沒有真菌占比大。

圖3 不同產(chǎn)地多花黃精內(nèi)生細(xì)菌(A) 和真菌(B) 優(yōu)勢(shì)屬組成

圖4 不同產(chǎn)地多花黃精細(xì)菌 (A)和真菌(B)優(yōu)勢(shì)物種分布比例圖

3.4 不同產(chǎn)地多花黃精有效成分含量測(cè)定

測(cè)定不同產(chǎn)地多花黃精中的多糖、總皂苷、總黃酮、總酚、5-HMF含量如圖5所示?！吨袊?guó)藥典》2015年版規(guī)定，多花黃精中多糖含量不得低于7%。就多糖含量而言，LY＞JX＞YC＞GZ＞AH，其中LY含量顯著高于其他產(chǎn)地，平均含量達(dá)到了20.73%?？傇碥蘸?，GZ＞YC＞AH＞JX＞LY，LY含量最低，平均含量為0.84%。總多酚含量為L(zhǎng)Y＞AH＞GZ＞JX＞YC?？傸S酮含量為L(zhǎng)Y＞JX＞AH＞GZ＞YC，各產(chǎn)地間無顯著性差異。5-HMF含量為JX＞GZ＞YC＞AH＞LY，各產(chǎn)地間無顯著性差異。

3.5 多花黃精內(nèi)生菌菌群與有效成分含量相關(guān)性分析

分別選取相對(duì)豐度前10的內(nèi)生細(xì)菌和真菌，用皮爾森相關(guān)性來研究有效成分含量與物種相對(duì)豐度之間的關(guān)系，得到二者之間的相關(guān)性和顯著性值。由表3分析可知，內(nèi)生真菌炭疽菌屬與青霉菌屬Link與多糖含量呈顯著性負(fù)相關(guān)，一未知菌屬與多酚含量呈顯著性負(fù)相關(guān)，鐮刀菌屬與5-HMF呈極顯著性正相關(guān)。內(nèi)生細(xì)菌泛菌屬、腸桿菌屬Hormaeche & Edwards與多糖及總皂苷含量呈顯著性正相關(guān)。其中泛菌屬與多糖呈極顯著性正相關(guān)，與總皂苷呈極顯著性負(fù)相關(guān)。假單胞菌屬與布魯氏菌屬與總黃酮含量呈極顯著性正相關(guān)。嗜糖假單胞菌屬、布魯氏菌屬、貪銅菌屬與總黃酮含量呈顯著性正相關(guān)。不動(dòng)桿菌屬與5-HMF呈極顯著性正相關(guān)。相關(guān)性網(wǎng)格圖見圖6。

*P＜0.05表示差異顯著

表3 有效成分與微生物相對(duì)豐度Pearson相關(guān)性分析

*＜0.05表示顯著相關(guān)，**＜0.01表示極顯著相關(guān)

*significance at 0.05 level，**super significance at 0.01 level

紅色表示正相關(guān)，綠色表示負(fù)相關(guān)

4 討論

藥用植物在長(zhǎng)期選擇進(jìn)化過程中，不同產(chǎn)地環(huán)境氣候因子、內(nèi)環(huán)境等因素賦予其不同品質(zhì)，植物內(nèi)生菌是植物內(nèi)部環(huán)境的主力軍，研究藥用植物微生物群落結(jié)構(gòu)組成及其多樣性與有效成分之間的關(guān)系，對(duì)揭示有效成分含量變化、道地藥材形成機(jī)制具有重要意義[24]。目前有關(guān)多花黃精內(nèi)生菌群體的多樣性與有效物質(zhì)成分含量之間的相關(guān)性等研究尚未報(bào)道[25]。

本研究利用MiSeq高通量技術(shù)，對(duì)湖南、安徽、江西、湖北、貴州5個(gè)產(chǎn)地15組多花黃精樣品進(jìn)行細(xì)菌16S rDNA V3-V4區(qū)和ITS rDNA基因測(cè)序，將內(nèi)生菌菌群相對(duì)豐度與絕對(duì)定量的微生物數(shù)量相結(jié)合，客觀、真實(shí)、全面的反映了多花黃精內(nèi)生菌菌群結(jié)構(gòu)及其多樣性?；诟鳟a(chǎn)地OTU及其相對(duì)豐度計(jì)算Shannon指數(shù)和Chao1指數(shù)（表2），說明多花黃精根莖中定殖較為豐富的內(nèi)生菌，這些內(nèi)生菌不僅數(shù)量眾多，而且種類也很豐富。某種程度上，內(nèi)生菌在宿主植物機(jī)體內(nèi)的生物量代表著其與宿主之間進(jìn)行著頻繁的信號(hào)和物質(zhì)交流。在本研究15組樣品中，內(nèi)生細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)菌屬是泛菌屬，占比最高達(dá)到了61.12%，最低0.88%。泛菌屬在植物中廣泛存在，具有作為生防菌、產(chǎn)生植物激素、溶解磷素、生物固氮等作用。研究者從水稻中分離的內(nèi)生泛菌屬菌株YS19可以分泌生長(zhǎng)素、細(xì)胞脫落酸、細(xì)胞分裂素、赤霉素，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有直接促進(jìn)作用[26]。其次，優(yōu)勢(shì)菌屬為假單胞菌屬，占比范圍為0.5%～33.67%。假單胞菌是一類重要的內(nèi)生菌微生物，能夠產(chǎn)生活性物質(zhì)或者改善礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)直接促進(jìn)植物生長(zhǎng)，或者其代謝產(chǎn)物或競(jìng)爭(zhēng)作用抑制或阻礙其他病原微生物的發(fā)生發(fā)展，間接促進(jìn)植物的生長(zhǎng)[27]。本研究中相對(duì)豐度較高的內(nèi)生細(xì)菌菌屬還有腸桿菌屬、節(jié)桿菌屬Busse、鮑氏桿菌屬r Rapala和大腸桿菌志賀菌屬Castellani & Chalmers等。內(nèi)生真菌的優(yōu)勢(shì)菌群為子囊菌門下一未知鑒定菌屬，其次為赤殼屬、炭疽屬、間座殼屬、鐮刀菌屬等。眾所周知，在根和根莖類藥材栽培種植過程中，易患根腐病，其具有易傳染、致死率高、防治難度大等特點(diǎn)。致病菌是根腐病發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵所在。本研究測(cè)序發(fā)現(xiàn)多花黃精內(nèi)生真菌群落中含有炭疽屬、鐮刀屬等常見致病菌菌屬，這為多花黃精栽培種植過程中農(nóng)業(yè)防治方面提供了參考依據(jù)。

藥用植物的有效成分含量直接對(duì)應(yīng)中藥材的品質(zhì)及其在臨床的療效，是評(píng)價(jià)藥材品質(zhì)的主要標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)藥材而言，其產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境因子、內(nèi)環(huán)境因子等是中藥有效成分生物合成的反應(yīng)條件，與中藥材質(zhì)量及其道地性等緊密相關(guān)。內(nèi)生菌作為其內(nèi)環(huán)境主要影響因素，參與藥材質(zhì)量形成過程，且發(fā)揮著重大作用。Kumar等[28]研究者在姜黃根莖接種圓褐固氮菌能夠顯著提高姜黃根莖生物量及姜黃素的含量，其中姜黃素的含量提升達(dá)到了6%。Tiwari等[29]對(duì)長(zhǎng)春花外植體接種其內(nèi)生菌，顯著增強(qiáng)了長(zhǎng)春花堿、苦艾堿等有效成分的含量。本研究采用皮爾森相關(guān)分析方法，將多花黃精內(nèi)生菌優(yōu)勢(shì)菌群與其有效成分多糖、總黃酮、總皂苷、總多酚、5-HMF含量進(jìn)行相關(guān)性研究。采用Cytoscape軟件繪制豐度排名前10的優(yōu)勢(shì)內(nèi)生菌與有效成分雙因素相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)圖，更直觀地反映出優(yōu)勢(shì)菌群與有效成分含量之間的相關(guān)性，從圖6可以看出，菌群與有效成分含量之間關(guān)聯(lián)錯(cuò)綜復(fù)雜，同一菌群可與不同種類的有效物質(zhì)關(guān)聯(lián)。如菌與多糖含量之間存在正相關(guān)，卻與總皂苷之間存在負(fù)相關(guān)，這可能是該優(yōu)勢(shì)菌群參與了成分的分解代謝，改變了碳代謝流的方向。不同菌群之間也存在相互影響進(jìn)而共同影響有效成分的含量，其具體機(jī)制值得進(jìn)一步研究。

本研究初步顯示多花黃精根莖內(nèi)定殖種類豐富的內(nèi)生菌菌群，其與多花黃精有效成分含量關(guān)系密切，證明內(nèi)生菌在多花黃精生長(zhǎng)發(fā)育及其代謝過程中參與了多花黃精藥材品質(zhì)的變化，值得進(jìn)一步研究。進(jìn)一步的工作將重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：（1）繼續(xù)挖掘不同條件下多花黃精內(nèi)生菌資源，完善其分離分類鑒定方法，建立健全的內(nèi)生菌物種資源庫(kù)。通過橫向比較分析，探究其內(nèi)生菌群地理分布規(guī)律，為深入探索藥材道地性奠定基礎(chǔ)。（2）分離多花黃精內(nèi)生菌菌株，通過內(nèi)生菌消除、回染實(shí)驗(yàn)等分析驗(yàn)證優(yōu)勢(shì)菌群對(duì)多糖、皂苷等有效成分含量的影響及其相關(guān)作用機(jī)制。（3）建立活性菌株、抗重金屬等特性菌株篩選體系，分離內(nèi)生菌菌株，評(píng)估其活性成分生產(chǎn)及抗重金屬能力，篩選獲得具有藥用應(yīng)用化生產(chǎn)潛力、減低重金屬聚積等具有開發(fā)實(shí)用價(jià)值的菌株。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Study on community and diversity of endophyte and its correlation with active ingredient content in

CAI Yuan1, LIU Hao1, KONG Wen-ping2, ZHONG Can1, XIE Jing1, WANG Yong-qing1, Huang Jian-hua1, ZHANG Shui-han1

1. Institute of Traditional Chinese Medicine, Hunan Academy of Chinese Medicine, Changsha 410006, China 2. Xiangya International Academy of Translational Medicine, Central South University, Changsha 410000, China

To explore the effect of endophyte on the quality ofby analyzing the correlation between community and diversity of endophyte and the content of active ingredient.from different locations were collected; High-throughput sequencing technology was used to analyze endophyte and the content of active ingredient were determined, including polysaccharides, total saponins and so on. The relationship between the diversity of endophyte and the active components was explored through two-factor correlation analysis.The results showed that 1 183 635 effective sequences were obtained from 15 samples ofin five different places, which were divided into 59 474 operational taxonomic units (OTUs). The endophytic bacteria were divided into 19 phyla, 47 classes, 120 orders, 201 families, and 419 genera among them. At the genus level, Pantoea was the dominant genus, which the largest proportion amounted to 61.1%. The endophytic fungi were divided into 7 phyla, 27 classes, 70 orders, 132 families, and 187 genera. At the genus level, an unidentified genus from Ascomycota and Neocosmospora were the dominant genus, the largest proportion of Neocosmospora reached 10.7%. Among the abundance ratio of the top 10 endophytic fungi and bacteria, a total of 10 genera were significantly correlated with the content of active ingredients, which were two negative correlation and one positive correlation in fungi genus. Two and five genera of bacteria were negatively and positively correlated, respectively.The results master the endophyte resources ofby analyzing the community and diversity of endophyte from different habitat samples. It is showed that there is an interaction between endophyte and active ingredient. The present analysis provides a scientific basis for in-depth discussion of the interaction mechanism between endophyte and character of, and the use of biological fertilization strategies to improve quality in the future.

Hua; endophyte; diversity; active ingredient; high-throughput sequencing

R282

A

0253 - 2670(2021)13 - 4023 - 08

10.7501/j.issn.0253-2670.2021.13.025

2020-11-06

國(guó)家自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目（81503197）；湖南省自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目（2018JJ3310）；湖南省中醫(yī)藥管理局項(xiàng)目（201810）；湖南省中醫(yī)藥研究院自主項(xiàng)目（201705）；湖南創(chuàng)新型省份建設(shè)科技扶貧政策性項(xiàng)目（2019NK3010-02）

蔡 媛，助理研究員，研究方向?yàn)橹兴帉W(xué)。E-mail: tcmyuanyuan@163.com

張水寒，研究員，研究方向?yàn)橹兴帉W(xué)。E-mail: zhangshuihan0220@126.com

[責(zé)任編輯 時(shí)圣明]