暗褐网柄牛肝菌(Phlebopus portentosus)是第一个栽培成功的牛肝菌目(Boletales)真菌,一般采用覆土栽培模式,覆土微生物对子实体的发育具有重要作用,目前的研究主要集中在覆土微生物上,但缺少对子实体内生菌的研究。为揭开暗褐网柄牛肝菌子实体内生菌的组成,本研究基于Illumina MiSeq平台,利用16S rRNA V3~V4区高通量测序进行细菌群落结构分析。结果表明子实体(fruiting body,FB)内部存在很高丰度的细菌,主要以变形菌门(Proteobacteria)为主,在属水平上以贪铜菌属(Cupriavidus)(64.98%)、不动杆菌属(Acinetobacter)(7.62%)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)(6.02%)为主。与覆土(casing soil,CS)基质固有的细菌种群进行比较,VENN分析显示子实体内有468个OTUs为独有,占总序列的26.65%,分类上隶属于贪铜菌属、不动杆菌属和Delftia。FB和CS差异性分析以及Lefse标志性微生物分析均显示贪铜菌属、苍白杆菌属、不动杆菌属、嗜糖假单胞菌属(Pelomonas)等为FB特异性、标志性类群。利用Picrust(Phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states)进行Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)通路预测发现,子实体内生菌群的主要代谢途径为膜传输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢、外源生物降解与代谢,与覆土菌群有20个代谢通路的差异,并且外源生物降解与代谢、信号转导、其他氨基酸代谢、脂质代谢、细胞过程和信号5个通路的比例要高于覆土,微生物类群的差异可能是导致产生这些功能差异的原因。
【背景】暗褐网柄牛肝菌(Phlebopus portentosus)是第一个能够人工栽培的食用牛肝菌,人工栽培过程中,不同菌株会形成数量不等的菌核。【目的】探明不同菌株产核差异机制。【方法】采集多菌核(JH1)、寡菌核(JH2)菌株的成熟菌核及无菌核(JH3)菌株培养相同时间的菌丝体进行转录组测序,分析差异表达基因对菌核形成的作用和功能。【结果】KEGG富集分析显示,JH2 vs. JH1互比,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,精氨酸和脯氨酸代谢,半胱氨酸及蛋氨酸代谢显著富集;JH3 vs. JH1互比,乙醛酸和二羧酸代谢显著富集;JH3 vs. JH2互比,谷胱甘肽、乙醛酸和二羧酸代谢显著富集。菌核形成相关基因分析显示,从JH2 vs. JH1、JH3 vs. JH1和JH3 vs. JH2的差异表达基因中分别筛选到69、118和82条与信号转导、感知刺激、防御、碳水化合物活性酶等有关的基因,其中碳水化合物活性酶基因数量最多。三个比较组共有的碳水化合物活性酶基因在JH1中的表达量高于JH2、JH3,表明JH1更能充分利用底物营养以形成更多菌核。【结论】本研究从转录组水平初步分析了暗褐网柄牛肝菌不同菌株产核差异的原因,为后续菌核与出菇及产量相关性研究提供了理论基础。
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