宁夏枸杞内生菌群落特征及其调控宿主活性成分积累机制的研究

Endophyte is an important environmental factor in plants found in recent years, which can contribute to promoting host active ingredients accumulation. Lycium barbarum is special advantage industry in Ningxia. In this study，the specific PCR and the latest 454-Pyrophosphate sequencing will be used to reveal endophytic community characteristics in Lycium barbarum based on 16S rDNA and ITS. While, the endophyte related content of host active ingredients will be determined with canonical correlation analysis and Real-time quantitative PCR. Finally, the inoculation experiment will be used to analysis effects of endophyte on host growth and development,stress resistance and the expression of gene related active ingredient metabolism，then unvover the mechanism for endophyte regulation active ingredients accumulation in Lycium barbarum.The results of this study can provide a support for application endophyte in Lycium barbarum breeding and cultivation.

植物内生菌是近年发现的一种重要的植物体内环境生态因子，是促进宿主活性成分积累的重要因素之一。宁夏枸杞（Lycium barbarum）是宁夏特色优势产业。本项目拟基于宏基因组DNA，在特异性PCR扩增内生细菌16S rDNA序列和内生真菌ITS序列基础上，运用454焦磷酸高通量测序技术，揭示基于OTU的宁夏枸杞内生菌群落特征；同时，通过典型相关分析和实时荧光定量PCR明确宁夏枸杞活性成分含量相关内生菌群；最后通过回接实验分析内生菌对宿主生长发育、抗逆性及活性成分代谢相关基因表达的影响，阐明内生菌群调控宁夏枸杞有效成分积累的机制，为内生菌应用于宁夏枸杞育种栽培提供支持。

植物内生菌是近年发现的一种重要的植物体内环境生态因子。宁夏枸杞是宁夏特色优势产业，其采用扦插繁殖，理论上更便于内生菌水平传播，在道地产区长达600多年种植历史中，理论上内生菌与宁夏枸杞应已形成高度专性的共生机制。宁夏枸杞内生菌与其他植物内生菌群落相比有何特征？以系统选育为主要育种手段育成的宁夏枸杞品种间内生菌是否具有典型的水平传播特征？以扦插为繁殖方式的主栽品种在以道地产区为中心衍生新产区过程中内生菌群落受环境影响有多大？是否存在于枸杞有效成分积累相关的核心内生菌组？这些问题都有待解决。因此，本项目基于宏基因组DNA的高通量测序技术，揭示基于OTU的宁夏枸杞不同组织器官、不同种植年限、同一产区不同品种、同一品种不同产区的内生菌群落特征，并通过典型相关分析筛选宁夏枸杞活性成分含量相关内生菌群；最后通过回接实验分析内生菌对宿主生长发育、抗逆性及活性成分代谢相关基因表达的影响，阐明内生菌群调控宁夏枸杞有效成分积累的机制。获得如下结果：（1）宁夏枸杞老茎、一年茎和叶中内生细菌和内生真菌群落组成较为相近，而根与其他组织显著不同。（2）随着种植年限，宁夏枸杞茎中渺小杆菌属和交链孢霉属丰度降低，叶中蓝细菌未定属、雷尔氏菌属和交链孢霉属丰度在减低，假单胞菌属、泛菌属和茎点霉属的丰度在茎和叶中都不断提高。（3）品种和产区对宁夏枸杞根、茎、叶中内生细菌和内生真菌分布影响不大。（4）宁夏枸杞根、茎、叶中都存在典型的核心内生菌组。（5）根内生细菌和内生真菌中存在与枸杞鲜果中多糖、总黄酮、甜菜碱积累正、负相关的属。本项目研究结果为内生菌应用于宁夏枸杞育种栽培提供支持。