丹參是一種重要的根莖類藥材,其主要藥用成分丹參酮和丹酚酸的合成受到伴生微生物的調控。但是關于丹參種子和根系伴生微生物組的結構、裝配規(guī)律的研究還鮮有報道,對伴生微生物組的優(yōu)勢種調控丹參次生代謝的研究還不夠深入。因此,論文擬通過擴增子和宏基因組測序等分析技術,解析丹參種子核心微生物組,研究根系微生物組的結構、裝配規(guī)律和種群動態(tài),并比較紫花丹參與白花丹參根際和內生微生物組的結構差異與功能特征,同時利用無菌組培苗共培養(yǎng)體系研究部分優(yōu)勢種調控丹參酮合成的機制,為揭示微生物在丹參藥材品質形成中的作用提供理論依據(jù)。主要研究結果如下:1.丹參種子核心微生物組的優(yōu)勢屬主要包括泛菌屬（Pantoea）和假單胞菌屬（Pseudomonas）和鏈格孢屬（Alternaria）,核心微生物組富集與萜類代謝相關的功能,是丹參次生代謝調控的基因儲備庫。2.丹參種子內生真菌草莖點霉（Phoma herbarum）D603具有產IAA、溶磷和產鐵載體等活性,可以定殖于丹參根部細胞間隙或表面,促進其生長和根系發(fā)育,并通過刺激DXS、HMGR、GGPPS、CPS、KSL和CYP76AH1等關鍵基因的上調表達,促進丹參酮的合... 

【文章來源】：西北農林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

丹參酮的生物合成途徑(時敏等2018;Xuetal.2016;Rodriguez-Concepcionetal.2015;高偉等2015;宋經(jīng)元等2013)

第二章丹參種子核心微生物組的結構與功能KQ-500DE超聲波清洗器、德國Eppendorf公司Eppendorfresearchplus移液器、艾卡（廣州）儀器設備有限公司IKAMS3basic振蕩器、賽默飛世爾科技（中國）有限公司ThermoNANODROP2000核酸微量測定儀、賽默飛世爾科技（中國）有限公司MDF-382EN超低溫冰箱、上�？道追治鰞x器有限公司HealForceNW15UV純水儀、上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠Boxun超凈工作臺。2.3實驗設計與方法2.3.1實驗設置選取陜西省洛南縣、商州區(qū)、銅川市、嵐皋縣，河南省澠池縣、山西省芮城縣和山東省萊蕪市六個不同產地收集的紫花丹參種子7份，采集地區(qū)地里分布見圖2.1。對七個不同地理來源的丹參種子利用IlluminaMiSeq平臺進行細菌16SrRNA基因和真菌ITS2擴增子測序，然后分析了不同來源的種子共有的微生物類群（核心微生物組），再利用PICRUSt軟件預測了丹參種子核心微生物組的細菌功能譜分析，并將丹參與玉米、豆類、水稻和豆類等作物中伴生微生物類群的重疊情況進行分析比較。圖2.1丹參種子樣本采集地的地理分布。DS1(DS1-LN，陜西省洛南縣)，DS2(DS2-SZ，陜西省商州區(qū))，DS3(DS3-TC，陜西省銅川市)，DS4(DS4-LG，陜西省嵐皋縣)，DS5(DS5-MC，河南省澠池縣)，DS6(DS6-RC，山西省芮城市)，DS7(DS7-LW，山東省萊蕪市)。Fig2.1GeographicdistributionofS.miltiorrhizaseedsSamplingsites.17

西北農林科技大學博士學位論文2.3.5核心微生物組的功能預測采用在線PICRUSt軟件(http://picrust.github.io/picrust)預測丹參種子細菌核心微生物組的功能。按照平臺要求修改序列數(shù)據(jù)文件格式，然后按照PICRUSt軟件提供的方法進行功能預測。大致流程如下：種子細菌核心微生物組的OUTBIOM表被用作輸入文件，對于丹參種子樣品的Metagenome進行估算，而預測的基因分類的豐度用KEGG水平3進行分析(Langilleetal.2013)。用統(tǒng)計學方法對PICRUSt的結果用STAMP軟件進行分析(Parksetal.2014)。采用在線FUNGuild數(shù)據(jù)庫（http://www.stbates.org/guilds/app.php）解析丹參種子真菌微生物組的生態(tài)功能類別（guild）(Nguyenetal.2016)，僅選用置信水平為可能（probable）或很可能（highlyprobable）的OTUs及其功能類別。根據(jù)FUNGuild分析格式要求準備輸入文件，利用在線分析獲得guilds文件。然后根據(jù)Guild（功能亞類）利用GraphPadPrism8.0軟件繪制功能亞類百分比柱狀圖，比較不同產地丹參種子真菌微生物組的生態(tài)功能差異。2.4實驗結果與分析2.4.1不同來源種子的遺傳多樣性分析本研究中使用的7個不同產地的丹參種子的遺傳多樣性通過10個SSR標記（附表2.2）進行評估。根據(jù)SSR數(shù)據(jù)分析，個體數(shù)適合代表遺傳多樣性的品種水平。在群體水平上，不同等位基因（Na）和有效等位基因（Ne）的數(shù)量分別在2.80至4.10和2.21至3.28之間（均值分別為5.305和3.113），這表明不同產地的丹參之間存在等位基因差異，但不大顯著。在群體遺傳多樣性參數(shù)中，Shannon信息指數(shù)（I）、觀測雜合度（Ho）和預期雜合度（He）范圍分別為0.86至1.24、0.63至0.85和0.53至0.66，圖2.2不同產地丹參種子的SSR聚類分析圖Fig2.2SSRclusteranalysisofS.miltiorrhizaseedsfromdifferenthabitats20

【參考文獻】：
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本文編號：3247306