推荐论文｜青钱柳根际微生物及其多糖累积的相关性分析

摘要：基金项目：国家自然科学基金项目(31560579)；湖北省重点研发计划项目(2022BBA0059)；恩施州科技计划项目（D20230067）。

作者：陈菲菲1,2，李红英1,2，孙举志1,2，向极钎1,2*

单位：1.恩施土家族苗族自治州农业科学院；2.湖北省富硒产业技术研究院

简介：陈菲菲，女，湖北恩施人，助理研究员，硕士，从事微生物学研究。*通信作者，农艺师，从事微生物学研究。

基金项目：国家自然科学基金项目(31560579)；湖北省重点研发计划项目(2022BBA0059)；恩施州科技计划项目（D20230067）。

来源：《安徽农业科学》2025年4期

引文格式：陈菲菲,李红英,孙举志,等.青钱柳根际微生物及其多糖累积的相关性分析[J].安徽农业科学,2025,53(4):149-154.

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青钱柳常生长在海拔500~2500m的多云多雾的森林之中，是我国南方特有的药食同源植物，具有降血糖、降血压、提高免疫力等功效。青钱柳在医学界被称为“天然胰岛素”，被美国FDA认可，但其成分复杂，有效成分更是难以分析。此前针对青钱柳的研究主要围绕其降糖成分和降糖机理方面，对其生长环境的根际微生物群落与其成分积累的相关性少有研究。

目的

了解不同产地青钱柳（Cyclocarya paliurus）根际土壤微生物多样性及其差异，探讨青钱柳多糖与其土壤微生物群落的联系，为青钱柳的优质高产栽培提供参考依据。

方法

以生长野生青钱柳的5个地区（XJC广西小江村，GTC贵州格头村，CBC湖南赤坂村，HGZ江西杨家坪林场，YQP湖北鸦丘坪村）的15个土壤样品为研究对象，提取土壤微生物总 DNA，结合Illumina MiSeq高通量测序技术进行研究。采样点基本信息详见表1。

结果

◆OTU聚类分析序列统计及多样性分析

该试验选取5个地区的野生青钱柳的根际土壤进行测定。细菌基因序列测定结果（表2）显示，共获得122984条有效序列数，XJC、GTC、CBC、HGZ、YQP所含OTU数分别为1823、1783、1784、2331、2557；不同组别的土壤中Shannon指数从高到低依次为CBC>YQP>XJC>HGZ>GTC，说明CBC土样的细菌群落多样性最高，GTC土样的细菌群落多样性最低，即CBC土样的细菌类群最丰富，GTC土样的细菌类群最少。

真菌基因序列测定结果（表3）显示，共获得217558条有效序列数，XJC、GTC、CBC、HGZ、YQP所含OTU数分别为823、1308、366、1089、1312；不同组别的土壤中Shannon指数从高到低依次为GTC>YQP>XJC>HGZ>CBC,说明GTC土样的真菌类群最丰富，CBC土样的真菌类群最少。

5个样品的细菌、真菌Shannon指数及覆盖率的分析结果（表2、表3和图1b)表明，5个样品中大部分微生物类群已完成测序，可以进行后续分析。

图1 5个根际土壤群落分类单元（OTU）（a）和Shannon指数（b）稀释曲线

◆群落结构分析

细菌群落结构分析。从图2可以看出，5个区域土壤样品高通量测序后共获得14个门和未确定类群，且5个区域土壤样品均有14门的微生物。在这些土壤中占优势的菌门及其相对丰度分别为酸杆菌门(Acidobacteria，24.81%~36.13%)、变形菌门(Proteobacteria，25.13%~32.82%)、浮霉菌门(Planctomycetes，6.88%~10.57%)、疣微菌门(Verrucomicrobia，4.77%~8.97%)。且5个区域的土样中占优势的菌门均是酸杆菌门、变形菌门；XJC组土样、 GTC组土样、YQP组土样中酸杆菌门所占比例高于变形菌门，而CBC组土样、HGZ组土样中变形菌门所占比例高于酸杆菌门。

图2 不同区域土壤样品中细菌菌门组成

5个区域土壤样品高通量测序后共获得887个菌属。如图3所示，优势类群为一未能分类的细菌属，随后依次为酸杆菌属（Acidibacter，0.91%～5.20%）、热酸菌属（Acidothermus，0.32%～2.94%）、鞘氨醇单胞菌属（Bryobacter，1.84%～2.82%）、黄杆菌属（Flavobacterium，0.11%～2.41%）。

图3 不同区域土壤样品中细菌菌属组成

真菌群落结构分析。从图4可以看出，5个区域土壤样品高通量测序后共获得6个门和未确定类群，且5个区域土壤样品均有6个门的微生物。6个门及其相对丰度分别为纤毛属菌门(Ciliophora，0.05%~1.21%)、子囊菌门(Ascomycota，37.07%~55.72%)、担子菌门(Basidiomycota，17.95%~35.76%)、壶菌门(Chytridiomycota，0.11%~1.25%)、罗泽洛菌塔门(Rozellomycota，0.06%~5.41%)、接合菌门(Zygomycota，1.25%~18.50%)。且5个区域的土样中占优势的菌门均是子囊菌门、担子菌门。

图4 不同区域土壤样品中真菌菌门组成

5个区域土壤样品高通量测序后共获得653个菌属。如图5所示，优势类群为叶杯菌属(Ciborinia，0.58%~35.54%)、牛肝菌属(Boletus，0.09%~14.58%)、孢霉属(Mortierella，0.09%~13.06%)、湿伞属(Hygrocybe，0.10%~11.68%)、丝瑚菌属(Aphanobasidium，0.06%~11.28%)、古根菌属(Archaeorhizomyces，0.10%~9.67%)。

图5 不同区域土壤样品中真菌菌属组成

◆多糖含量测定结果

依据保健食品功效成分检测方法（2011版）测定青钱柳多糖的含量，结果表明（图6），YQP（湖北鸦丘坪村）组青钱柳中多糖含量高于其他组，且与XJC（广西小江村）组、GTC（贵州格头村）组差异不显著，与CBC（湖南赤坂村）组、HGZ（江西杨家坪林场）组差异显著。由此可知，不同地区青钱柳样本中的多糖含量有很大差异，这可能与它们所处的生存环境有关。

注：不同小写字母表示差异显著（P

图6 青钱柳植株样品的多糖测定结果

◆不同地区青钱柳多糖含量聚类分析

为了研究不同地区青钱柳多糖含量的相似性，利用SPSS 19.0系统软件中的系统聚类法，对5个不同地区青钱柳的多糖含量进行聚类分析，结果如图7所示。

图7 不同地区青钱柳多糖含量聚类分析

从图7可以看出，5个青钱柳产地分为三大类，其中YQP样本中多糖含量与其他几个地方距离较远，为一类；而CBC组、HGZ组样本质量相似性最高，为一类；XJC组、GTC组为一类。以CBC（湖南赤坂村）样本为基准点，其距离由近及远依次为HGZ（江西杨家坪林场）、 XJC（广西小江村）、GTC（贵州格头村）、YQP（湖北鸦丘坪村）。

◆不同地区青钱柳根际土壤微生物群落与其多糖含量的相关性分析

细菌群落与其多糖含量的相关性分析。为了进一步分析青钱柳根际微生物与青钱柳多糖含量的相关性，利用皮尔森相关性分析青钱柳属水平的细菌与其多糖含量的关系。结果发现（表4），大部分细菌类群与多糖含量的相关性不大，但Candidatus_Nitrosotalea（奇古菌门的一个未定菌属）与其多糖含量呈极显著正相关（P