山韭根际和内生真菌群落组成与多样性分析

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2025.06.003

草地学报 ›› 2025, Vol. 33 ›› Issue (6): 1736-1748.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2025.06.003

山韭根际和内生真菌群落组成与多样性分析

宋雪¹, 戚晶晶¹, 付楚涵¹, 肖正琴¹, 贾茗涵¹, 孔雨丹¹, 项继红², 秦立刚¹

1. 东北农业大学动物科学技术学院, 黑龙江哈尔滨 150030;
2. 黑龙江省草原站, 黑龙江哈尔滨 150000

收稿日期:2024-10-08 修回日期:2025-03-02 出版日期:2025-06-15 发布日期:2025-06-13
通讯作者: 秦立刚,E-mail:qinligang@neau.edu.cn
作者简介:宋雪（2000-），女，满族，辽宁本溪人，硕士研究生，从事草地植物资源利用研究，E-mail：songxue2023@163.com
基金资助:
国家自然科学基金（32271770）；黑龙江省自然科学基金优秀青年项目（YQ2023C013）资助

Analysis of Community Composition and Diversity of Rhizosphere Soil Fungal Community and Endophytic Fungal Community in Allium senescens L.

SONG Xue¹, QI Jing-jing¹, FU Chu-han¹, XIAO Zheng-qin¹, JIA Ming-han¹, KONG Yu-dan¹, XIANG Ji-hong², QIN Li-gang¹

1. College of Animal Science, Northeast Agricultural University, Harbin, Heilongjiang Province 150030, China;
2. Grassland Station of Heilongjiang Province, Harbin, Heilongjiang Province 150000, China

Received:2024-10-08 Revised:2025-03-02 Online:2025-06-15 Published:2025-06-13

摘要/Abstract

摘要： 山韭（Allium senescens L.）是野生优良葱属植物，具药用、食用、观赏、生态修复等多重价值。为探明山韭根际土、种子、根、鳞茎、和叶五个生态位中真菌群落特征及多样性，采用ITS扩增子测序技术，并结合相关网络分析和功能预测方法展开研究。研究结果显示：山韭根际和内生真菌优势菌门为子囊菌门（Ascomycota，56.86%）和担子菌门（Basidiomycota，20.47%）。山韭不同生态位真菌群落组成和多样性存在差异，山韭根内生真菌群落丰度和多样性最高，种子内生真菌群落丰度和多样性最低。通过线性判别分析（Linear discriminant analysis Effect Size，LEfSe）确定山韭根际和内生真菌标志物有64个，主要分布于根际土、根和鳞茎。山韭根际和内生真菌的营养型以病理-腐生-共生营养型为主。综上，山韭内生菌多样性丰富，且不同生态位真菌组成有差异，研究为山韭内生菌菌种开发和功能利用奠定了基础。

关键词: 内生真菌群落, ITS, 生态位, 功能预测

Abstract: Allium senescens L. （A. senescens） is a common grassland plant with multiple values such as medicinal， edible， ornamental， and ecological restoration. To explore the characteristics and functional diversity of rhizosphere fungal community and endophytic fungal community of A. senescens， including rhizosphere soil， seeds， roots， bulbs， and leaves， the study was carried out using ITS amplicon sequencing technology， combining with related network analysis and function prediction methods. The results showed that the dominant phyla of rhizosphere and endophytic fungi in A. senescens were Ascomycota （56.86%） and Basidiomycota （20.47%）. The composition and diversity of fungal communities in different niches of A. senescens were different. The abundance and diversity of endophytic fungal communities were the highest in the roots of A. senescens， and the lowest in seeds. Linear discriminant analysis Effect Size （LEfSe） analysis showed that there were 64 markers of rhizosphere and endophytic fungi in A. senescens， which were mainly distributed in rhizosphere soil， roots and bulbs. The rhizosphere and endophytic fungi of A. senescens were mainly pathotroph-saprotroph-symbiotroph. In summary， the diversity of endophytic bacteria in A. senescens was rich， and the composition of fungi in different ecological niches was different， which laid a foundation for the development and functional utilization of endophytic fungi in A. senescens.

Key words: Endophytic fungal community, ITS, Ecological niches, Function prediction

中图分类号:

S647
S154.3

宋雪, 戚晶晶, 付楚涵, 肖正琴, 贾茗涵, 孔雨丹, 项继红, 秦立刚. 山韭根际和内生真菌群落组成与多样性分析[J]. 草地学报, 2025, 33(6): 1736-1748.

SONG Xue, QI Jing-jing, FU Chu-han, XIAO Zheng-qin, JIA Ming-han, KONG Yu-dan, XIANG Ji-hong, QIN Li-gang. Analysis of Community Composition and Diversity of Rhizosphere Soil Fungal Community and Endophytic Fungal Community in Allium senescens L.[J]. Acta Agrestia Sinica, 2025, 33(6): 1736-1748.

参考文献

[1] HARDOIM P R，VAN OVERBEEK L S，BERG G，et al. The hidden world within plants： ecological and evolutionary considerations for defining functioning of microbial endophytes[J]. Microbiology and Molecular Biology Reviews，2015，79（3）：293-320
[2] TRIVEDI P，LEACH J E，TRINGE S G，et al. Plant-microbiome interactions： from community assembly to plant health[J]. Nature Reviews Microbiology，2020，18（11）：607-621
[3] MVLLER D B，VOGEL C，BAI Y，et al. The plant microbiota： systems-level insights and perspectives[J]. Annual Review of Genetics，2016，50：211-234
[4] LEACH J E，TRIPLETT L R，ARGUESO C T，et al. Communication in the phytobiome[J]. Cell，2017，169（4）：587-596
[5] FITZPATRICK C R，SALAS-GONZALEZ I，CONWAY J M，et al. The plant microbiome： from ecology to reductionism and beyond[J]. Annual Review of Microbiology，2020，74：81-100
[6] 付静，刘堰凤，梅眉，等. 韭菜根际真菌和内生真菌种群多样性分析[J]. 华北农学报，2018，33（Sup1）：246-252
[7] 梁宇，高玉葆. 内生真菌对植物生长发育及抗逆性的影响[J]. 植物学通报，2000，（1）：52-59
[8] 程龙媛，张国卉，孙燕，等. 药用植物-内生菌-根际微生物互作研究进展[J]. 中草药，2024，55（15）：5264-5273
[9] MAIGNIEN L，DEFORCE E A，CHAFEE M E，et al. Ecological succession and stochastic variation in the assembly of Arabidopsis thaliana phyllosphere communities[J]. Mbio，2014，5（1）：10-1128
[10] CHI F，SHEN S H，CHENG H P，et al. Ascending migration of endophytic rhizobia， from roots to leaves， inside rice plants and assessment of benefits to rice growth physiology[J]. Applied and Environmental Microbiology，2005，71（11）：7271-7278
[11] BERG G，SMALLA K. Plant species and soil type cooperatively shape the structure and function of microbial communities in the rhizosphere[J]. Fems Microbiology Ecology，2009，68（1）：1-13
[12] BULGARELLI D，ROTT M，SCHLAEPPI K，et al. Revealing structure and assembly cues for Arabidopsis root-inhabiting bacterial microbiota[J]. Nature，2012，488（7409）：91-95
[13] GANS J，WOLINSKY M，DUNBAR J. Computational improvements reveal great bacterial diversity and high metal toxicity in soil[J]. Science，2005，309（5739）：1387-1390
[14] LUNDBERG D S，LEBEIS S L，PAREDES S H，et al. Defining the core Arabidopsis thaliana root microbiome[J]. Nature，2012，488（7409）：86-90
[15] DUBEY A，MALLA M A，KUMAR A，et al. Plants endophytes： unveiling hidden agenda for bioprospecting toward sustainable agriculture[J]. Critical Reviews in Biotechnology，2020，40（8）：1210-1231
[16] LIN H Y，LIU C W，PENG Z，et al. Distribution pattern of endophytic bacteria and fungi in tea plants[J]. Frontiers in Microbiology，2022，13：872034
[17] 强晓晶，刘磊，黄帆，等. 紫花苜蓿根际土壤真菌和不同部位内生真菌的菌群组成及多样性分析[J]. 中国草地学报，2024，46（4）：78-89
[18] 李亮亮，王继雯，刘德海，等. 花生不同组织内生真菌群落多样性及其生态功能结构分析[J]. 山东农业科学，2022，54（7）：85-92
[19] 宋小双，张瑶，李亚洲，等. 植物内生真菌多样性及功能研究进展[J]. 中国农学通报，2024，40（30）：114-118
[20] ZHANG J，ZHU Y H，SI J P，et al. Metabolites of medicine food homology-derived endophytic fungi and their activities[J]. Current Research in Food Science，2022，5：1882-1896
[21] AHMED A M，MAHMOUD B K，MILLAN A N，et al. The endophytic Fusarium strains： a treasure trove of natural products[J]. Royal Society of Chemistry Advances，2023，13（2）：1339-1369
[22] LIU R C，YANG L，ZOU Y N，et al. Root-associated endophytic fungi modulate endogenous auxin and cytokinin levels to improve plant biomass and root morphology of trifoliate orange[J]. Horticultural Plant Journal，2023，9（3）：463-472
[23] ZHOU X R，DAI L，XU G F，et al. A strain of Phoma species improves drought tolerance of Pinus tabulaeformis[J]. Scientific Reports，2021，11（1）：7637
[24] MANGANYI M C，ATEBA C N. Untapped potentials of endophytic fungi： a review of novel bioactive compounds with biological applications[J]. Microorganisms，2020，8（12）：1934
[25] WANG J Y，JAYASINGHE H，CHO Y T，et al. Diversity and biocontrol potential of endophytic fungi and bacteria associated with healthy Welsh onion leaves in Taiwan[J]. Microorganisms，2023，11（7）：1801
[26] 李乐溪. 不同地区大蒜内生菌资源及对植物病原菌抑菌活性的初步研究[D]. 无锡：江苏师范大学：2018：17-26
[27] HUANG Y H. Illumina-based analysis of endophytic bacterial diversity of four Allium species[J]. Scientific Reports，2019，9：15271
[28] HUANG Y H. Comparison of rhizosphere and endophytic microbial communities of Chinese leek through high-throughput 16S rRNA gene Illumina sequencing[J]. Journal of Integrative Agriculture，2018，17（2）：359-367
[29] 孙楠，梁方方，陈建华，等. 韭菜不同生态位微生物群落组成及功能特征[J]. 中国农业大学学报，2023，28（3）：61-73
[30] WANG Y X，WANG C N，GU Y Z，et al. The variability of bacterial communities in both the endosphere and ectosphere of different niches in Chinese chives （Allium tuberosum）[J]. Plos One，2020，15（1）：e0227671
[31] 李韦瑶. 山韭（Allium senescens L.）种子萌发特性及遗传转化体系研究[D]. 哈尔滨：东北农业大学：2023：1-51
[32] 姜杰，马瑞鑫，徐聪，等. 山韭幼苗的抗旱性及其生理响应[J]. 草学，2020（6）：30-39
[33] 胡国富，李韦瑶，肖汇川，等. ABA和GA₃对山韭种子萌发、生理特性及内源激素含量的影响[J]. 草地学报，2022，30（9）：2399-2406
[34] 李鸿雁，李俊，黄帆，等. 内蒙古不同生态区野生山韭表型性状遗传多样性分析[J]. 中国草地学报，2017，39（3）：38-43
[35] 宫强，关道明，王耀兵，等. 大肠杆菌总DNA快速提取方法的比较研究[J]. 海洋环境科学，2005（4）：63-66
[36] MAGOC T，SALZBERG S L. FLASH： fast length adjustment of short reads to improve genome assemblies[J]. Bioinformatics，2011，27（21）：2957-2963
[37] BOKULICH N A，SUBRAMANIAN S，FAITH J J，et al. Quality-filtering vastly improves diversity estimates from Illumina amplicon sequencing[J]. Nature Methods，2013，10（1）：57-U11
[38] EDGAR R C，HAAS B J，CLEMENTE J C，et al. UCHIME improves sensitivity and speed of chimera detection[J]. Bioinformatics，2011，27（16）：2194-2200
[39] WANG Y Y，GUO H，GAO X G，et al. The intratumor microbiota signatures associate with subtype， tumor stage， and survival status of esophageal carcinoma[J]. Frontiers in Oncology，2021，11：754788
[40] LI R，DUAN W Y，RAN Z F，et al. Diversity and correlation analysis of endophytes and metabolites of Panax quinquefolius L. in various tissues[J]. Bmc Plant Biology，2023，23（1）：275
[41] 古玉梅，申敏，赵爽. 蜘蛛香内生真菌及其根际土壤真菌群落多样性[J]. 微生物学通报，2024，51（7）：1-16
[42] TAULE C，VAZ-JAURI P，BATTISTONI F. Insights into the early stages of plant-endophytic bacteria interaction[J]. World Journal of Microbiology & Biotechnology，2021，37（1）：1-9
[43] CHIELLINI C，DE LEO M，LONGO V，et al. Characterization of the endophytic bacterial community of Bituminaria bituminosa plant grown in vitro and its interaction with the plant extract[J]. Frontiers in Plant Science，2023，13：1076573
[44] WEI G，NING K，ZHANG G，et al. Compartment niche shapes the assembly and network of Cannabis sativa-associated microbiome[J]. Frontiers in Microbiology，2021，12：714933
[45] 黄颖，孟慧，何欣，等. 沉香属植物内生真菌多样性及功能研究进展[J]. 中草药，2024，55（4）：1397-1406
[46] VACHER C，HAMPE A，PORTE A J，et al. The phyllosphere： microbial jungle at the plant-climate interface[J]. Annual Review of Ecology， Evolution， and Systematics，2016，47：1-24
[47] YAN Z Z，CHEN Q L，ZHANG Y J，et al. Industrial development as a key factor explaining variances in soil and grass phyllosphere microbiomes in urban green spaces[J]. Environmental Pollution，2020，261：114201
[48] GRADY K L，SORENSEN J W，STOPNISEK N，et al. Assembly and seasonality of core phyllosphere microbiota on perennial biofuel crops[J]. Nature Communications，2019，10（1）：4135
[49] ZHOU S Y D，LI H，GILES M，et al. Microbial flow within an air-phyllosphere-soil continuum[J]. Frontiers in Microbiology，2021，11：615481
[50] 吕增伟，文国卫，赖文峰，等. 水栒子内生真菌群落结构及多样性[J]. 福建农林大学学报（自然科学版），2024，53（1）：114-122
[51] 尹秀，禄亚洲，张二豪，等. 手掌参内生真菌及根际土壤真菌的群落组成[J]. 植物保护学报，2022，49（4）：1102-1110
[52] 刘涛，马楠，金吉芬，等. 黑老虎内生真菌及根际土壤真菌的群落结构与生态功能分析[J]. 广西植物，2023，43（5）：869-879
[53] 郭奇颖，丘雨，黄胡铃，等. 木薯内生真菌及其根际土壤真菌多样性分析[J/OL]. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20240222.1554.012.html，2024-02-23/2025-02-02
[54] 邱先丹，陈晓梅，朱军，等. 雪莲花根冷适应内生真菌多样性及生物学特性[J]. 微生物学通报，2024，51（5）：1-16
[55] LV Y L，ZHANG F S，CHEN J，et al. Diversity and antimicrobial activity of endophytic fungi associated with the alpine plant Saussurea involucrata[J]. Biological & Pharmaceutical Bulletin，2010，33（8）：1300-1306
[56] 陈娟，朱军，阎波，等. 新疆药用植物天山雪莲及红景天内生真菌的分离与初步鉴定[J]. 菌物学报，2018，37（1）：110-119
[57] 李盼盼，袁晓龙，李金海，等. 湖北烟草内生真菌生物多样性和种群结构分析[J]. 微生物学报，2018，58（10）：1853-1863
[58] 金慧清，程昌合，徐清泉，等. 烟草内生真菌对烟草生长和烟叶重金属含量的影响[J]. 菌物学报，2017，36（2）：186-192
[59] COLEMAN-DERR D，DESGARENNES D，FONSECA-GARCIA C，et al. Plant compartment and biogeography affect microbiome composition in cultivated and native Agave species[J]. New Phytologist，2016，209（2）：798-811
[60] FONSECA-GARCIA C，COLEMAN-DERR D，GARRIDO E，et al. The cacti microbiome： interplay between habitat filtering and host specificity[J]. Frontiers in Microbiology，2016，7：150
[61] ALEXIS D，MAILLARD F，FOULON J，et al. Environmental metabarcoding reveals contrasting belowground and aboveground fungal communities from poplar at a hg phytomanagement site[J]. Microbial Ecology，2017，74：795-809
[62] 肖方南，姜梦，李媛媛，等. 塔里木河下游柽柳灌丛土壤真菌群落结构及多样性分析[J]. 干旱区地理，2021，44（3）：759-768

山韭根际和内生真菌群落组成与多样性分析

Analysis of Community Composition and Diversity of Rhizosphere Soil Fungal Community and Endophytic Fungal Community in Allium senescens L.

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[1]	阿拉姆, 尹正辉, 李森, 丹增晋美, 雷鸣, 赵志强, 边玛, 公布克珠, 文雪梅. 拉萨河流域沼泽湿地优势草本生态位及种间联结分析[J]. 草地学报, 2025, 33(8): 2666-2676.
[2]	马晓丽, 牛玉丽, 陈哲, 关晋宏, 杜岩功, 郭小伟, 王世雄. 不同多度等级物种对高寒草甸物种多样性的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(7): 2070-2077.
[3]	郑敏娜, 康佳惠, 龚瑞杰, 陈燕妮, 韩志顺, 梁秀芝. 不同苜蓿-粮食作物（饲草）轮作模式对土壤细菌群落组成及其生态功能影响[J]. 草地学报, 2025, 33(5): 1387-1397.
[4]	张小芳, 张春平, 董全民, 霍丽安, 童永尚, 张雪, 杨增增, 俞旸, 曹铨. 环青海湖地区多年生栽培草地土壤真菌群落结构特征[J]. 草地学报, 2024, 32(9): 2803-2815.
[5]	禹安然, 杨彦泽, 乔冠栋, 张俊, 董一丁, 侯向阳, 路文杰. 功能性状对乡土植物混播草地产量及稳定性的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(8): 2357-2365.
[6]	熊梅, 安海波, 赵萌莉, 乔荠瑢, 张峰, 郑佳华. 放牧对荒漠草原主要植物种群空间格局与生态位的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(4): 1177-1183.
[7]	丁子健, 蒋师丞, 任百慧, 白龙, 秦嗣军, 李佳欢. 土地利用方式对低山丘陵区土壤理化性质及微生物群落的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(2): 426-435.
[8]	郭艳萍, 王月君, 彭思嘉, 左淑贤, 张英俊, 罗海玲. 基于粪便DNA宏条形码的人工草地放牧绵羊采食组分研究[J]. 草地学报, 2024, 32(10): 3043-3051.
[9]	张鑫, 张丹, 代鹏飞, 张广森, 宋玫. 气候变化下反枝苋潜在中国适生区及生态位研究[J]. 草地学报, 2024, 32(10): 3280-3288.
[10]	唐颖, 齐实, 张林, 李鹏, 赖金林, 廖瑞恩, 张岩, 张岱. 不同类型侧柏人工林下优势草本生态位及种间关系研究[J]. 草地学报, 2024, 32(1): 261-274.
[11]	徐林芳, 米媛婷, 柳兰洲, 温璐, 李永宏, 许继飞. 内蒙古不同类型草原土壤真菌群落结构及其影响因子的研究[J]. 草地学报, 2023, 31(7): 1977-1987.
[12]	尹正辉, 陈新丰, 拉多. 模拟增温和放牧对高寒草甸主要植物生态位及种间联结的影响[J]. 草地学报, 2023, 31(5): 1302-1313.
[13]	方铧, 陈星彤, 刘明月, 张永彬, 苗正红, 满卫东, 张清文, 寇财垚, 李想. 基于Maxent模型的互花米草潜在生境适宜性分析[J]. 草地学报, 2023, 31(11): 3514-3524.
[14]	宋志萍, 王晓丽, 王彦龙, 周选博, 谢乐乐. 三江源区高寒草甸植物种群生态位对返青期休牧时间的响应[J]. 草地学报, 2022, 30(7): 1651-1658.
[15]	张彩军, 王小燕, 刘倩倩, 安康, 蒲强胜, 王志成, 苏军虎. 人为活动干扰对甘南高寒草甸喜马拉雅旱獭食性的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(5): 1219-1226.