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1、肺衣属地衣细菌群落初步研究地衣是由真菌和藻类共生的一类特殊生物,虽无根、茎、叶的分化,却往往能在恶劣条件下存活,被称为“植物界的拓荒先锋”,具有极高的科研和食药用价值。目前发现地衣体内有大量的内生真菌、细菌,共生细菌为地衣体提供营养、氮素来源、抵抗生物以及非生物胁迫,在地衣共生系统中的作用越来越被重视,但是共生细菌的群落分布特点、影响其分布因素还有待研究。本实验首次利用Illumina Miseq平台对采自四个不同地点的共25份肺衣属地衣标本非光合地衣细菌进行高通量测序。25份标本分别采自:云南老君山六份,四川嘎贡山自然保护区内两个地点各六份,以及云南哀牢山的七份。主要运用Mothur软件包与
2、基于Linux系统的FLASH、QIIME软件包,对测序得到的海量数据进行处理。25份标本测序后共得到有效序列966653条,四组25份样本中去除光合共生细菌后得到高质量序列共有392509条,每份样本平均15700条,平均占样本有效序列的40.60%。所有标本测序得到的数据中光合共生细菌的丰度都超过半数,而本实验研究非光合地衣细菌群落,所以在后期数据处理过程中我们将光合共生细菌的序列去除。25份样本中经OTU划分与分类地位鉴定,主要有十一个菌门,分别为:变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bactero
3、idetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌门(Actinobacteria)、产水菌门(Armatimonadetes)疣微菌门(Verrucomicrobia)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、WPS-2。其中变形菌门(Proteobacteria)在25份样品中的平均占比在50%以上,占绝对优势。目水平根瘤菌目(Rhizobiales)为优势类群;科水平醋杆菌科(Acetobacteraceae)为最优势类群;属水平最优势类群未定名,这说明地衣内存在许多未被发现的新种。四组内,组间标本门、目分类水平,丰度最高类群没有
4、差别。门水平丰度最高类群为变形菌门(Proteobacteria),组内各样本平均丰度丰度为:A组49.58%B组54.38%C组56.15%D组54.09%。目水平丰度最高类群为根瘤菌目(Rhizobiales),组内各样本平均丰度丰度为:A组21.27%B组18.23%C组22.52%D组26.96%。组间标本科水丰度最高类群不同,采自云南哀牢山的六份标本丰度最高类群为甲基孢囊菌科(Methylocystaceae)20.21%,其余三组为醋杆菌科(Acetobacteraceae)组内各样本平均丰度丰度为:A组17.83%B组22.87%C组19.82%。四组不同采集地的肺衣属地衣非光合
5、地衣细菌在七个门以及多个属内存在统计学显著性差异,但存在统计学差异的门与属,大部分不是所在分类水平内的优势类群。对目与科水平每组内平均占比最高的四个类群进行组间差异分析发现,采自云南哀牢山的六份地衣标本内非光合细菌在酸杆菌目(Acidobacteriales)与酸杆菌科(Acidobacteriaceae)与其他三组存在统计学差异。每个分类阶元的组内各样本优势类群丰度方差较大,数据离散,说明组内各份样本的非光合地衣细菌分布有一定随机性,但总得来看25份肺衣属地衣标本门、纲、目分类水平丰度最高类群相同,说明肺衣属非光合地衣细菌具有物种特异性。根瘤菌目细菌与植物固氮密切相关,而目一级分类水平中,根
6、瘤菌目为最优势类群说明非光合共生细菌在地衣中有固定氮素的作用。且在所有25份标本中都检测到了放线菌门(Actinobacteria)的存在,猜测非光合地衣细菌在地衣体内扮演“防卫者”角色。25份标本非光合地衣细菌Alpha多样性指数显示,每份标本内的非光合地衣细菌的多样性及其丰富,且群落多样性较高。但四个不同采集地间多样性指数统计学分析显示,组间多样性指数不具有统计学差异,说明不同采集地对肺衣属地衣非光合地衣细菌群落丰度不产生影响。通过基于UniFrac距离矩阵分析,我们发现,海拔上与其他三个采集地点存在明显差别的云南哀牢山的七份标本非光合地衣细菌群落聚到一起,而其余18份标本较分散。说明海拔因素对肺衣属地衣非光合地衣细菌群落稳定性产生影响,相对低海拔的样本间群落差异较小。
