【派森诺项目文章】丛枝菌根真菌研究新高度，防止水土流失大显神通！
发表期刊
《Science of the Total Environment》
影响因子
4.900
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号外号外，AMF研究再传捷报！近日，派森诺生物与西北农林科技大学合作，在《Science of the Total Environment》（影响因子4.900）上发表研究成果，揭示刺槐种植林龄变化过程中，刺槐根及根际土壤中丛枝菌根真菌的菌群结构变化情况。
研究背景
丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungal，AMF）是80%陆生植物的共生微生物，它可以促进植物的生长，并提高植物抵抗环境压力的能力，而不同植物的共生AMF菌群结构也大相径庭，两者互利共生，使生态系统达到平衡。刺槐也称洋槐，是一种源于北美洲的固定木本豆科植物，生长迅速，并且可以应对干旱和水土流失，具有强有效的固沙保土能力，现已被广泛引种到亚洲和欧洲等地。刺槐树根部也可以形成根瘤，与AMF真菌共生，从而进一步巩固了“植物——土壤生态系统”防止水土流失的能力。
研究目的
本研究以刺槐的根际土壤和根部共生微生物群落为研究对象，将高通量测序和理化检测分析相结合，旨在阐明刺槐树的种植对土壤性质的影响，以及AMF真菌群落随着林龄的增长所发生的变化；并在此基础上，进一步验证植被可引起AMF菌群结构持续变化的这一假设。
研究方法
测序技术：454 GS-FLX高通量测序平台
测序模式：丛枝菌根真菌18S rRNA基因测序
实验对象：刺槐树根及其根际土壤
实验设计：从1955年起在陕西长武王东沟流域的野生草地上种植刺槐，分别在第11年、23年、35年、46年的四个林龄取刺槐根际土壤和刺槐根，并取邻近草地土壤作为对照，共15个根际土壤样品和12个刺槐样品
研究结果
对刺槐种植地的表层土壤进行理化性质测定，并对15个根际土壤样品和12个根样品分别进行高通量测序，共获得50,339条高质量序列。
对不同林龄的刺槐种植表层土壤进行理化性质测定，以附近没有种植过刺槐的野草土壤作为对照，其中有效K和NO3-N含量随着林龄的增长显著增加，而脱氢酶和碱性磷酸酶活性则呈现截然相反的趋势；过氧化氢酶活性在0~23林龄间先降低，而后持续增加。
根样品高通量测序的NMDS分析结果显示，不同林龄的刺槐根中AMF菌群结构差异明显；同时，PERMANOVA检验结果也证实，根际土壤和根中AMF菌群结构差异显著，但是不同林龄间的根际土壤中AMF菌群结构组成并没有显著差异。
对根际土壤样品和根样品中的属水平分类单元进行统计，发现所有林龄根际土壤以及根中，Rhizophagus都是是绝对优势属。
由Alpha多样性指数可知，根样品中AMF菌群Chao1指数和OTU丰富度随着林龄呈现出驼峰型变化趋势，在35年林龄处达到最大值37.0 ± 14.1和16.4 ±2.8。
根中AMF菌的囊泡和结构形态并不随着林龄的增长而有所变化；但是根中AMF菌丛枝和菌丝随着林龄的增长呈现驼峰型变化趋势；根中AMF真菌孢子密度随着林龄的增长显著增加。
对土壤理化性质和根际土壤及刺槐根中AMF真菌的属性做皮尔森相关性分析，由图可知Claroideoglomus属的相对丰度和土壤中NO3-N成分、脱氢酶活性及碱性磷酸酶活性呈负相关，和土壤有效K、AMF菌在根中的定植率、Chao1指数及OTU丰富度成正相关。
由结构方程模型分析结果可知，土壤中的有效K和NO3-N对刺槐根中AMF菌群结构、AMF菌孢子密度以及根中AMF菌的定植率有着显著影响。
总结
本研究通过对不同林龄段刺槐根际土壤和刺槐根中的AMF真菌菌群进行高通量测序，并与刺槐种植土壤理化性质分析结果相结合，揭示了林龄增长过程中，刺槐根际土壤及刺槐根中AMF菌群结构的变化情况，以及土壤理化性质和AMF菌群属性的相互作用关系，为后续的刺槐根及根际土壤中AMF菌群功能研究奠定了基础。
本研究的测序和数据分析工作由上海派森诺生物科技股份有限公司完成。
文章索引：
M Sheng, Xd Chen, Xl Zhang, C Hamel, Xw Cui, J Chen, H Chen, M Tang (2017). Changes in arbuscular mycorrhizal fungal attributes along a chronosequence of black locust (Robinia pseudoacacia) plantations can be attributed to the plantation-induced variation in soil properties . Science of the Total Environment . doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.04.199
文案 微生物组事业部
派森诺生物
上海派森诺生物科技股份有限公司成立于2011年4月，总部坐落于上海市徐汇区聚科生物园区。派森诺生物是一家从事基因测序相关领域的科学研究与医学检测服务的高新技术企业，公司下设两家全资子公司：上海桑尼生物科技有限公司和上海派森诺医学检验所有限公司，经过多年的发展，公司已搭建了一代、二代、三代最完善的测序平台及生物信息分析平台，为客户提供包括高通量基因测序、临床医学基因检测、生物信息学服务、生物云计算、分子生物学实验、DNA合成等在内的一站式、全方位服务和系统解决方案。公司组建了国内一流水平的技术、研发、信息分析和管理团队，致力于成为国内领先的基因测序技术服务企业。
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