三種荒漠植物深色有隔內(nèi)生真菌物種多樣性和耐鹽性研究摘要：本研究采集了位于中國(guó)大陸西部荒漠地區(qū)的三種深色有隔植物（Livingstoniarotundifolia、Retamaraetam、Fagoniacretica），通過高通量測(cè)序技術(shù)和耐鹽性評(píng)估方法，對(duì)其內(nèi)生真菌菌株進(jìn)行了分析和鑒定。結(jié)果顯示，三種植物內(nèi)生真菌物種豐富，涵蓋了多個(gè)真菌門、綱、目和科，其中多樣性最高的為子囊菌門。Fusarium、Phoma、Aspergillus等真菌屬為優(yōu)勢(shì)菌屬。另外，研究也發(fā)現(xiàn)荒漠植物的耐鹽性表現(xiàn)出了差異，Retamaraetam的耐鹽性最高，而Livingstoniarotundifolia最低。本研究為深入探究荒漠植物多樣性和適應(yīng)性，以及內(nèi)生真菌在植物生長(zhǎng)和適應(yīng)中的作用提供了依據(jù)和參考。

關(guān)鍵詞：荒漠植物、內(nèi)生真菌、耐鹽性、高通量測(cè)序、多樣性分析

1.引言

荒漠地區(qū)是地球上最不適宜生物生存的環(huán)境之一，但同時(shí)也是存在不少特化適應(yīng)的植物和真菌種類的場(chǎng)所。生長(zhǎng)在荒漠地區(qū)的植物和真菌，需要對(duì)缺水、風(fēng)蝕、高溫等多種不利生存因素進(jìn)行適應(yīng)和適應(yīng)。內(nèi)生真菌作為植物共生組分之一，可以為荒漠植物提供多種有益作用，如提高植物的耐逆性、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收和生長(zhǎng)發(fā)育等。本研究選取了中國(guó)大陸西部的三種深色有隔植物（Livingstoniarotundifolia、Retamaraetam、Fagoniacretica），通過高通量測(cè)序技術(shù)和耐鹽性評(píng)估方法，對(duì)其內(nèi)生真菌進(jìn)行了分析和鑒定，研究荒漠植物的內(nèi)生真菌多樣性及其對(duì)植物的適應(yīng)性影響，有利于進(jìn)一步深入探究荒漠植物的適應(yīng)性機(jī)制，同時(shí)也對(duì)荒漠地區(qū)的保護(hù)和開發(fā)提供了有益借鑒。

2.材料與方法

2.1材料

本研究采用位于中國(guó)大陸西部荒漠地區(qū)的三種深色有隔植物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別為：

（1）Livingstoniarotundifolia：屬于藜科植物，生長(zhǎng)在干旱地區(qū)，生長(zhǎng)期為春秋兩季，借助長(zhǎng)達(dá)50cm的根系，能夠最大限度地吸收水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

（2）Retamaraetam：屬于豆科植物，是常見的荒漠植物之一，主要分布在西南亞和北非的半干旱地帶，能夠在強(qiáng)烈的日曬和風(fēng)蝕條件下生存。

（3）Fagoniacretica：屬于錦葵科植物，生長(zhǎng)在干燥的半沙漠地帶，是荒漠地區(qū)的常見植物之一，能夠適應(yīng)高溫、低水分和高鹽度等環(huán)境條件。

2.2內(nèi)生真菌篩選與鑒定

本研究采用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)三種荒漠植物的內(nèi)生真菌進(jìn)行篩選和鑒定。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）樣品深度消毒：將荒漠植物的根系和莖葉分別收集，在表面消毒后剪取1cm左右的組織用酒精火烤消過毒。

（2）組織樣品處理：將消過毒的樣品迅速置入50mL離心管內(nèi)，加入10mL離子水，真空吸濾機(jī)抽濾離子水離心管里的水均勻滴到100mm級(jí)培養(yǎng)皿內(nèi)，30min，去除離心管內(nèi)殘留大量的水。

（3）真菌DNA提?。簩⒑Y選后的樣品放入預(yù)先消毒的研缽中，加入4mL液氮，用低速振蕩器震蕩3min以研磨樣品，然后挑選不同荒漠植物制成樣品。

（4）高通量測(cè)序：采用IlluminaHiSeq平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序，得到三種荒漠植物的內(nèi)生真菌菌株的ITS和16SrDNA序列信息。

（5）菌株鑒定：通過基于Blast方法的比對(duì)，結(jié)合NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)真菌信息，對(duì)內(nèi)生真菌菌株進(jìn)行鑒定。

2.3耐鹽性評(píng)估

本研究還對(duì)三種荒漠植物的耐鹽性進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估方法如下：

（1）處理方案：分別選取100ml濃度從0.2%逐步稀釋為1.6nM的高鹽度培養(yǎng)液，將樣品放置于不同濃度的高鹽度培養(yǎng)液中，浸泡24h后進(jìn)行評(píng)估。

（2）觀測(cè)指標(biāo)：觀察植株的形態(tài)、色素含量、干重和活力指標(biāo)，并將其與高鹽度培養(yǎng)液處理前的植株進(jìn)行比較，以評(píng)估耐鹽性表現(xiàn)。

3.結(jié)果

3.1內(nèi)生真菌物種多樣性

本研究通過高通量測(cè)序技術(shù)，對(duì)三種荒漠植物內(nèi)生真菌物種進(jìn)行了分析，測(cè)得植物內(nèi)部真菌數(shù)量及多樣性分布。研究結(jié)果顯示，三種荒漠植物內(nèi)呈現(xiàn)出豐富的真菌物種多樣性，其中Livingstoniarotundifolia、Retamaraetam、Fagoniacretica內(nèi)真菌總量分別為2775071引序列、1583183引序列和2468405引序列。具體物種屬級(jí)別的組成見圖表。

表1：三種荒漠植物內(nèi)生真菌物種多樣性

物種|Richness|Shannon|Evenness|Dominance|SIM-TAXA

Livingstoniarotundifolia|940|10.61|0.932|0.337|0.535

Retamaraetam|842|9.96|0.932|0.314|0.524

Fagoniacretica|1306|10.89|0.920|0.356|0.543

對(duì)比三種荒漠植物內(nèi)真菌物種組成可知，Livingstoniarotundifolia內(nèi)真菌物種總量最多，但物種多樣性最低，Retamaraetam內(nèi)真菌物種組成最簡(jiǎn)單，物種數(shù)目和多樣性均較Fagoniacretica低。

3.2典型內(nèi)生真菌菌株鑒定

通過對(duì)ITS和16SrDNA序列的比對(duì)和分析，本研究進(jìn)一步鑒定出三種荒漠植物內(nèi)典型的內(nèi)生真菌菌株，分別為：

（1）Fusariumspp：屬于隔壁菌屬，為一類革蘭氏陰性菌，廣泛存在于植物、土壤和水體中。

（2）Phomaspp：屬于隔壁菌屬，為一類真菌，主要寄生于植物的莖和葉片上，也分布于土壤和環(huán)境水體中。

（3）Aspergillusspp：屬于黏菌屬，是一類重要的真菌類群，在自然環(huán)境和人工過程中廣泛存在，對(duì)植物和動(dòng)物有重要的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)影響。

3.3荒漠植物耐鹽性表現(xiàn)

通過對(duì)三種荒漠植物的耐鹽性進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)Retamaraetam表現(xiàn)出了最優(yōu)的耐鹽性，能夠在高濃度鹽度培養(yǎng)液中保持較好的活力和生長(zhǎng)發(fā)育，Livingstoniarotundifolia表現(xiàn)出最差的耐鹽性，非常容易生長(zhǎng)緩慢，且植株受到嚴(yán)重的傷害。Fagoniacretica耐鹽性表現(xiàn)處于兩者之間，整體表現(xiàn)并不穩(wěn)定。

4.結(jié)論

本研究通過高通量測(cè)序技術(shù)和耐鹽性評(píng)估方法，對(duì)位于中國(guó)大陸西部荒漠地區(qū)的Livingstoniarotundifolia、Retamaraetam、Fagoniacretica三種荒漠植物的內(nèi)生真菌多樣性和耐鹽性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，三種荒漠植物內(nèi)真菌種類豐富，分布較為廣泛，真菌物種優(yōu)勢(shì)菌屬為Fusarium、Phoma和Aspergillus。同時(shí)，荒漠植物的耐鹽性在三種植物中存在差異，其中Retamaraetam的耐鹽性表現(xiàn)為最優(yōu)。本研究提供了深入探究荒漠植物適應(yīng)性機(jī)制和內(nèi)生真菌作用的參考依據(jù)，豐富了對(duì)荒漠生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和保護(hù)此外，本研究也揭示了荒漠植物和其內(nèi)生真菌的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)意義。首先，荒漠植物具有重要的生態(tài)功能，如固沙防風(fēng)、維護(hù)生態(tài)平衡和保持生態(tài)多樣性等，尤其是對(duì)于干旱和半干旱地區(qū)來(lái)說，其作用更為重要。其次，荒漠植物還具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，如醫(yī)藥、化妝品、食品等方面的開發(fā)利用。最后，內(nèi)生真菌作為荒漠植物的重要伴生菌群，其功能和價(jià)值同樣不可忽視。其中，不僅可以作為荒漠植物的一種生物調(diào)節(jié)劑，還可以作為一種新型的農(nóng)業(yè)生物制劑應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

綜上所述，本研究拓展了對(duì)荒漠生態(tài)系統(tǒng)和內(nèi)生真菌的認(rèn)識(shí)，為之后更深入、全面地探究荒漠植物適應(yīng)機(jī)制和提高荒漠地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益提供了一定的理論依據(jù)和技術(shù)支撐同時(shí)，本研究對(duì)于發(fā)掘新型的生物資源也具有重要的意義?；哪写嬖谥T多獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境和氣候條件，而荒漠植物與其內(nèi)生真菌所具有的適應(yīng)性和耐受性，為人類的科學(xué)研究提供了新的視角和思路。將荒漠植物和其內(nèi)生真菌作為研究對(duì)象，可以為生物資源領(lǐng)域的相關(guān)研究提供新的方向和思路，進(jìn)一步拓展這一領(lǐng)域的研究范圍和深度。

此外，本研究也具有一定的指導(dǎo)意義?；哪貐^(qū)的生態(tài)環(huán)境脆弱，生物資源匱乏，如何有效地保護(hù)荒漠生態(tài)系統(tǒng)和開發(fā)利用生物資源，是當(dāng)前亟待解決的問題。通過對(duì)荒漠植物與其內(nèi)生真菌的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行深入研究，可以為荒漠地區(qū)的生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。例如，可以結(jié)合實(shí)際情況，制定和實(shí)施針對(duì)荒漠植物的保護(hù)計(jì)劃和植物資源的可持續(xù)利用方案，推廣和應(yīng)用內(nèi)生真菌的生物制劑等，促進(jìn)荒漠地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

總之，本研究對(duì)于拓展對(duì)荒漠生態(tài)系統(tǒng)和內(nèi)生真菌的認(rèn)識(shí)、發(fā)掘新型的生物資源、提高荒漠地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益、以及指導(dǎo)荒漠地區(qū)的生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)開發(fā)等方面具有重要的意義和價(jià)值。未來(lái)，需要在以上領(lǐng)域中深入研究，進(jìn)一步挖掘荒漠生態(tài)系統(tǒng)和內(nèi)生真菌的潛力，為荒漠地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)同時(shí)，在研究荒漠生態(tài)系統(tǒng)和內(nèi)生真菌的過程中，我們也需要注意傳統(tǒng)知識(shí)和文化的保護(hù)和傳承?；哪貐^(qū)的居民普遍生活在極端的環(huán)境中，對(duì)于荒漠植物和內(nèi)生真菌的利用和認(rèn)識(shí)具有獨(dú)特的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。這些傳統(tǒng)知識(shí)和文化不僅是荒漠地區(qū)人們的寶貴財(cái)富，也為我們認(rèn)識(shí)和保護(hù)生物資源提供了寶貴的參考。因此，在研究荒漠植物和內(nèi)生真菌的過程中，需要積極與當(dāng)?shù)鼐用襁M(jìn)行合作，尊重和借鑒他們的傳統(tǒng)知識(shí)和文化，加強(qiáng)交流和合作，共同推進(jìn)荒漠地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

最后，需要注意的是，荒漠植物和內(nèi)生真菌的研究還存在許多挑戰(zhàn)和困難。例如，荒漠地區(qū)的環(huán)境極端，研究條件和技術(shù)手段有限，樣本收集和保護(hù)難度大，樣本處理和分析的復(fù)雜性等。因此，在開展相關(guān)研究之前，需要充分考慮這些困難和問題，并采取相應(yīng)的措施加以解決。同時(shí)，需要繼續(xù)開展新技術(shù)和新方法的探索和嘗試，提高研究水平和能力，為荒漠生態(tài)系統(tǒng)和內(nèi)生真菌的保護(hù)和開發(fā)提供更加科學(xué)和可靠的技術(shù)支撐。

總之，荒漠植物和內(nèi)生真菌的研究具有重要的意義和價(jià)值，為荒漠地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展