扩增子测序揭示不同海拔岳桦树叶片内生真菌群落结构

发稿时间：2016-07-27来源：天昊生物

题目：Carbon constrains fungal endophyte assemblages along the timberline (沿着树带界线碳约束的内生真菌群落 )

期刊名： Environmental microbiology     发表时间：2015.7          IF：5.932

单位：  南京中国科学院土壤科学研究所 

技术： 真菌ITS1区扩增子测序

测序平台：454 FLX测序平台

材料：研究者主要采集位于中国东北地区吉林省长白山斜坡上的岳桦树树叶，采集海拔梯度从1700-2100米的6个采样地，每个采样地选取9个树木样本，每个数目样本采集20片叶片（共1080片，6 Sites * 9 Trees * 20 Leaves）

采集方法：叶片是从每个海拔梯度中随机选取的每棵当年生树木枝干的中间部分采集；样本树的枝干约高地面1.5m-4.5m（从海拔2076和1630m到1847和1921m）；树木的枝干一般朝向北部，东南和西南方向；均匀采样以减少样本之间的差异性。

分析方法：QIIME计算alpha多样性，SPSS比较多样性指数差异，回归曲线和pearson相关性，NMDS分析beta多样性，Cytoscape绘制网络图以及R中vegan软件包进行差异性分析（Adonis/ANOSIM）

研究背景:

 植物体内普遍存在着内生菌，主要包括内生细菌、内生真菌和内生放线菌三大类。树木和灌木叶片内的内生真菌代表了一类广泛存在并且高多样性的真菌类群。目前高通量扩增子测序为研究陆地植物组织真菌多样性提供了便利条件。成百上千个叶片真菌物种仅仅在一个植物中被发现，成千上万个叶片真菌物种在其生长本土范围内的单一植物种上被发现。然而，但是关于它们沿着环境梯度的多样性模式仍然是不清楚的，另外关于这些复杂的内生真菌群落在相同的宿主种中怎么进行组合的了解也少之又少。

    岳桦树（Betula ermanii）是一种落叶阔叶物种，广泛分布在陡峭的斜坡上或者北方的森林中，大多位于日本，俄罗斯偏东地区和中国的东北地区。研究者采集不同海拔梯度的树木样本叶片进行ITS1区高通量测序，同时对叶片组织的C组成及含量和其它的物理特征进行测量，从而用来比较不同海拔梯度叶片内生真菌群落的alpha和Beta多样性，以及不同环境因子对群落组成和分布的影响，并找出驱动群落变异的主要环境因素，这些群落多样性和组成变异可以用来反馈或者影响森林生态系统中的碳循环和动态过程。

实验设计及分析流程图：

研究结果：

一  数据特征

研究者总共采集了54个岳桦树样本（1080片叶片），对ITS1区测序分析共生真菌细菌群落，共得到1079386条序列，每个样本序列范围在795-81697条之间，形成了1762个OTU。研究者未去除Singletons(487条，27.64%)，因为它们可能代表了一些稀有的微生物类群。此外，通过去除掉singletons得到的一些的主要结果也并没有影响观察到的趋势。

与一些已有的叶片内生真菌的研究结果相一致，所观测到的OTU丰富度的稀释性曲线未能接近于渐近线（Fig S1）。这可能表明了由于采样或者序列深度问题一些稀有的内生真菌物种没有被观测出。尽管如此，岳桦树或者采样地点的丰富度是可以比较的。

Fig. S1  所观测到的OTU丰富度的稀释性曲线

岳桦树内生真菌群落中子囊菌占据主导地位，占总序列的82.73%。此外，非双核的内生真菌（74条序列）类群也被发现（Table S1）。在1762个OTU中，15个主要的内生真菌OTUs通过NCBI被比对出，这些序列占据了所有序列的84.57%（Table S2）。许多假定存在的一些真菌类群也在先前植物研究中发现，支持了它们潜在的共生能力。

Table S1沿海拔梯度岳桦树的内生真菌门总结

（包括序列数目；每个分类序列数目占总序列数目的百分比；每个分类单元OTUs的数目）