基于高通量测序和化学轮廓分析研究黄连在连栀矾溶液发酵炮制中的作用

目的探究黄连Coptidis Rhizoma在连栀矾溶液传统发酵炮制中的作用。方法按照连栀矾溶液传统配方比例,将其拆分为3组配方溶液:连栀矾组(黄连+栀子+白矾)、黄连组(黄连+白矾)和栀子组(栀子+白矾),采用HPLC分析比较3组溶液发酵前后的化学成分变化轮廓,采用Illumina Hiseq高通量测序技术测定并比较发酵溶液中微生物的群落特征。结果传统配方连栀矾经发酵后环烯醚萜类成分发生了较显著的变化(P<0.05),生物碱类成分未发生明显变化,拆分后的黄连组中生物碱类成分和栀子组中环烯醚萜类成分均没有发生明显变化。分别对各组发酵溶液进行测序,根据α多样性分析结果,3组发酵液中真菌多样性为连栀矾组<栀子组<黄连组,真菌的丰富度为栀子组<连栀矾组<黄连组;细菌多样性为连栀矾组<黄连组<栀子组,细菌的丰富度为连栀矾组<栀子组<黄连组。根据β多样性分析结果,3组溶液中的真菌和细菌的群落结构均有明显差异。根据微生物相对丰度分析可知,3组的优势真菌均为子囊菌门、担子菌门和罗兹菌门,不同组间丰度无明显差异;真菌优势属中的孢霉属的丰度在连栀矾组最高,显著高于另外2组(P<0.05),栀子组又显著高于黄连组(P<0.05);韦斯特壳属的丰度在连栀矾组中最低,显著低于黄连组和栀子组(P<0.05),后两者间丰度无明显差异。3组的优势细菌均为变形菌门、厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门,其中连栀矾组中变形菌门的丰度极显著低于黄连组和栀子组(P<0.01),厚壁菌门的丰度在连栀矾组中极显著高于黄连组和栀子组(P<0.01),放线菌门和拟杆菌门的丰度在3组发酵溶液的差异较小;细菌优势菌属中的乳杆菌属在连栀矾组中显著高于黄连组和栀子组(P<0.05),在黄连组中也显著高于栀子组(P<0.05),伯克氏菌属丰度在黄连组和栀子组中无显著差异,都显著高于连栀矾组中的丰度(P<0.05)。结论连栀矾溶液配方中的黄连能提高其中栀子的有效成分的发酵转化,并且是通过对发酵体系中的优势菌属的丰度进行调节而发挥作用的。进一步佐证了传统配方制剂的合理性和科学性。     

基于16S rDNA测序技术分析不同龄期蚕沙中菌群多样性

该文对不同龄期烘干前后蚕沙中菌群多样性进行分析与评价,以期明确其菌群组成及其丰富度差异,阐明烘干处理对中药材蚕沙中菌群的影响,为其功效科学内涵的揭示提供依据和参考。应用高通量测序技术测定蚕沙细菌的16S rDNA-V4变异区序列,应用Qiime,Mothur,PICRUSt等软件整理和统计样品序列数目和操作分类单元(OTUs)数量,分析蚕沙样品中菌群的组成、丰度、分布、Alpha多样性、Beta多样性,菌群差异性及对群落的代谢功能等进行预测。该研究获得用于分析的有效序列数为259 250;稀疏曲线表明测序深度充分,OTU的数量接近于饱和。蚕沙菌群主要由变形菌门(Proteobacteria,89.3%)、放线菌门(Actinobacteria,5.0%)、厚壁菌门(Firmicutes,4.4%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,1.1%)、蓝细菌(Cyanobacteria,0.2%)组成,其优势菌门为变形菌门。烘干后蚕沙的菌群多样性及丰富度降低,五龄蚕沙尤为明显。PICRUSt分析蚕沙菌群对应的基因功能发现膜转运、碳水化合物代谢、氨基酸代谢、脂质代谢、核苷酸代谢,细胞过程与信号传导等基因功能丰度较高。烘干处理可显著降低蚕沙中致病菌的种类和数目,有利于药材药用品质,相比于低龄期蚕沙,五龄蚕沙更适宜入药。Illumina Mi Seq高通量测序技术为蚕沙菌群的研究提供了更加准确、科学的数据资源。     

基于高通量测序的三七微生物群落结构特征分析

目的获得鲜三七和干三七菌群结构信息。方法以鲜三七和干三七为研究材料,利用Illumina MiSeq平台,采用高通量测序并进行数据分析。结果鲜三七和干三七共获得637个操作分类单元(OTUs),其中15个OTU为共有,鲜三七和干三七特有的OTU数量分别为484、123个。新鲜三七中占比较大的菌门为变形菌门(Proteobacteria,59.7%)、厚壁菌门(Firmicutes,40.1%);干三七中占比较高的菌门为厚壁菌门(Firmicutes,99.8%)。鲜三七中占比较大的菌属为肠杆菌属(Enterobacter,37.4%)、嗜碱菌属(Alkaliphilus,11.5%);干三七中占比较大的菌属是芽孢杆菌属(Bacillus,54.6%),类芽孢杆菌(Paenibaciiius,44.9%)。KEGG功能预测表明干三七的萜类化合物和聚酮类化合物代谢功能菌群的相对丰度高于鲜三七。结论鲜三七菌群多样性高于干三七;干三七中的萜类化合物和聚酮类化合物代谢功能菌群丰富度高于鲜三七,这为三七发酵皂苷菌株筛选提供了重要参考。     

Illumina高通量测序揭示黄连根腐根际土壤真菌群落组成及多样性

目的对黄连根腐病病株及健株根际土壤真菌种群组成、丰富度及多样性进行分析。方法利用Illumina高通量测序技术来分析黄连根腐病病株及健株根际土壤真菌种群组成、丰度和多样性。用Spearman分析土壤理化性质和土壤真菌丰富度前35个属的相关性进行分析。结果高通量测序共获得106 267个有效标签(effective tags),主要分为子囊菌门、接合菌门、担子菌门、球囊菌门、壶菌门和Neocallimastigomycota。健株和病株土样真菌种群多样性差异不显著。病株土样中,子囊菌门、担子菌门和壶菌门的相对丰度显著高于健株土壤;而接合菌门、球囊菌门和Neocallimastigomycota在病株土样的相对丰度则显著低于健株土样。在属水平上,病株土壤中镰刀菌属的相对丰度显著高于健株土样。Spearman分析结果表明,镰刀菌属与pH值和速效磷的含量呈显著正相关,与碱解氮的含量呈显著负相关。结论土壤理化性质的改变与土壤真菌多样性变化相关。     

基于高通量测序技术研究药食两用薏苡仁中污染真菌多样性

目的:调查药食两用薏苡仁中污染真菌多样性,为其安全使用提供参考依据。方法:收集薏苡仁样品18批,提取真菌DNA并扩增ITS2序列,基于Illumina MiSeq PE250平台进行高通量测序。结果:共检测到4门18纲44目99科149属的真菌,子囊菌门Ascomycota是最优势菌门,镰刀菌属Fusarium(3.05%~60.32%)是属水平最优势属,其次是曲霉属Aspergillus(2.20%~45.44%)、白僵菌属Beauveria(0.07%~63.21%)、链格孢属Alternaria(0.80%~11.92%)、Arachnomyces(0.03%~39.36%)和青霉属Penicillium(0.24%~8.03%)。此外,共检测到5种潜在产毒真菌,分别是烟曲霉A.fumigatus、土曲霉A.terreus、梨孢镰刀菌F.poae、囊状青霉P.capsulatum和展青霉P.paxilli。结论:高通量测序技术可以快速有效地检测薏苡仁中污染真菌种类,为薏苡仁污染真菌毒素提供风险预警。     

多花黄精内生菌群落结构多样性及其与有效成分含量相关性研究

目的通过分析多花黄精Polygonatumcyrtonema内生菌菌群结构多样性及其与主要有效成分含量之间的相关性,探讨多花黄精内生菌对其药材品质的影响。方法收集不同产地多花黄精样品,采用高通量测序对内生菌群落结构进行分析,并测定多糖、总皂苷等有效成分含量,通过双因素关联分析探究菌群多样性及其与有效成分之间的关系。结果 5个产地15组多花黄精样品共得到1 183 635条有效序列,划分为59 474个操作分类单元(operational taxonomic units,OTU),其中细菌分19门,47纲,120目,201科,419属;属水平上,泛菌属为优势菌群,最大占比达到61.1%。真菌分7门,27纲,70目,132科,187属;属水平上,子囊菌门一未鉴定属、赤壳属为优势菌群,其中赤壳属的最大占比达到10.7%。在丰度前10的内生真菌和细菌中,共有10个菌属与有效物质含量呈显著相关,其中真菌有2个菌属呈负相关,1个菌属呈正相关;细菌2个菌属呈负相关,5个菌属呈正相关。结论通过分析不同产地多花黄精内生菌群落结构及其多样性,掌握了多花黄精内生菌资源状况,分析发现内生菌与有效成分之间存在关联,这为深入探讨多花黄精内生菌与其品质的相关性,进而采用生物施肥策略提升品质等提供了科学依据。     

重楼根际及药用部位内生真菌多样性与群落结构差异分析

目的寻找能促进宿主植物活性代谢产物合成的微生物,为后续功能菌群的建立及功能基因的发掘,提供理论支持。方法应用IlluminaMiseqPE250高通量测序技术对重楼根际土壤真菌、根及根茎内生真菌ITS1区进行序列测定,并进行生物信息学分析。结果测序结果共获得154228条序列,这些序列对应的根际土、根茎、根分别被聚类为408、119、57个OTUs。结论重楼根际及内生真菌多样性的关系为根际土根茎根,在重楼药用部位根茎中发现Mucoromycota门较非药用部位根中的门为特有门,Ascomycota门为优势门,Roseodiscus属真菌为重楼根茎内生真菌优势菌群,根茎和根部的特有种群及优势菌群可能与重楼活性产物合成密切相关。     

基于“入腹知性”理论的黄芩干预大鼠肠道菌群多样性的探讨

目的:探讨黄芩对生理状态下大鼠肠道菌群多样性的变化,分析并判定黄芩药性的归属。方法:利用16S rRNA高通量基因测序技术对黄芩给药(10 g·kg~(-1))干预后的大鼠盲肠内溶物进行检测,将肠道菌群分类单元(OTUs)数量,丰富度与多样性指数及差异菌门与菌属进行综合性分析,并利用网络可视化手段找寻差异菌门与菌属之间的关联性。结果:基于Illumina Miseq平台,与空白组相比,黄芩给药组大鼠肠道菌群的OTUs数量减少,丰富度与多样性指数降低;拟杆菌门(Bacteroidetes)和螺旋体菌门(Spirochaetes)显著性上调(P 0. 01),厚壁菌门(Firmicutes),放线菌门(Actinobacteria),变形菌门(Proteobacteria)及软壁菌门(Tenericutes)显著性下调(P 0. 01),24个差异菌属中有17个显著性下调(P 0. 05,P 0. 01),7种显著性上调(P 0. 01)。联合网络可视化分析确定影响程度最大的菌门为拟杆菌门与厚壁菌门,其中厚壁菌门与其余菌门多呈现出负相关的关系,与螺旋体菌门存在最强负相关性;拟杆菌门与变形菌门、厚壁菌门呈正相关的关系,与放线菌门呈现负相关的关系,与其余菌门无相关性相关性;差异菌属多富集于瘤胃球菌属(Ruminococcus),帕拉普氏菌属(Paraprevotella),普雷沃菌属(Prevotella)及颤螺旋菌属(Oscillospira)。结论:黄芩可降低肠道菌群多样性,抑制机体的菌群代谢功能,因此从菌群多样性角度推断黄芩的药性为寒凉。     

青海上北山林场野生桃儿七根部内生真菌群落组成及多样性研究

该研究通过应用第二代测序技术(NGS),即高通量测序方法测序青海野生桃儿七根内真菌宏基因组ITS 1区,并依据RDP中设置的分类阈值对处理后的序列进行物种分类,鉴定内生真菌的群落组成。研究结果显示,测序结果经过质量控制共获得有效条带22 565条,依据97%的序列相似性做聚类相似性分析,获得全部样品的可分类操作单元(OTUs)共517个,RDP分类依据0.8的分类阈值鉴定出的全部真菌可归类为13纲、35目、44科、55属。3个样品LD1,LD2,LD3中共同的优势属真菌为Tetracladium属(所占比例分别为35.49%,68.55%,12.96%),样品的香浓多样性指数和辛普森多样性指数分别在1.75~2.92,0.11~0.32。研究结果表明,青海上北山林场野生桃儿七根内内生真菌具有较高的多样性和较复杂的群落组成,蕴含着丰富的内生真菌资源,且高通量测序技术对于研究植物内生真菌群落组成及多样性具有显著的优势。     

基于Illumina Miseq分析黄精根腐病根际土壤真菌群落结构及多样性＊

目的研究患根腐病和健康黄精的根际土壤真菌群落结构组成、丰富度和多样性变化情况,为查明黄精根腐病发生机制提供线索。方法以4年生黄精根腐病根际土壤(GG组)、4年生健康黄精根际土壤(GJ组)和未种过黄精的土壤(GK组)为研究对象,采用Illumina Miseq技术分析土壤真菌群落结构组成。结果 9个土壤样品基因组共获得有效ITS1序列1063335条,病株组土样真菌OTUs数显著少于健康组和空白组土样。种群多样性指数显示病株组最低,空白组最高,在门分类水平上,患根腐病组及健康组土样的主要优势菌群均为子囊菌门、担子菌门、Zoopagomycota、毛霉门、壶菌门。在属分类水平上,3组真菌群落结构组成及丰度差别较大,与黄精根腐病相关的病原菌镰刀菌属Fusarium存在于所有样品中,而有益菌木霉菌属在健康组和空白组土样的丰度显著高于患病组土样。结论黄精根腐病株和健康株根际土壤微生物组成具有显著性差异,对于探究黄精根腐病发生的微生态机制和改良种植黄精土壤微生物具有理论指导作用。     

木贼科木贼与节节草不同居群形态多样性分析

以木贼科木贼和节节草为材料,对形态学性状进行多样性分析,结果表明,木贼科木贼居群与节节草居群的总遗传多样性指数均较高,分别为2.015、1.959,遗传多样性主要集中于居群内(97.77%、97.60%),而居群间遗传变异(2.23%、2.40%)较小;在不同取样梯度下木贼与节节草遗传多样性指数均随取样数目的增加呈增大趋势,当取样数目达到26株时,遗传多样性指数均达到最高值。结果表明,木贼科植物木贼与节节草在野外调查、收集时,应以居群为单位,且每一居群至少调查、收集26个单株,才能代表居群的遗传多样性。     

河南产不同居群柴胡遗传多样性分析

目的研究河南野生柴胡遗传多样性。方法利用伏牛山区和太行山区的4个居群36份个体的ITS序列进行了遗传多样性分析。结果基于ITS序列共得到13个单倍型(A～M),单倍型多样性指数(H)为0.758±0.001 3,核酸多样性指数(π)为0.004 73,遗传分化系数(Gst)为0.319 8,种群间基因流(Nm)为0.53。结论河南野生柴胡种群具有较高的遗传多样性,但部分地区已经造成了柴胡遗传多样性的降低,柴胡种群间地理距离会限制种子介导的基因流。     

药用黄芪的遗传多样性RAPD分析

目的：对药用黄芪的遗传多样性进行研究,为黄芪的保护利用提供参考。方法：采用随机扩增多态DNA（RAPD）方法对15份黄芪基因组进行扩增,所获数据通过NTSYS-pc v2.1和POPGENE v1.3进行分析。结果：从47条引物中筛选出12条条带清晰且重复性好的引物用于实验和统计分析,共扩增出85个位点,多态性位点占78.16%。聚类分析显示,所有供试黄芪可明显聚为三类。结论：本研究中来自四个省份的黄芪具有较高的遗传多样性;材料间遗传距离的远近与其地理来源有一定相关性,其中四川理塘的野生黄芪与其他材料遗传距离较大,推测与其独特的生境有关。说明保护黄芪多样性应尽可能广泛收集不同来源地的种质资源。     

野生与栽培管花肉苁蓉的遗传多样性分析

目的：研究野生与栽培管花肉苁蓉的遗传多样性。方法：采用随机扩增多态性DNA（RAPD）方法对管花肉苁蓉的4个野生居群和2个人工栽培居群的123个个体进行了遗传多样性研究。利用POPGENE1.31版软件分析群体的遗传多样性。结果：用10个随机引物共扩增出清晰谱带87条。野生居群平均多态位点百分率27.59，各居群多态位点百分率19.54～25.29，其中安迪尔居群的最高为25.29。2个人工栽培居群的多态位点百分率仅为13.79和11.49。用UPGMA法聚类可知，4个野生居群聚为一类，2个人工栽培居群聚为一类，表明野生居群与人工居群间已发生了遗传分化。结论：栽培管花肉苁蓉遗传背景单一，再次强调野生管花肉苁蓉保护的重要性。     

三七种内同工酶遗传多样性分析

目的从遗传学角度探讨三七遗传多样性。方法采用同工酶标记对文山三七、广西三七、黄果三七、紫果三七及其近缘野生种屏边三七遗传多样性进行分析。结果文山三七的PPB值(64.29)、Shannon值数(0.3058)、Nei’s基因多样性指数(0.1994)均为最高。结论文山与广西三七亲缘关系较近聚为一类,黄果与紫果三七聚为一类,屏边三七单独聚类。     

我国特有濒危药用植物降香黄檀遗传多样性研究

应用RAPD标记对降香黄檀的遗传多样性进行研究,从144 个10-mer随机引物中筛选出6个具有多态性检测能力的引物。对6个居群的77份降香黄檀样品进行了分析,共检测出33个位点,多态位点18条,占 54.55%。物种水平Nei基因多样性指数（h）为0.2137,Shannon信息指数（I）为0.3137,以上三个指标在居群水平的平均值依次为:40.9%、0.1353、0.2048。结果表明降香黄檀遗传多样性较丰富,认为其资源濒危主要源于乱砍滥伐,并提出保护策略。     

新疆产中麻黄不同地理群体遗传关系的RAPD分析

 目的建立新疆3个不同地理群体的中麻黄(Ephdera intermedia)指纹图谱,进行遗传多样性分析。方法通过20个10碱基随机引物对新疆3个不同地理群体的中麻黄进行PCR扩增，并用人工栽培种作为对照，通过计算遗传相似性系数，建立UPGMA聚类图。结果共扩增出153个多态位点，建立了它们的基因组DNA指纹图谱。结论不同地理群体中存在丰富的遗传多样性；相距越远，群体间相似性程度越低；人工栽培种与同一产地野生种具有相似的遗传特性。     

苦叶七种质资源的随机扩增多态性DNA分析

目的探讨不同苦叶七资源在分子水平上的遗传多样性。方法采用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术对30个苦叶七地方品种进行检测,并用NTSYS软件对扩增结果进行统计和聚类。结果80个随机引物中有10个引物的扩增产物具有多态性,每个多态性引物平均可扩增出6个片段。聚类分析表明,全部材料可划分为五个类群。结论苦叶七种质资源在分子水平上存在明显的遗传差异。     

明党参遗传多样性的SRAP分子标记

目的:研究明党参的遗传多样性,为明党参种质资源利用提供理论依据.方法:以10个不同居群的明党参为材料,通过SRAP分析,计算各样品间的遗传相似系数,在此基础上采用UPGMA方法进行聚类,构建树状图.结果:从160个引物组合中筛选得到17个多态性引物组合,共检测到363个基因位点,其中多态性位点有314个,平均每个引物组合产生18.47个多态性位点,多态性位点百分率为86.50%,显示了较高的多态性比率;各居群遗传相似系数在0.495 9～0.818 2;根据聚类结果可将10个不同居群的明党参分为两大类.结论:明党参不同居群间具有高度的遗传多样性;不同居群的亲缘关系与其地理分布有一定的相关性.     

药用石斛遗传多样性的SRAP标记研究

目的:利用SRAP分子标记技术进行药用石斛的遗传多样性研究。方法:采用在本实验中优化的SRAP反应体系,应用NTSYS软件对9种供试石斛的SRAP-PCR结果进行分析。结果:从中筛选得到40对多态性引物组合,共产生1 782条多态性条带,平均每个引物组合产生44.55条多态性条带,显示了较高的多态性比率。聚类分析40对引物组合的扩增结果,供试材料分为2大类,Jaccard’s遗传相似系数在0.3302~0.7892。结论:SRAP技术可有效地应用于药用石斛的遗传多样性及亲缘关系的研究。