OPR | 长白山区杓兰属植物内生和根际微生物群落研究中新进展

杓兰属Cypripedium）是兰科（Orchidaceae）中极具观赏价值的地生兰花。杓兰种子细小，胚乳退化，人工栽培较困难。杓兰在自然状态下的繁殖较为困难，且由于原生境的破坏和人们的过度采集，目前所有杓兰属植物都处于濒危状态。杓兰属植物需要与微生物共生才能完成其生活史，部分微生物可有效解决杓兰属植物种子萌发困难的问题，并对植株生长起促进作用。因此，分析杓兰属植物的微生物群落情况，解析杓兰属植物的微生物群落结构及组成，探究微生物对杓兰属植物的作用，对杓兰属植物资源保育工作具有深远意义。

2024年10月，Ornamental plant Research在线发表了吉林农业大学园艺学院题为Microbial community structure and diversity of endophytic and rhizosphere of Cypripedium species in Changbai Mountains的研究论文。

图1 (a) 杓兰 (b) 大花杓兰 (c) 山西杓兰 (d) 紫点杓兰

该研究以长白山区杓兰（Cypripedium. calceolus）、大花杓兰（Cypripedium. macranthos）、山西杓兰（Cypripedium. shanxiense）和紫点杓兰（Cypripedium. guttatum）为研究对象，对其内生和根际微生物进行ITS和16S测序，揭示了内生和根际微生物的结构特征和潜在功能，比较了不同种根系和土壤微生物群落之间的差异。

4种杓兰属植物的内生和根际真菌群落分别属于14种真菌门，34个细菌门。真菌主要集中在子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）和壶菌门（Chytridiomycota）；属水平来看，枝孢菌（Cadophora）在4种杓兰属植物中丰度最高，对4种杓兰微生物菌群结构产生影响，有助于杓兰属植物适应长白山区气候。细菌主要集中于假单胞菌科（Pseudomonadaceae）,根瘤菌科（Rhizobiaceae）,链霉菌科（Streptomycetaceae）,伯克氏菌科（Burkholderiaceae）以及立克次氏体科（Rickettsiaceae）。本研究比较了4种杓兰属植物根内、根际真菌与细菌群落差异，发现根际真菌群落的多样性大于内生真菌群落，丰度按从高到低排序依次是：山西杓兰、紫点杓兰、杓兰和大花杓兰。并对内生细菌功能进行预测，内生细菌主要参与植物还原型柠檬酸循环、3-羟基丙酸循环等功能。为了解微生物与植物的互作关系研究提供了理论依据，为兰科植物保育奠定了基础。

图2 每个样本中微生物的相对丰度和组成 (a)根部样本中门级物种的UMPGA聚类 (c)根际样本中门级物种的UMPGA聚类 (b)属级真菌群落的相对丰度 (d)科级细菌群落的相对丰度。

吉林农业大学硕士研究生单雨泽和卢曦讲师为论文共同第一作者，陈丽飞教授为本文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金（自然科学）面上项目（32171866）和吉林省科技厅自然科学基金（20240101197JC）项目的支持。

研究团队介绍：

吉林农业大学园艺学院观赏植物和种质资源团队主要从事寒地观赏植物资源收集评价与保护、种质创制、优质抗逆品种选育及开发利用研究。项目团队先后承担国家自然科学基金、吉林省科技厅重点研发与自然基金、长春市科技局重点研发等多个项目，在Industrial Crops & Products、Frontiers in plant science、International Journal of Molecular Sciences、Photosynthesis Research等期刊上发表多篇文章，获得省部级科技奖励3项，国际登录品种7个；陈丽飞，教授，博士生导师，主要以杓兰属、鸢尾属、萱草属等植物为材料，探究其资源保护、抗逆机理及开发利用研究，主持国家级、省级与市级项目8项，授权专利11件，出版学术专著2部。

https://doi.org/10.48130/opr-0024-0027

特邀作者：陈丽飞、单雨泽

编辑：顾笑寅

审核：史安琪

关于Ornamental Plant Research

Ornamental Plant Research是一本开放获取的期刊，致力于传播观赏植物领域的最新研究进展，专注于发表本领域原创研究文章、综述、评论、观点以及应用性论文。期刊主编由美国佛罗里达大学食品与农业科学学院陈建军教授担任，执行主编由东北师范大学生命科学学院高翔教授担任。目前期刊已被ESCI、Scopus、DOAJ、CABI等数据库收录。

期刊官网：

www.maxapress.com/opr

投稿链接：

mc03.manuscriptcentral.com/ornpr

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