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基迪奥合作客户文章16S+ITS实现IF11.6

  • 编辑时间: 2019-08-30


发表期刊 Journal of pineal research IF=11.613

合作单位 西北农林科技大学

相关组学 16S + ITS

有价值的立意


再植病是指在果树挖除后的地块继续栽植果树,发生树体矮小,生长衰弱,抗性降低等病状,俗称重茬病,也叫连作障碍,成因复杂,影响严重。中国的苹果园面积和苹果产量占世界总量的50%左右。但是,在中国,约70%的果园种植20年以上,进入衰老期,面临严重的再植病威胁。目前还没有快速有效避免苹果再植病(applereplant disease,ARD)的措施。

新颖的切入点


褪黑素,也叫松果素,首先在哺乳动物中被发现,具有调节昼夜节律、睡眠、情绪、免疫等作用。后来发现在植物中也广泛存在,具有调控根、芽生长,促进光合作用,增强植物对干旱和盐的耐受力等作用。

大胆假设,小心求证

研究目的


由褪黑素的生理作用,推测其与ARD的关联,阐明褪黑素对ARD的影响欧博平台及机制。

实验方法


研究思路


研究结果


1 褪黑素对植物、土壤的影响


连作土种植的苹果生长被显著抑制,而褪黑素的添加增强了苹果树对ARD的抗性,并且发现200 M浓度下缓解效果最显著,因而选择在该浓度下进一步探究褪黑素减轻ARD的机制。


净光合速率和叶绿素含量与植物生长密切相关,测量发现,ACK和AMT的苹果Pn和叶绿素含量都降低,但ACK组显著低于AMT组。钾元素是细胞中丰度最高的一价阳离子,对植物生长有关键作用,检测结果表明,AMT组根和叶钾含量显著高于ACK,暗示褪黑素对植物根系潜在的保护作用。


除了植物中生长相关指标的对比,研究还进行了土壤品质的差异分析。土壤酶类与营养元素循环相关,酶活性对欧博平台于维持土壤的肥沃有重要意义。4类酶活性的对比如图1,整体而言,连作土酶活性会被显著抑制,褪黑素的添加可以有效缓解抑制,甚至促进。


2 褪欧博平台黑素对土壤细菌、真菌群落结构的影开元棋牌响


除了植物和土壤的理化特征等非生物因素,研究还对生物因素进行了分析。土壤微生物参与了土壤结构、无机化合物循环、有机质降解、植物生长/抑制等丰富的生物-物理-化学过程。4个实验组根际细菌和真菌的分析发现,健康土中微生物多样性高,未知物种的丰度也高,褪黑素处理会提高连作土微生物的多样性和未知物种的丰度。


具体来看,细菌中,相对于ACK组,门水平,如图2,AMT组厚壁菌门、芽单胞菌门丰度增加,拟杆菌门、疣微菌门丰度减少;属水平,如图3,AMT组鞘脂菌属等显著增加,沙门氏菌属等减少。立克次小体属仅存在于褪黑素处理组中,鞘氨醇杆菌属存在于不含褪黑素的样本中。真菌中,相对于ACK组,AMT组纤毛亚门、担子菌门、球囊菌门显著增加。群落结构分析暗示,褪黑素对微生物群落结构有调节作用,

图2 门水平细菌物种白金会分布堆叠图

图3 细菌属水平物种分布图


3 褪黑素缓解ARD的机制


研究首次报道了褪黑素对ARD显著的缓解作用。200 M褪黑素的添加显著提高了植物生长速率、净光合速率、叶绿素含量、根和叶的钾元素含量,并提高了土壤酶活,此外,还改变了土壤微生物的结构。再综合相关研究,文章最终推测,褪黑素1)保护植物叶绿体免受氧化性损伤从而提高光合速率,减轻植物根部细胞膜损伤从而提高钾的吸收,2)通过改变菌群结构而提高土壤酶活性和土壤品质,表现为对ARD的有效缓解。

小结


1)研究由褪黑素的相关生理功能联想到苹果遭受的严重再植病,发现了褪黑素对ARD的高效缓解作用,对于再植病的防治提供了全新的解决策略。


2)通过一系列的研究系统性的阐明褪黑素对ARD的潜在影响机制,包含了植物、土壤理化特征的非生物因素,以及土壤细菌、真菌的生物因素。


研究结果初步呈现了褪黑素与植物生长的复杂关联,为再植病的改善和褪黑素的研究白金会都提供了更丰富的思路。

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参考文献

Li C,Zhao Q, Gao T, et al. The mitigation effects of exogenous melatonin on replantdisease in apple[J]. Journal of pineal research, 2018: e12523.

Tips:

基迪奥可以提供完善全面的微生物(16S、ITS、18S)测序和多样性分析服务,在连作障碍、植物内生菌辅助重金属污染修复等众多微生物研究领域已合作产出多篇优秀文章!