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用新的DNA测序方法暴露丛枝菌根真菌群落

2019-05-25 11:49:59 • 来源：

大多数陆生植物的根源是丛枝菌根真菌，它们可以帮助植物生长，同时也影响更广阔的环境。它们隐藏的性质意味着对这些真菌知之甚少，但芝加哥植物园和西北大学的研究人员已经开发出一种新方法来检测和鉴定这些生态重要群落中涉及的许多物种。

用新的DNA测序方法暴露丛枝菌根真菌群落

丛枝菌根真菌与约65-75%的陆地植物配合，为它们提供土壤中的养分，以换取光合作用过程中产生的糖分。这些真菌群落对可以在特定位置生长的植物类型产生巨大影响，科学家们渴望更多地了解它们的多样性和生态效应。然而，丛枝菌根的性质意味着真菌在植物组织内生长，因此判断特定环境中存在哪些物种可能是棘手的。

虽然DNA测序已被用于鉴定某些地区约350种最丰富的丛枝菌根真菌，但这些方法不太可能全面描述特定环境中的物种。为了更好地描述丛枝菌根真菌的多样性，博士候选人Benjamin Morgan及其主管Louise Egerton-Warburton博士开发了一种新技术，能够检测社区中罕见的真菌物种，为将来洞察它们如何变化铺平了道路以应对环境变化。他们的研究结果发表在最近一期的“植物科学应用”中。

Morgan和Egerton-Warburton建立在丛​​枝菌根群落特征描述的最新进展基础上，通过采用经过验证的真菌特异性DNA测序工具，使用最先进的技术。他们在引物中添加了“条形码”标签，这些分子与DNA结合，使其能够与极其敏感的高通量DNA测序设备一起使用，以检测稀有物种。

研究人员利用这种新方法分析了墨西哥尤卡坦半岛两片森林的土壤和根系样本，揭示了迄今为止记录的物种丰富度最高的一种。他们确定了2,213个“业务分类单位”(OTU)，它们代表不同物种或来自较小物种的遗传变异个体。丛枝菌根真菌群落以少数非常常见的真菌为主;只有22个OTU占该研究中鉴定的DNA序列的89%。摩根详细阐述，“大量支持良好的OTU令人惊讶，并且可能反映了这种方法的敏感性增加及其捕获稀有分类群的能力，这些分类群在基于孢子的群落分析和其他测序方法中很容易被忽视。”

研究人员还对他们在两个研究地点的真菌群落之间发现的差异感兴趣，这两个研究地点的植物群落非常相似，相距仅50英里。土壤中的碱度和土壤中的氮和磷水​​平导致某些物种在一个地方或另一个地点更为常见，差异在较稀有的OTU中最为明显。摩根解释说，未来的研究可能会揭示更多的环境相互作用：“这实际上只是两个丛枝菌根真菌群落的快照。鉴于湿/干季节性对这些系统的生态学的巨大重要性，更广泛的季节性重采样一直是我们对目前发表的工作的后续行动的主要目标“。

丛枝菌根真菌系统在其环境中起着至关重要的作用，影响在那里生长的植物以及从土壤中储存和释放的养分。这项研究是扩展我们对这些系统的了解的一个有希望的开端。摩根继续说道，“全球丛枝分子真菌多样性很可能远高于目前的估计。鉴于它们在塑造生态系统方面的重要性，我们有兴趣更多地了解这些物种及其可能的功能，特别是在可能的社区中。在未来几十年中，人为干扰和气候变化将导致重大变化。“

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