基于宏基因组分析冬虫夏草不同发育时期的微生物多样性

作者:钟洪金; 周罗静; 张灵迂; 秦小波; 彭成; 高继海; 侯飞侠*
来源:中药材, 2022, 45(12): 2787-2792.
DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2022.12.001

摘要

目的:探究冬虫夏草不同发育期的微生物组成与多样性,挖掘影响冬虫夏草形成的关键菌群,了解主要菌群的代谢通路及其主要活性成分的功能基因。方法:以蝠蛾幼虫、僵虫、冬虫夏草为研究对象,进行宏基因组测序分析。结果:从蝠蛾幼虫、僵虫、冬虫夏草中共鉴定出4 184种微生物,其中细菌在三个发育时期分别占25.62%、22.45%、14.35%,真菌分别占7.86%、12.94%、38.85%。僵虫与蝠蛾幼虫相比,冬虫夏草菌Ophiocordyceps sinensis、明尼苏达被毛孢Hirsutella minnesotensis等真菌数量有所提高,鞘脂杆菌Sphingobacteria sp.、沃尔巴克氏菌Wolbachia sp.等细菌数量有所下降。冬虫夏草与蝠蛾幼虫相比,冬虫夏草菌Ophiocordyceps sinensis、麦角菌Claviceps purpurea和明尼苏达被毛孢Hirsutella minnesotensis等真菌数量大幅增加。致病菌分析发现僵虫和冬虫夏草中绿脓杆菌Pseudomonas aeruginosa数量较蝠蛾幼虫明显增加。代谢通路分析发现三者的碳水化合物代谢活动均较突出,果糖-甘露糖代谢途径和嘌呤代谢途径分别合成虫草酸和腺苷,合成两种活性成分的关键酶分别为L-艾杜糖醇-2-脱氢酶和腺苷酸(基)琥珀酸裂解酶,其功能基因分别为CCM_05393和Plim_3831。结论:本研究有助于解析冬虫夏草发育形成的菌群组成和结构,为冬虫夏草的可持续开发利用奠定基础。

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