科研進(jìn)展
西北高原所在冬蟲(chóng)夏草菌內生微生物群落結構和功能研究中取得新突破
冬蟲(chóng)夏草（Ophiocordyceps sinensis）是由中華被毛孢（Hirsutella sinensis）與蝙蝠蛾幼蟲(chóng)（Thitarodes）形成的共生體，其藥用價(jià)值與經(jīng)濟價(jià)值極高，但因生長(cháng)環(huán)境嚴苛和過(guò)度采挖面臨資源危機。前期研究表明，內生微生物在真菌發(fā)育中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但傳統擴增子測序技術(shù)難以揭示其實(shí)際功能。本研究聚焦冬蟲(chóng)夏草外部菌絲皮層這一關(guān)鍵界面，在青藏高原祁連山（海拔4578米）采集冬蟲(chóng)夏草樣本，分離菌核、子座和外部菌絲皮層，同步采集周邊土壤樣本。通過(guò)16S rRNA擴增子測序和宏基因組測序技術(shù)，結合培養組學(xué)方法，系統分析冬蟲(chóng)夏草內生微生物群落結構、功能與可培養的細菌群落。
中國科學(xué)院西北高原生物研究所青藏高原植物適應與進(jìn)化研究團隊研究鑒定出4,561個(gè)細菌OTU，其中2980個(gè)為稀有類(lèi)群（相對豐度<0.01%）。宏基因組分析顯示，外部菌絲皮層富集576個(gè)代謝通路（如碳代謝、次級代謝產(chǎn)物合成），顯著(zhù)高于菌核（117個(gè)）和子座（0個(gè)）。稀有類(lèi)群雖豐度低，但貢獻了關(guān)鍵物質(zhì)循環(huán)基因（如氮代謝基因narG、nosZ），提示其具有“功能庫”作用。共現網(wǎng)絡(luò )分析揭示，外部菌絲皮層微生物呈現獨特的模塊化結構，Proteobacteria和Bacteroidetes形成高連接度核心網(wǎng)絡(luò )。該區域特異性富集Caballeronia、Dyella等具有降解功能的細菌屬，可能在昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)分解和宿主防御中發(fā)揮屏障作用。通過(guò)優(yōu)化培養組培養體系，成功分離52株細菌（覆蓋26屬40種），包括8個(gè)高通量測序未檢出的菌株（如Plantibacter、Tardiphaga）。81.2 %的目級類(lèi)群實(shí)現可培養，為后續功能驗證和資源利用奠定基礎。
本研究首次闡明冬蟲(chóng)夏草菌絲皮層微生物的“稀有類(lèi)群－功能富集“協(xié)同機制，突破傳統“高豐度主導“認知框架。分離獲得的細菌菌株，為進(jìn)一步研究冬蟲(chóng)夏草內生微生物互作提供了理想的材料，后續團隊將圍繞分離菌株的功能驗證和合成菌群構建開(kāi)展應用研究，助力冬蟲(chóng)夏草資源可持續利用。
該項研究以題為?Culture-dependent and -independent analyses reveal unique community structure and function in the external mycelial cortices of Ophiocordyceps sinensis?發(fā)表在?BMC Microbiology（中國科學(xué)院二區，IF=4.0）。西北高原所碩士研究生李娜、中國科學(xué)院微生物研究所碩士研究生李佳妮為共同第一作者，西北高原所副研究員邢睿為通訊作者。本研究得到了青海省重大科技專(zhuān)項（項目編號：2023-SF-A5）及“西部之光”人才培養計劃資助。
冬蟲(chóng)夏草內生細菌群落結構分析
冬蟲(chóng)夏草內生細菌群落功能分析
