Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc điểm cộng đồng vi sinh vật trong bầu rễ của Camptotheca acuminata cùng với cây xâm lấn ngoại lai Eupatorium adenophorum
Tóm tắt
Kỹ thuật đếm vi khuẩn phụ thuộc văn hóa truyền thống thông qua đĩa đếm và kỹ thuật phân tử không phụ thuộc văn hóa nhắm vào gen ribosomal RNA nhỏ tiểu phân, bao gồm Đa hình dạng cấu trúc một chuỗi (SSCP) và Đa hình đoạn kết thúc (tRFLP) kết hợp với thư viện clon 16S rDNA đã được áp dụng để điều tra tác động của sự tiết ra từ rễ Camptotheca acuminata (viết tắt là Ca) đến số lượng và cấu trúc của vi sinh vật eukaryote và vi khuẩn trong bầu rễ, và khả năng rằng Ca kiểm soát cây xâm lấn ngoại lai Eupatorium adenophorum (Ea). Kết quả đếm cho thấy số lượng vi khuẩn tăng lần lượt trong các bầu rễ của Ea, văn hóa hỗn hợp Ca-Ea và Ca, trong khi đó số lượng vi sinh vật eukaryote giảm. Hồ sơ PCR-SSCP cho thấy các dải vi sinh vật eukaryote (tương ứng với đa dạng sinh học) trong bầu rễ của Ea phức tạp hơn so với của Ca và CE. Meristolohmannia sp., Termitomyces sp. và Rhodophyllus sp. là các quần thể chính trong bầu rễ của Ca. Hồ sơ các đoạn giới hạn vi khuẩn (TRFs) không cho thấy sự khác biệt giữa ba loại bầu rễ, và các trình tự từ thư viện clon 16S rDNA tại bầu rễ Ca được phân bố trong 10 ngành đã biết, trong đó ngành Proteobacteria là nhóm chiếm ưu thế tuyệt đối với 24.71% các trình tự clon (δ-Proteobacteria chiếm tới 17.65%), và các ngành Acidobacteria và Bacteroidetes chiếm lần lượt 16.47% và 10.59% các trình tự clon. Thêm vào đó, sắc ký lỏng hiệu năng cao đã phát hiện một lượng nhỏ camptothecin và hydroxycamptothecin trong đất bầu rễ của Ca và CE, nhưng không phát hiện camptothecin hay hydroxycamptothecin trong đất bầu rễ của Ea. Do đó, sự xâm nhập và khuếch tán của Ea rõ ràng phụ thuộc vào sự phân biệt cấu trúc cộng đồng eukaryote, nhưng không phụ thuộc vào mẫu vi khuẩn. Ca có khả năng làm thay đổi cấu trúc cộng đồng eukaryote của Ea xâm lấn bằng cách tiết ra camptothecin và hydroxycamptothecin vào các bầu rễ, và có thể mang lại lợi ích trong việc kiểm soát sự lan rộng của Ea. Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng lý thuyết cho các khía cạnh vi sinh vật trong bầu rễ về việc thay thế Ca cho Ea.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Staker B L, Feese M D, Cushman M, et al. Structures of three classes of anticancer agents bound to the human topoisomerase I-DNA covalent complex. J Med Chem, 2005, 48(7): 2336–2345
Slesarev, A I, Lake J A, Stetter K O, et al. Purification and characterization of DNA topoisomerase V. An enzyme from the hyperthermophilic prokaryote Methanopyrus kandleri that resembles eukaryotic topoisomerase I. J Biol Chem, 1994, 269(5): 3295–3303
Flores H E, Weber C, Puffett J. Underground metabolism: The biosynthetic potential of roots, In: Waisel Y, et al., eds. Roots: The Hidden Half. 2nd ed. New York: Marcel Dekker, 1996. 931–956
Callaway R M, Newingham B, Zabinski C A, et al. Compensatory growth and competitive ability of an invasive weed are enhanced by soil fungi and native neighbors. Ecol Lett, 2001, 4(5): 429–433
Callaway R M, Thelen G C, Rodriguez A, et al. Soil biota and exotic plant invasion. Nature, 2004, 427: 731–733
Kourtev P S, Ehrenfeld J G, Haggblom M. Exotic plant species alter the microbial community structure and function in the soil. Ecology, 2002, 83(11): 3152–3166
Kourtev P S, Ehrenfeld J G, Haggblom M. Experimental analysis of the effect of exotic and native plant species on the structure and function of soil microbial communities. Soil Biol Biochem, 2003, 35: 895–905
Yu X J, Yu D, Lu Z J, et al. A new mechanism of invader success: Exotic plant inhibits natural vegetation restoration by changing soil microbe community. Chin Sci Bull, 2005, 50(11): 1105–1112
Yang C H, Crowley D E, Menge J A. 16S rDNA fingerprinting of rhizosphere bacterial communities associated with healthy and Phytophthora infected avocado roots. FEMS Microbiol Ecol, 2001, 35(2): 129–136
Schloter M, Bach H-J, Metz S, et al. Influence of precision farming on the microbial community structure and functions in nitrogen turnover. Agric Ecosyst Environ, 2003, 98: 295–304
Liu W T, Marsh T L, Cheng H, et al. Characterization of microbial diversity by determining terminal restriction fragment length polymorphisms of genes encoding 16S rRNA. Appl Environ Microbiol, 1997, 63: 4516–4522
Schwieger F, Tebbe C C. A new approach to utilize PCR-single-strand-conformation polymorphism for 16S rRNA gene-based microbial community analysis. Appl Environ Microbiol, 1998, 64: 4870–4876
Giovannoni S J, Britschgi T B, Moyer C L, et al. Genetic diversity in Sargasso Sea bacterioplankton. Nature, 1990, 345(6270): 60–63
State Environmental Protection Administration of China. Water and Wastewater Monitor Methods. 3rd ed. Beijing: Chinese Environmental Science Press, 1997. 216–220
Zu Y G, Zhao C J, Fu Y J, et al. Quantitative determination of camptothecin and hydroxycamptothecin in seeds of Camptotheca acuminata decaisne by wavelength detection in high performance liquid chromatography. Chinese J Anal Chem, 2004, 32(11): 1441–1444
Zhou D Q. Microbiology Experimental Manual. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 1986
Peters S, Koschinsky S, Schwieger F, et al. Succession of microbial communities during hot composting as detected by PCR single strand conformation polymorphism based genetic profiles of small subunit rRNA genes. Appl Environ Microbiol, 2000, 66: 930–936
Subramanian K, Rutvisuttinunt W, Scott W, et al. The enzymatic basis of processivity in λ exonuclease. Nucleic Acids Res, 2003, 31(6): 1585–1596
Bassam B J, Caetano-Anolles G, Gresshoff P M. Fast and sensitive silver staining of DNA in polyacrylamide gels. Anal Biochem, 1991, 196(1): 80–83
Wang M, Ahrne S, Antonsson M, et al. T-RFLP combined with principal component analysis and 16S rRNA gene sequencing: An effective strategy for comparison of fecal microbiota in infants of different ages. J Microbiol Methods, 2004, 59(1): 53–69
Sandhu G S, Precup J W, Kline B C. Rapid one-step characterization of recombinant vectors by direct analysis of transformed Escherichia coli colonies. Biotechniques, 1989, 7(7): 689–690
Altschul S F, Madden T L, Schaffer A A, et al. Gapped BLAST and PSI-BLAST: A new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Res, 1997, 25: 3389–3402
Neefs J M, Van de Peer Y, De Rijk P, et al. Compilation of small ribosomal subunit RNA structures. Nucleic Acids Res, 1993, 21(13): 3025–3049
Thompson J D, Higgins D G, Gibson T J. CLUSTAL W: Improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice. Nucleic Acids Res, 1994, 22: 4673–4680
Felsenstein J. PHYLIP (Phylogeny Inference Package) version 3.6. Distributed by the author. Department of Genome Sciences, University of Washington, Seattle. 2005
Duda J J, Freeman D C, Emlen J M, et al. Differences in native soil ecology associated with invasion of the exotic annual chenopod, Halogeton glomeratus. Biol Fertil Soils, 2003, 38: 72–77
Miethling R, Ahrends K, Tebbe C. Structural differences in the rhizosphere communities of legumes are not equally reflected in community-level physiological profiles. Soil Biol Biochem, 2003, 35(10): 1405–1410
Suding K N, LeJeune K D, Seastedt T R. Competitive impacts and responses of an invasive weed: Dependencies on nitrogen and phosphorus availability. Oecologia, 2004, 141: 526–535
Ashton I W, Hyatt L A, Howe, K M, et al. Invasive species accelerate decomposition and litter nitrogen loss in a mixed deciduous forest. Ecol Appl, 2005, 15: 1263–1272
Callaway R M, Thelen G C, Barth S, et al. Soil fungi alter interactions between the invader Centaurea maculosa and north American Natives. Ecology, 2004, 85(4): 1062–1071
Ren N Q, Zhao Y G, Wang A J, et al. The effect of decreasing alkalinity on microbial community dynamics in a sulfate-reducing bioreactor as analyzed by PCR-SSCP. Sci China Ser C-Life Sci, 2006, 49(4): 370–378
Quaiser A, Ochsenreiter T, Lanz C, et al. Acidobacteria form a coherent but highly diverse group within the bacterial domain: Evidence from environmental genomics. Mol Microbiol, 2003, 50(2): 563–575
O’sullivan L A, Rinna J, Humphreys G, et al. Culturable phylogenetic diversity of the phylum ‘Bacteroidetes’ from river epilithon and coastal water and description of novel members of the family Flavobacteriaceae: Epilithonimonas tenax gen. nov., sp. nov. and Persicivirga xylanidelens gen. nov., sp. nov. Int J Syst Evol Microbiol, 2006, 56(1): 169–180
Cytryn E, Galfend I, Barak Y, et al. Diversity of microbial communities correlated to physiochemical parameters in a digestion basin of a zero-discharge mariculture system. Environ Microbiol, 2003, 5(1): 55–63
Filion M, Hamelin R C, Benier L, et al. Molecular profiling of rhizosphere microbial communities associated with healthy and diseased black spruce (Picea mariana) seedlings grown in a nursery. Appl Environ Microbiol, 2004, 70(6): 3541–3551
Dai X, Wang B J, Hang Y, et al. Bacterial diversity in the sediments of Taihu Lake by using traditional nutrient medium and dilution nutrient medium. Acta Microbiol Sin, 2005, 45(2): 161–165