DNA和RNA代谢条形码技术揭示了共有的优势种子传播真菌

《Environmental Microbiome》：DNA and RNA metabarcoding reveal shared dominant seed-borne fungi

　　

摘要

背景

树种种子中存在着多种多样的真菌群落，其中包括病原菌和共生菌，这些真菌会影响植物的健康状况。这些群落由具有代谢活性的生物以及处于休眠状态或死亡的细胞组成。由于只有活跃的真菌才会与宿主发生相互作用，因此区分活跃与不活跃的真菌种类至关重要，尤其是在环境和植物检疫监测方面。传统的培养方法能够检测到活跃的真菌，但却只能反映全部真菌多样性中的一小部分。目前，这类方法正逐渐被高通量DNA条形码技术所取代，后者能够检测更广泛的真菌种类。不过，DNA在细胞死亡后依然存在，而且也存在于休眠细胞中，这也就难以区分活跃与不活跃的真菌。相比之下，RNA条形码技术可能比另外两种方法更能反映活跃的真菌群落，但目前其在评估与植物相关的真菌方面的应用还较少。我们采用了培养法以及基于DNA和RNA的条形码技术，来比较三种欧洲重要树种（Fagus sylvatica、Abies alba、Pinus sylvestris）种子中的真菌群落。

结果

种子中的主要真菌群落受宿主物种的影响很大，在DNA和RNA条形码数据集中有较大程度的相似性，大约有一半的最常见属类在这两种方法中都能被检测到。DNA和RNA检测到的群落之间的差异主要体现在RNA数据集中的稀有菌类上，不过要区分真正的生物信号与不同方法流程带来的干扰仍然是一项挑战。有一些通过培养法检测到的属类，很可能数量较多且具有代谢活性，这两种方法都能持续检测到它们。

结论

这些结果体现了这三种方法在研究种子相关真菌方面的互补性。将培养法与基于DNA和RNA的条形码技术结合使用，或许能最全面地了解真菌多样性，而仅使用RNA条形码技术则有望识别出真菌群落中活跃的成员，从而提升环境和植物检疫监测的水平。