内生真菌主导了乌头属卡迈克尔乌头的生物碱多样性：基于环境与微生物因素多区域分析的见解

《Planta》：Endophytic fungi dominate alkaloid variation in Aconitum carmichaelii Debx.: insights from multiregional analysis of environmental and microbial factors

　　

摘要

主要结论

根际土壤中的钠和铜，以及内生真菌如Plectosphaerella和Hannaella，与附子中35种生物碱的总含量呈正相关。

摘要

关于附子（Aconitum carmichaelii Debx.）的地理气候因素、土壤养分、内生真菌及生物碱之间的关联，以及哪种因素最能影响生物碱的积累，目前仍缺乏足够了解。为阐明这些相互作用并优化生物碱的生产，我们从中国26个地区采集了附子植株及其根际土壤。通过UPLC-Q–TOF–MS/MS技术分析生物碱成分，利用扩增子测序研究内生真菌群落，通过常规化学分析检测土壤性质。冗余分析、随机森林建模和典型相关分析表明，地理距离、包括最潮湿和最温暖月份的平均温度与降水量在内的气候因素，以及包括有效磷、交换性铝、铜和钠在内的土壤养分，还有内生真菌如Gibberella和Acremonium，都会显著影响生物碱的组成。总生物碱含量与内生真菌Plectosphaerella、Hannaella和Gibellulopsis，以及根际土壤中的交换性铜和钠呈正相关，而与Ilyonectria和交换性锰呈负相关。典型相关分析显示，内生真菌可解释总生物碱组成变异的42.9%。网络分析进一步表明，各种生物碱主要与内生真菌相关。像Rhizoctonia bicornis、Trichosporon coremiiforme、Hannaella sinensis和Phoma adonidicola这样的关键真菌种类被认定为影响生物碱合成的重要物种。这些结果表明，内生真菌是调控附子中生物碱积累的最重要因素。本研究的结果将为不同地区的高质量附子生产提供实用指导，比如栽培方法和微生物接种剂的应用。