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冬蟲夏草（Ophiocordyceps sinensis）是由中華被毛孢（Hirsutella sinensis）與蝙蝠蛾幼蟲（Thitarodes）形成的共生體，其藥用價值與經(jīng)濟價值極高，但因生長環(huán)境嚴苛和過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)揮關鍵作用，但傳統(tǒng)擴增子測序技術難以揭示其實際功能。本研究聚焦冬蟲夏草外部菌絲皮層這一關鍵界面，在青藏高原祁連山（海拔4578米）采集冬蟲夏草樣本，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16S rRNA擴增子測序和宏基因組測序技術，結合培養(yǎng)組學方法，系統(tǒng)分析冬蟲夏草內生微生物群落結構、功能與可培養(yǎng)的細菌群落。

中國科學院西北高原生物研究所青藏高原植物適應與進化研究團隊研究鑒定出4,561個細菌OTU，其中2980個為稀有類群（相對豐度<0.01%）。宏基因組分析顯示，外部菌絲皮層富集576個代謝通路（如碳代謝、次級代謝產物合成），顯著高于菌核（117個）和子座（0個）。稀有類群雖豐度低，但貢獻了關鍵物質循環(huán)基因（如氮代謝基因narG、nosZ），提示其具有“功能庫”作用。共現(xiàn)網(wǎng)絡分析揭示，外部菌絲皮層微生物呈現(xiàn)獨特的模塊化結構，Proteobacteria和Bacteroidetes形成高連接度核心網(wǎng)絡。該區(qū)域特異性富集Caballeronia、Dyella等具有降解功能的細菌屬，可能在昆蟲幼蟲分解和宿主防御中發(fā)揮屏障作用。通過優(yōu)化培養(yǎng)組培養(yǎng)體系，成功分離52株細菌（覆蓋26屬40種），包括8個高通量測序未檢出的菌株（如Plantibacter、Tardiphaga）。81.2 %的目級類群實現(xiàn)可培養(yǎng)，為后續(xù)功能驗證和資源利用奠定基礎。

本研究首次闡明冬蟲夏草菌絲皮層微生物的“稀有類群－功能富集“協(xié)同機制，突破傳統(tǒng)“高豐度主導“認知框架。分離獲得的細菌菌株，為進一步研究冬蟲夏草內生微生物互作提供了理想的材料，后續(xù)團隊將圍繞分離菌株的功能驗證和合成菌群構建開展應用研究，助力冬蟲夏草資源可持續(xù)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（中國科學院二區(qū)，IF=4.0）。西北高原所碩士研究生李娜、中國科學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項（項目編號：2023-SF-A5）及“西部之光”人才培養(yǎng)計劃資助。

論文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1186/s12866-025-03793-z?utm_source=rct_congratemailt&utm_medium=email&utm_campaign=oa_20250217&utm_content=10.1186%2Fs12866-025-03793-z

冬蟲夏草內生細菌群落結構分析

冬蟲夏草內生細菌群落功能分析