2018-05-31
最近，派森諾生物與中國農業科學院果樹研究所合作，在《Postharvest Biology and Technology》（影響因子：3.248）發表論文，評估了低溫貯藏過程中蘋果表面真菌群落的變化，表明長期儲存的蘋果有可能存在果實采后變質和肉芽污染的風險。
研究背景
蘋果在世界范圍內被廣泛接受為新鮮水果，也被用于加工果汁，醋，酒，果醬，蘋果脆等。根據2016年FAO（www/faostat.fao.org）數據統計，中國是蘋果生產國，占世界總生產的49.8%（4.44 × 107 of 8.93 × 107 t），并有蘋果產區，占世界總產區的45.0%（5.29 × 106 中的2.38 × 106公頃）。在中國，蘋果是季節性收獲的（通常從9月到11月），而且大多保存在較冷的條件下進行長期銷售。近幾十年來，冷藏和運輸的實現，易于蘋果采后貯藏，延長了保質期，大大促進了蘋果的國內和國際貿易。然而，某些植物病原真菌能夠導致果實采后變質，顯著影響果實的安全性和質量，而附著在蘋果上的微生物群落在冷藏期間的變化才剛剛開始被關注。
研究目的
目前，在果實采后保存過程中，對真菌整體群落的變化知之甚少。對基于NGS的真菌群落和蘋果多樣性組成譜的探索，可以對冷藏過程中真菌的成分變化提供深入的了解，為后續的進一步研究提供依據。因此，探討冷貯藏過程中真菌群落的變化。該研究的目的是使用多樣性組成譜測序，評估冷藏前后蘋果表面真菌群落的差異。
研究方法
測序技術：Illumina MiSeq高通量測序平臺
測序模式：真菌菌群ITS1區測序
實驗對象：9個成熟收獲的蘋果（HP）+9個低溫貯藏的蘋果（CS）
研究結果
1、基于ITS的真菌測序結果
18個樣品總共測序獲得1,319,679條高質量序列。分別從HP樣品中獲得583,915（平均每個樣本64,879條）條序列，從CS樣品中得到735,764（平均81,752個樣條）條序列。過濾去除稀有OTU（少于總序列量0.001%）后獲得1,306,074條序列，劃分為512個OTU。
2、蘋果表面真菌Alpha多樣性
與HP樣品相比，CS樣品的豐度等級曲線在水平軸上較長，在垂直軸上較平，反映CS樣品中含有較多的OTUs，且通常檢測到較高的豐度。在HP樣品中檢測到150-200個物種，而在CS樣品中具有更多的物種。此外，CS樣品的ACE多樣性指數顯著高于HP樣品。這些對比分析結果表明，CS樣品比HP樣品具有更高的真菌多樣性。
3、真菌群落的總體特征
蘋果表面檢測到261種真菌，分別歸為4個門、22個綱、59個目、93個科和134個屬。其中Ascomycota是豐度高的門，占了總序列的91.1%。我們也檢測到了次要的門為Basidiomycota（7.1%）和Zygomycota（0.6%）。CS樣品中的優勢屬為Aureobasidium（14.8%）、Penicillium（13.5%）、Aspergillus（3.0%）、Acremonium （2.7%）、Cryptococcus （1.3%）和Tilletiopsis （1.2%）；而HP樣品中的優勢屬為Acremonium（19.8%）、Aureobasidium（18.8%）、Tilletiopsis（2.1%）、Cryptococcus（2.0%）、Phoma（1.0%）和Periconia（1.0%）。這些高豐度的屬包含很多種，比如Acremonium檢測到8個種，主要是A. fusidioides、A. alternatum和A. implicatum。所有樣品都檢測到的Aureobasidium屬則主要包含A. pullulans和A. microstictum兩個種。
4、低溫貯藏與真菌群落的相關變化
運用Unweighted UniFrac PCoA分析、Adonis/PERMANOVA分析、ANOSIM分析和隨機森林分析等多種方法，本研究發現，HP樣品和CS樣品真菌群落之間具有顯著差異。此外，LEfSe差異分析結果表明，在CS和HP樣本之間，真菌的分類有顯著差異。
圖1 成熟樣品（HP）和冷藏樣品（CS）在不同分類水平（門、綱、目、科和屬）優勢真菌的豐度
圖2 成熟樣品（HP）和冷藏樣品（CS）的Beta多樣性unweighted UniFrac PCoA分析
圖3 成熟樣品（HP）和冷藏樣品（CS）LEfSe分析
總結
目前的高通量測序方法，已經足以涵蓋蘋果表面的大多數真菌。該研究對低溫貯藏過程中蘋果表面真菌群落的變化進行了評估，觀察了蘋果表面真菌群落的多樣性組成譜。HP和CS樣品真菌群落屬水平差異表明，冷藏過程中蘋果表面真菌群落發生了顯著變化。大多數真菌屬的豐度在冷藏過程中發生了上調。本研究鑒定了真菌群落在果實及其在冷藏中的變化，并為進一步的研究奠定了基礎。
文章索引：
Youming Shen, Jiyun Nie, Yafeng Dong, Lixue Kuang, Yinping Li, Jianyi Zhang (2018) Compositional shifts in the surface fungal communities of apple fruits during cold storage. Postharvest Biology and Technology (2018) 55-62.
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925521418302291
