西北高原所在冬虫夏草菌内生微生物群落结构和功能研究中取得新突破

冬虫夏草（Ophiocordyceps sinensis）是由中华被毛孢（Hirsutella sinensis）与蝙蝠蛾幼虫（Thitarodes）形成的共生体，其药用价值与经济价值极高，但因生长环境严苛和过度采挖面临资源危机。前期研究表明，内生微生物在真菌发育中发挥关键作用，但传统扩增子测序技术难以揭示其实际功能。本研究聚焦冬虫夏草外部菌丝皮层这一关键界面，在青藏高原祁连山（海拔4578米）采集冬虫夏草样本，分离菌核、子座和外部菌丝皮层，同步采集周边土壤样本。通过16S rRNA扩增子测序和宏基因组测序技术，结合培养组学方法，系统分析冬虫夏草内生微生物群落结构、功能与可培养的细菌群落。

中国科学院西北高原生物研究所青藏高原植物适应与进化研究团队研究鉴定出4,561个细菌OTU，其中2980个为稀有类群（相对丰度< 0.01%）。宏基因组分析显示，外部菌丝皮层富集576个代谢通路（如碳代谢、次级代谢产物合成），显著高于菌核（117个）和子座（0个）。稀有类群虽丰度低，但贡献了关键物质循环基因（如氮代谢基因narG、nosZ），提示其具有“功能库”作用。共现网络分析揭示，外部菌丝皮层微生物呈现独特的模块化结构，Proteobacteria和Bacteroidetes形成高连接度核心网络。该区域特异性富集Caballeronia、Dyella等具有降解功能的细菌属，可能在昆虫幼虫分解和宿主防御中发挥屏障作用。通过优化培养组培养体系，成功分离52株细菌（覆盖26属40种），包括8个高通量测序未检出的菌株（如Plantibacter、Tardiphaga）。81.2 %的目级类群实现可培养，为后续功能验证和资源利用奠定基础。

本研究首次阐明冬虫夏草菌丝皮层微生物的"稀有类群－功能富集"协同机制，突破传统"高丰度主导"认知框架。分离获得的细菌菌株，为进一步研究冬虫夏草内生微生物互作提供了理想的材料，后续团队将围绕分离菌株的功能验证和合成菌群构建开展应用研究，助力冬虫夏草资源可持续利用。

该项研究以题为 Culture-dependent and -independent analyses reveal unique community structure and function in the external mycelial cortices of Ophiocordyceps sinensis 发表在 BMC Microbiology（中国科学院二区，IF=4.0）。西北高原所硕士研究生李娜、中国科学院微生物研究所硕士研究生李佳妮为共同第一作者，西北高原所副研究员邢睿为通讯作者。本研究得到了青海省重大科技专项（项目编号：2023-SF-A5）及“西部之光”人才培养计划资助。

论文链接：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

冬虫夏草内生细菌群落结构分析

冬虫夏草内生细菌群落功能分析