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禾本科植物内生真菌的生物多样性和人工接种的研究

李飞凤  
【摘要】:禾本科植物内生真菌(Endophytic fungus of gramineous plants)是一类生活在禾本科植物内部,但通常又不使宿主表现病症的真菌,它作为一种新型的微生物资源在国际上正日益受到重视。至今已经至少在80属、290种以上的禾本科植物中发现内生真菌的存在,具有丰富的多样性。禾本科植物内生真菌具有一定的宿主特异性,使得内生真菌的人工接种比较困难,因此内生真菌的接种技术也是国内外研究的热点问题。 本研究首先从我国3省的4个地区共采集3个属共291株禾本科植物样品,对其中内生真菌的有无进行了检测。从江苏南京采集的139株鹅观草属植物中,检测到49株含有内生真菌,其中33株含有内生真菌,并在植株体外产生子座,内生真菌总含有率为35.3%;从江苏淮安采集的38株鹅观草属植物中检测到8株含有内生真菌,内生真菌含有率为21.1%;从河北唐山采集的17株鹅观草属植物中检测到4株含有内生真菌,内生真菌含有率为23.5%;从福建福州采集的27株鹅观草属植物中检测到15株含有内生真菌,内生真菌含有率为55.6%;从江苏南京采集的50株小糠草植物中检测到39株含有内生真菌,内生真菌含有率为78%;从江苏南京采集的20株苇状羊茅植物中检测到6株含有内生真菌,内生真菌含有率为33.3%。以上显示我国有着丰富的禾本科植物内生真菌资源。 第二,取含有内生真菌的植株进行分离,通过分离和培养,获得26株禾本科植物内生真菌。通过对分离菌株培养特征和形态学特征的调查,结合宿主种类,并与模式菌株进行比较,将其中6株初步鉴定为Neotyphodium typhinum,4株为N. starrii,3株为N. coenophialum,13株为Epichlo(?) sp.,共2属4个种,具有丰富的生物多样性。通过显微镜检,还发现内生真菌在宿主植物体内分布具有一定的多样性。通过与模式菌株的种类和形态比较,发现分离菌株具有丰富的物种多样性。通过在PDA和MM培养基上培养特征和形态学特征也有一定的多样性。Epichlo(?) sp.在菌落形态及生长速度上具有多样性;N. typhinum和N. starrii种内不同菌株之间在菌落形态及生长速度、分生孢子及分生孢子梗上呈现丰富的形态多样性;但是N. coenophialum分离菌株的多样性不明显。此外,N. typhinum和N. starrii区域多样性明显。本研究首次从鹅观草属植物中分离得到了N. starrii。以上显示我国禾本科植物内生真菌具有丰富的生物多样性。 第三,选取分别来自黑麦草属、羊茅属、翦股颖属和冰草属的四个EF(Endophyte free)品种—Rustmaster、Good-En、Highland和Cristatum作为接种 禾木科植物内生真菌的生物多样性和人下接种的研究 的植物材料,选取26个分离菌株中的14株为内生真菌材料,利用幼苗注射法、 幼苗切口法、种子法和愈伤组织法进行禾本科植物内生真菌的人工接种研究。种 子法和幼苗注射法均未获得接种的成功。首次在我国利用愈伤组织法和幼苗切口 法获得了成功感染内生真菌的植株,接种效率比国际水平低,分别为5.1%和1%。 初步获得3个新共生体:Lolium户erenne一N.卯hinum、L.尸erenne一EPiehloo sp.和 凡51“cac,r‘、ndinacea一助ichlo亡sP.。 最后,通过人工接种研究内生真菌与禾本科植物的亲和性及内生真菌的宿 主特异性。发现N卯hinum宿主特异性不强,均能存在于Rustmaster(L. 尸erenne)、Good一En(E arundinacea)、Highland(Agrostis sP.)和Cristatum (A gr之)j). v).n cristatum cv.Kirk)中,菌丝体略弯曲,极少数有分支,与较多植物 均有很好的亲和性。N.“clrrii宿主特异性较强,只与Rustmaster(L .Perenn。)和 Highland(A卿srzs sp.)有较好的亲和性。EPiehloo sp.宿主特异性较强,只与 Rustmaster(L.尸erenne)和Good一En(尸arundinacea)有一定的亲和性,菌丝体 在叶鞘内部分高度弯曲,部分有分支。汉coenophialum宿主特异性很强,只能存 在于oood一En(厂arundinacea)中,与Rustmaster(L.尸erenne)有不亲和性,表 现在使其愈伤组织产生褐化。 本研究为我国禾本科植物内生真菌的资源、生物多样性、人工接种法的创 建以及宿主特异性的研究提供了一个基础。 关键词:禾本科植物;内生真菌;NeotyPhodium属;EPichz口*属;生物多样性; 人工接种;亲和性;宿主特异性


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