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我国北方常见药用植物内生真菌多样性与生态分布

孙剑秋  
【摘要】: 药用植物中含有一些重要的化学成分,某些成分对人体疾患及动物病害具有保健和治疗作用,在农业生产上具有杀虫、杀菌和除草等功效。内生真菌是指在生活史中的某一个阶段存在于健康植物组织内部,不会引起宿主明显病症或者对宿主造成明显伤害的真菌,是生物多样性的重要组成部分。由于内生真菌的次级代谢产物中含有与药用植物相同或相似的生物活性物质,所以研究药用植物内生真菌多样性及其生态分布规律,大量收集内生真菌资源,具有重要的生态学意义和潜在的经济价值。 本篇论文在北京市中国科学院植物研究所植物园、辽宁省清原满族自治县英额门镇椽子沟村、吉林省抚松县松郊乡马路村和黑龙江省五大连池风景区等采样地点,选取我国北方地区15科18种药用植物作为研究对象。研究的药用植物包括杜仲科的杜仲,木犀科的连翘、卵叶连翘、秦岭连翘,漆树科的青麸杨,小檗科的细叶小檗,芸香科的白藓,菊科的苍术,薯蓣科的穿龙薯蓣,毛莨科的黄花乌头,龙胆科的龙胆草,马兜铃科的细辛,百合科的玉竹,伞形科的柴胡,唇形科的藿香,五加科的人参、刺五加,木兰科的五味子。 药用植物内生真菌具有丰富的多样性。从15科18种药用植物的3199个表面消毒的组织块中,分离获得2618株内生真菌。根据形态特征,将能够产生孢子的内生真菌鉴定为34属68个分类单元,包括28种腔孢菌、12种子囊菌、26种丝孢菌、1种接合菌、1种酵母菌;其中有5种我国新记录种,即Sporormiella intermedia(Auersw.)Ahmed Cain、Sporormiella minima (Auersw.) Ahmed Cain, Phoma jolyana Pirozynski Morgan-Jones, Microsphaeropsis conielloides Sutton、Drechslera halodes (Drechslera) Subram. Jain。 对北京的杜仲、连翘、卵叶连翘、秦岭连翘、青麸杨、细叶小檗6种药用植物内生真菌比较分析后发现,细叶小檗的内生真菌定植率最高(63.1%),其余依次是卵叶连翘(60%)、杜仲(54.8%)、连翘(54.4%)、秦岭连翘(51.3%)、青麸杨(47.9%);内生真菌分离率最高的是连翘(0.93),其余依次是细叶小檗(0.92)、杜仲(0.87)、青麸杨(0.83)、卵叶连翘(0.82)、秦岭连翘(0.7)。Alternaria alternata是6种药用植物内生真菌的优势种。6种药用植物内生真菌的总体多样性指数不同,即秦岭连翘内生真菌的多样性指数为1.6、青麸杨为1.46、卵叶连翘为1.42、杜仲为1.28、连翘为1.21、细叶小檗为0.98;内生真菌组成的相似性系数在0.35-0.80的范围内,其中连翘与青麸杨间内生真菌的相似性系数最低,而连翘与卵叶连翘间内生真菌的相似性系数最高,漆树科的青麸杨与其他3科5种药用植物内生真菌的相似性系数相对较低,但木樨科的连翘、秦岭连翘、卵叶连翘之间内生真菌的相似性系数很高。以内生真菌的种类组成及其定植率为参数进行聚类分析,分析结果表明内生真菌在植物中的存在受到宿主种类的影响而且不同植物组织影响内生真菌的种类组成、数量和分布,内生真菌在一定程度上表现出宿主专一性和组织专一性。 对东北地区的人参、刺五加、五味子3种药用植物内生真菌比较分析后发现,刺五加内生真菌定植率(84.3%)和分离率(0.93)最高,而五味子和人参的内生真菌定植率(58.9%和61.3%)和分离率(0.66和0.65)比较相近。根据内生真菌的相对频率,Phomopsissp.是五味子、刺五加内生真菌的优势种,而人参优势内生真菌为Nodulisporium sp.。3种药用植物内生真菌组成的相似性系数在0.18到0.22的范围内,刺五加与人参内生真菌组成的相似性系数最高;五味子与刺五加和人参的相似性系数相对较低。3种药用植物的总体多样性指数不同,五味子内生真菌多样性最丰富。另外,五味子和刺五加枝条中内生真菌的多样性指数高于叶片,而人参植株中茎与叶片和根的内生真菌多样性指数相比最高。 杜仲、连翘、卵叶连翘、秦岭连翘、青麸杨、细叶小檗、五味子和刺五加等药用植物叶片内生真菌的定植率明显低于枝条,但是人参植株中,叶片内生真菌的定植率和分离率比茎、根高得多,表现出与木本植物不同的分布规律。杜仲、连翘、卵叶连翘、秦岭连翘、青麸杨、细叶小檗、五味子和刺五加的1年生、2年生、3年生枝条内生真菌定植率和分离率逐渐增加,表现出植物内生真菌定植率和分离率随植物组织年龄的增长而逐渐增加的生态分布规律。 总之,北方地区药用植物资源丰富,全面调查该地区药用植物组织中的内生真菌,可以为通过发酵的方法生产有益生物活性物质提供大量真菌资源,进一步探索植物内生真菌与宿主植物之间的生态关系,对于药用植物的保护、开发和利用具有重要意义。


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