中国产部分禾本科植物内生真菌资源的探索

【摘要】在长期的进化过程中与冷季型禾本科植物形成互惠关系的Epichloid内生真菌(Epichloe属和Neotyphodium属),其菌丝体系统分布于植物体的地上部分。目前,已报道内生真菌至少能感染80属280种禾本科植物,在欧洲和北美洲研究较多,我国较少。2011至2012年,本研究从江苏、安徽、浙江、辽宁、北京及内蒙古等6省市自治区采集禾本科植物2001株。依据健康植物的花序特征,鉴定植物样品含9属15种以上。内生真菌检出率从0～100%不等,植物样品的检出率在不同属间,以及同属内种间均存在差异,显示内生真菌的宿主特异性,总检出率为为35.4%。本研究首次从黄山地区采集到含菌的大雀麦(BromusmagnusKeng)植株,这在我国尚未有记录。2011年9月从内蒙古通辽的城区及科尔沁区采集着生真菌子座的禾本科植物44株,但没有采集到完整的花序。结合trnT-trnL片段分析、叶表皮微形态观察以及植株的营养器官形态特征,这些样品全被鉴定为羊草(LeymuschinensisTrin.)。野外条件下,内生真菌能在羊草植株上形成子座,至今国际上未见相关报道。以含菌的黄山大雀麦进行内生真菌的分离。根据形态学特征来自黄山大雀麦的31个菌株分为两群：生长速度(48.1～56.3mm/21d)快的FG菌群和生长速度慢(12.9～15.9mm/21d)的SG菌群,FG群菌株分生孢子(2.9～3.6×4.5～5.1μm)和分生孢子梗(15.8～24.6μm)等无性形态结构也比SG菌群略大。同一地区大雀麦分离菌株显示出形态多样性,SG菌群菌株22株,在数量上占据优势。选取具有代表性的6个菌株,进行tefA和tubB片段扩增、测序和系统发育学分析。单拷贝的大雀麦分离菌株在EBY分支上形成独立分支,区别于已报道的内生真菌。FG菌群和SG菌群菌株间未表现差异。结合宿主植物的种类和地理分布,分离菌株的形态学特征和系统发育学特征,提议大雀麦分离菌株为新种NeotyphodiummagnicolaH.Zhang,Z.WangetY.Ji,sp.nov.。由于采样时间较晚,羊草子座发育末期,子座特征不完整,未观察到成熟的子囊和子囊孢子。经表面消毒,从通辽的城区和科尔沁区分别分离菌株9株和16株,并对分离菌株进行形态学特征调查及系统发育学分析。通辽城区和科尔沁区的菌株形态学特征一致：生长速度为28.5～41.1mm/21d。分生孢子梗长24.1-26.4μm,基部宽2.1～2.5μm,顶端逐渐变窄小于1μm,基部有隔膜。分生孢子肾形至椭圆形,4.7～5.5×2.8～3.5μm。这些均为典型的epichloid内生真菌特征。选取具有代表性的6个菌株进行系统发育学分析,菌株均具有一个拷贝,在EBY分支上形成独立分支。这些菌株在形态学特征和系统发育学特征上区别于已报道内生真菌,可能属于一个新的epichloid内生真菌分类群。但由于缺乏有性世代,尚不能确定其分类地位。筛选出9对多态性好的引物对保藏及分离的22株菌进行SRAP扩增,分析菌株间的遗传多样性。22株菌的SRAP扩增片段遗传差异在0.000～0.876之间,显示出一定的遗传差异。宿主植物为鹅观草、圆柱披碱草的菌株聚类情况复杂,显示菌株间丰富的遗传多样性。宿主植物为羊草、大雀麦、小颖羊茅、臭草及羽茅的菌株各自形成独立分支,显示菌株的特异性。这些都表明我国禾本科植物内生真菌存在丰富的遗传多样性,内生真菌的种类和宿主植物的种类密切相关。本研究对禾本科植物内生真菌资源探索,利于掌握我国禾本科植物内生真菌资源的全貌,为有效利用这一新型微生物资源奠定基础。
【作者】张红侠；
【导师】王志伟；
【作者基本信息】南京农业大学，微生物学，2013，硕士
【关键词】禾本科植物；Epichloid内生真菌；大雀麦；羊草；SRAP；遗传多样性；

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