山苍子内生真菌多样性及其挥发性物质研究

来源 :江西农业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:lezhe14790511
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植物内生真菌多样性极其丰富,是一种具有潜在研究价值的微生物资源,已成为近年来真菌领域研究的热点。植物内生真菌在植物微生态系统中与寄主长期协同共生,其次生代谢产物具有抗肿瘤、杀菌杀虫、抗氧化活性及促进植物生长等生物活性,是筛选新型生物活性成分的有效途径之一,在生物制药、农林业生物防治等领域具有潜在的开发与应用价值。本研究采用组织分离法从山苍子Litsea cubeba(Lour.)Pers.健康组织中分离内生真菌,分析其内生真菌的种群多样性;通过平板对峙法试验筛选抑菌活性菌株,利用形态学和分子生物学方法进行分类鉴定;以活性示踪为导向,进行菌株挥发性活性物质组分分析。主要研究结果如下:(1)从健康山苍子组织中分离获得970株内生真菌,总分离率达53.89%。其中叶部438株(占总菌株数的45.15%)、茎部241株(24.85%)、果实149株(15.36%)和根部142株(14.64%),表明山苍子内生真菌资源十分丰富。不同产油率山苍子内生真菌数量存在一定差异,低产油率353株(占全部菌株数的36.39%)、高产油率336株(34.64%),中产油率281株(28.97%)。(2)通过形态学和分子生物学方法对山苍子内生真菌进行鉴定,隶属于子囊菌门3纲、9目、17属,共36个分类单元,其中粪壳菌纲11属(67.57%),散囊菌纲3属(24.32%),座囊菌纲3属(8.11%)。山苍子内生真菌的优势菌群为炭疽菌属(Colletotrichum)、拟茎点霉属(Phomopsis)、间座壳属(Diaporthe)、拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)、葡萄座腔菌属(Botryosphaeria)和镰刀菌属(Fusarium),这些类群均属于常见的真菌类群。(3)多样性分析显示,山苍子内生真菌的多样性指数H’和Ds分别为2.52和0.82,其中根部内生真菌的多样性指数最高(H’=2.74,Ds=0.90),依次为茎(H’=2.56,Ds=0.90)、果(H’=1.99,Ds=0.76)、叶(H’=1.43,Ds=0.56)。山苍子根部内生真菌种群数量最丰富,叶部内生真菌菌群单一,且不稳定;相似性系数分析表明,根部与茎部内生真菌类群最为相似,相似性指数(CS)为0.93,根部与果实之间内生真菌类群差异最大,相似性系数为0.58,其次叶与果的相似性指数为0.80,根与叶为0.79,茎与叶为0.77,茎与果为0.64,各组织部位之间内生真菌类群差异明显。(4)相关性分析表明,不同组织间内生真菌的定殖率与分离率在0.01的水平上均呈极显著的差异;回归分析显示,低产和中等产油率山苍子内生真菌定殖率与产油率呈负相关,而高产油率山苍子内生真菌定殖率与产油率呈显著正相关(p=0.018<0.05)。(5)利用平板对峙法,筛选内生真菌对油茶炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)、辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici)、水稻恶苗病菌(Fusarium andiyazi)、梨黑斑病菌(Alternaria alternate)、猕猴桃果实腐烂病菌(Phomopsis sp.)、毛竹枯梢病菌(Ceratosphaeria phyllostachydis)、水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)等植物病原指示菌的抑制活性菌株,结果显示69株内生真菌至少对3种及以上病原指示真菌具有抑菌活性,其中SF14和SF22对7种病原指示真菌均具有较强的抑制活性,表明山苍子组织中含有丰富的抗菌活性内生真菌。利用形态学和分子生物学将菌株SF14和SF22分别鉴定为竹黄青霉(Penicillium minioluteum)和球毛壳菌(Chaetomium globosum)。(6)采用滤纸片扩散法、菌丝生长速率法和平板对扣法测定菌株SF14和SF22的次生代谢产物及挥发性物质的抑菌活性,结果表明,菌株SF14和SF22均能产生抑菌活性物质,且抑菌活性较强。利用顶空固相微萃取(HS-SPME)及气质连用仪(GC-MS)测定菌株SF12和SF22挥发性物质,结果显示,菌株SF14获得18种挥发性物质成分,主要活性物质为十二甲基环六硅氧烷-C12H36O6Si6(Cyclohexasiloxane,dodecamethyl-)、1,3-二甲基苯-C8H10(Benzene,1,3-dimethyl-)和苯乙烯-C8H8(Styrene);菌株SF22获得16种挥发性活性成分,主要活性物质为2,3-丁二醇-C4H10O2(2,3-Butanediol)、对二甲苯-C8H10(p-Xylene)和苯乙烯-C8H8(Styrene)。本研究从山苍子内生真菌中筛选出具有广谱抗菌活性菌株SF14和SF22,其挥发性物质对植物病原真菌具有较强的抑菌活性,研究结果为植物真菌病害生物防治及新型活性物质探寻提供了理论基础和科学依据。
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