论文部分内容阅读
Epichloae内生真菌在与其宿主植物经过长期的共同进化形成了稳定的互惠共生关系。目前为止,12个种的Epichloe属内生真菌及23个种和5个变种的Neotypkodium属内生真菌被报道。其中拂子茅属植物内已发现E. baconii、E. amarillans和N. stromatolongum三个种。本研究采集安徽黄山风景区29株拂子茅属植物样本,样品无一产生子座,经镜检全部含菌。菌丝生长于宿主植物细胞间隙,直径约2μm,近乎平行细胞长轴,很少分叉,也不相互交叉,和其他Neotyphodium属真菌类似。分离获得9株菌株,在PDA平板上,这些菌株菌落圆形,质棉,正面白色、背面浅褐色；菌落生长速度为15.4～16.8mm/21d,25℃。分生孢子单个顶生,多数椭圆形,大小3.6-3.7×.3～2.6μm；分生孢子梗长17.1-19.7μm,基部宽2.1～2.6 μm,与N. stromatolongum差异较大。在基于tubB、 actG的系统发育树上,分离菌株高度聚类,并与N. stromatolongum聚为一枝；分离菌株的tefA基因与N. stromatolongum有一个碱基差异,在系统发育树上独立成为一个小的亚枝。以上描述说明黄山拂子茅分离菌株并非之前本课题组报道的N.stromatolongum.内生真菌能够影响宿主植物的形态学和生理学特征,其带来的优良农艺学性状可被应用于农业生产。本研究测量拂子茅植株的叶片宽度、茎杆直径、叶片长度和株高,研究内生真菌对拂子茅植株生长特性的影响。结果显示,黄山含菌拂子茅(HEI)植株和南京开花无菌拂子茅(NIEF)植株相比：下位测量叶叶宽较窄,上位测量叶长度较长,茎秆较细,株高较高。南京含菌拂子茅(NEI)植株和南京开花无菌拂子茅(NIEF)植株相比：下位测量叶叶宽较窄,上位测量叶长度较长且宽度较细,茎秆较细,株高较矮。数据测量期间降水量丰富,研究推测,除内生真菌对宿主植物产生影响外,宿主基因型不同也可导致植物不同的生长特性。本文从宿主植物光合作用和体内碳水化合物含量两方面研究了内生真菌对宿主植物生理学影响。在植物开花前和开花后两个时期测定拂子茅植株的气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和净光合速率等植物光合性能参数。NEI植株与NIEF植株之间的气孔导度、胞间C02浓度、蒸腾速率和净光合速率在植物开花前和开花后均无显著差异。除开花后HEI的蒸腾速度显著大于NIEF植株外,HEI植株和NIEF植株的光合性能等参数无显著差异。总体上分析,内生真菌对拂子茅的光合性能没有显著影响。在植物开花前、花期和开花后三个时期测定了宿主植物体内蔗糖、果糖等可溶性碳水化合物的含量。在开花前,HEI植株体内碳水化合物含量小于NIEF植株,在花期前者大于后者,但差异不显著；花后期两者体内碳水化合物含量无显著差异,说明内生真菌在开花前和花期对HEI植株体内碳水化合物的含量存在一定影响。总体上分析,内生真菌对NEI植株体内碳水化合物的积累及变化没有显著影响。NE1分离菌株N. stromatolongum在宿主茎秆可形成无生殖功能的子座,而本研究中分离自同一种宿主植物的菌株不能形成子座,而MAT基因被报道与真菌的生殖有关。本研究首先利用已知的E.festucae序列设计引物,之后对分离自6个不同属的禾本科植物共29株真菌菌株进行MAT基因的检测及分析。结果显示,21/25株Neotyphodium属内生真菌检测到MAT1-1-1基因,22/25株Neotyphodium属内生真菌检测到MAT1-2-1基因,4株Epichloe属内生真菌同时含有MAT1-1-1和MAT1-2-1基因。说明.MAT基因并不适用于确定中国本土Epichloe属内生真菌的交配类型,也不能区分Epichloe属和Neotyphodium属内生真菌。MAT1-1-1和MAT1-2-1的系统发育树显示,epichloae内生真菌的部分不同种聚为一枝,说明epichloae内生真菌之间存在复杂的交配关系。黄山分离菌株与N. stromatolongum菌株在MAT1-2-1基因的分布及系统发育上都显现出一定的差异。本研究从不产子座的黄山拂子茅中分离得到的内生真菌有别于本课题组之前报道的N. stromatolongum菌株。HEL、NEI和NIEF之间的形态学差异,可能是内生真菌导致,也可能是宿主自身的基因型决定。实验条件下总体上分析,内生真菌对宿主植物光合性能没有显著影响。在开花前和花期,内生真菌对HEI植株体内碳水化合物的积累有影响；内生真菌对NEI植株体内碳水化合物的积累没有影响。MAT基因的有无不适用于确定Epichloe属内生真菌的交配类型及区分Epichloe属和Neotyphodium属内生真菌。MAT1-2-1基因的分布及序列特征作为菌株的属性,可能影响到共生体的生物学特征。