三种石黄衣的共生菌化学多样性及其系统生物学意义

本文对丽石黄衣(Xanthoria elegans)、中国石黄衣(X. mandschurica)和刺盘石黄衣(X. alfredi)的共生菌,尤其是刺盘石黄衣共生菌的分离培养物进行了首次研究。对于上述三种地衣体及其共生菌的化学物质进行了比较分析。研究与分析结果表明,三种石黄衣地衣体化学物质,即蒽醌类化合物完全一致。此外, Lindblom从15种北美石黄衣地衣体中检测出了彼此一致的5种蒽醌类化合物。因此,该作者认为石黄衣属的蒽醌类化合物不具有种级分类学意义。本文的实验结果也证实了这一观点。但是,本文对于通过子囊孢子释放法获得的中国三种石黄衣共生菌的化学物质进行了检测和分析,其结果呈现出比较丰富的多样性。其中刺盘石黄衣共生菌化学物质与丽石黄衣和中国石黄衣共生菌所含的化学物质存在明显差异。因而,刺盘石黄衣共生菌化学物质在该种地衣的鉴定中具有重要的参考价值。 此外,文章亦检测和分析了丽石黄衣的10株共生菌化学物质。供试菌株均在相同培养条件和培养时间下获得。其化学物质的TLC图谱,除Nos. 5, 7, 及10稍有差异外,几乎完全一致。由此看来,它们稳定性也是比较明显的。 上述结果提示我们,在地衣系统生物学研究中,除了对于地衣体化学物质进行常规检测与分析之外,对于分离培养的各种地衣共生真菌化学物质的检测与分     

五种石黄衣中次生代谢产物的高压液相色谱分析*

对于五种石黄衣Xanthoria中的次生代谢产物进行了高压液相色谱(HPLC)分析。它们是刺盘石黄衣Xanthoria alfredi、拟石黄衣X. fallax、丽石黄衣X. elegans、粉芽石黄衣X. sorediata和中国石黄衣X. mandschurica。分析结果表明,按照石黄酮(parietin)对拟石黄醛(fallacinal)与黄枝醇(teloschistin)在石黄衣中的相对含量百分比之商将五种石黄衣划分为E组 (Q>14) 和F组 (Q<1.20)。 其中丽石黄衣和粉芽石黄衣属于E组,裂片通常较狭窄,无假根;刺盘石黄衣和拟石黄衣属于F组,裂片通常较宽,具有假根。中国石黄衣中既有E组个体,又有F组个体。对于中国石黄衣的特殊现象仍需要进一步研究。此外,一份拟石黄衣标本的HPLC图谱亦显示了种内化学多样性。     

揭开地衣中的共生奥秘（三）

共生菌的发育及光合共生物的调节 在具有衣瘿的地衣中,共生菌能发育成两类构造,即:它与一种藻类共生形成地衣的主体;还能与蓝细菌共生形成衣瘿。偶尔有些地衣(如:地卷属)的衣瘿,能长成完整、独立的叶状体。在牛皮衣属(Sticta)和肺衣属(Lobaria)的地衣中,同种共生菌既能与蓝细菌共生,又能与绿藻共生,形成不同的、适合于不同生理需要的小环境的地衣体,它们有着不同的外貌和生态学特点(见上期图3),被称为:光合共生混交群体(phycosymbiodemes)。尽管人们把它们看做不同的种,但利用分子遗传学技术已经进一步证实:共生菌是完全相同的。     

混合样品代表地衣元素积累的平均水平——来自元素含量不同的两种地衣的证据

地衣是大气元素沉降的良好监测生物,其元素积累能力具有物种间和个体间差异。地衣原位监测法常使用混合样品代表每个样点的地衣元素积累水平,但混合样品的代表性及其在不同地衣之间的差异尚需进一步研究。以电感耦合等离子体质谱法（inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS）测定了内蒙古多伦县的丽石黄衣Xanthoria elegans和皮果衣Dermatocarpon miniatum 52种元素的含量并比较了样点内变异和物种间差异。结果显示,丽石黄衣与相似生境中的地衣元素含量大致相似,证实了研究区域以沙尘沉降为主的大气沉降特点。两种地衣的元素排序基本一致,表明其元素来源相同。7种营养元素（Ca、K、Mo、P、Rb、S和Se）的含量在物种间差异不显著,与地衣的生理调节有关。Hg含量的物种间差异不显著,可能与Hg的挥发性有关。皮果衣中44种元素（Al、As、B、Ba、Be、Bi、Cd、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Dy、Er、Eu、Fe、Gd、Ge、Ho、La、Li、Lu、Mg、Mn、Na、Nb、Nd、Ni、Pb、Pr、Sb、Sc、Sm、Sr、Tb、Th、Ti、Tl、Tm、U、V、Y、Yb和Zn）的含量是丽石黄衣的1.32-2.05倍,表明皮果衣具有较高的、元素特异性的元素积累能力。样点内除Ca含量变异较大（CV>31%）之外,其他51种元素的含量样点内变异在皮果衣和丽石黄衣中均<27.5%,表明混合样品在两种地衣中均可较好地代表地衣元素积累的平均水平。     

中国新疆博格达山周边地区大型地衣物种多样性及分布特征

本研究对中国新疆博格达山周边地区大型地衣进行地衣分类学和生态学结合的综合研究,通过分析大型地衣物种多样性和分布特征,探讨影响地衣分布的环境变量与生态因子。研究结果表明:(1)分布在博格达山周边地区的大型地衣共有43种,隶属于6目、11科、15属,其中茶渍目和黄枝衣目大型地衣占优势,分别占该地区大型地衣科、属、种总数的55%、67%、81%。(2)博格达山周边地区的大型地衣组成5个样点组,分别是蓝灰蜈蚣衣+裂片石黄衣组、细片石黄衣+亚灰大孢蜈蚣衣组、长缘毛蜈蚣衣+菊叶黄梅组、地卷+暗裂芽黑蜈蚣衣组、黑蜈蚣衣+枪石蕊组,样点组的分布与环境因子密切相关。(3)在影响大型地衣分布的环境因素中海拔对地衣种类分布的影响较显著。本研究为更准确地确定博格达山区大型地衣分布规律提供科学依据。     

三种荒漠地衣共生菌藻的耐热性研究

作为沙漠生物地毯工程研究的组成部分,对荒漠地衣石果衣Endocarpon pusillum、节瘤微孢衣Acarospora nodulosa以及荒漠微孢衣A. schleicheri的共生菌藻进行了耐热性研究。结果表明,3种荒漠地衣的共生菌藻在湿润条件下对温度的最大忍受力仅为50℃,而在干燥条件下石果衣的共生菌藻的最大忍受力均为75℃,而其他两种地衣共生菌藻的最大忍受力均为80℃。3种荒漠地衣共生菌、藻分别对高温胁迫的耐受力,在干燥状态下均比在湿润状态下明显增高。     

地衣标本的采集、制作与保存

详细论述了地衣标本的采集、制作和保存方法及注意事项,同时阐明了在采集标本的同时进行共生菌和光合共生物分离培养的重要性。     

剖析地衣体的共生

地衣是一类很特殊的植物,它们是由一种藻类和一种真菌共生(少数种类为两种藻类和一种真菌共生)的复合有机体。构成地衣体的藻、菌之间紧密地结合,长期地共同生活,无论在形态、构造、生理功能和遗传上都形成一个独立的固定有机体,它既不同于一般的藻类,也不同于一般的真菌,而是一个特殊的植物新类型,这是长期历史发展进化的结果。     

新疆准噶尔盆地南缘土壤生物结皮中地衣物种组成和分布

对新疆准噶尔盆地沙漠南缘土壤生物结皮中地衣种类及分布特征进行了初步研究。结果表明,该地区参与土壤生物结皮的有藓生双缘衣（Diploschistes muscorum（Schreb．）Norm．]、拟橙衣（Fulgensia bracteata（Hoffm．）Raws．]、丽石黄衣[Xanthoria elegans（Link）Th．Fr]、准噶尔橙衣（Caloplaca songoricumA．Abbas）和磷网衣[Psora decipiens（Ehrh．）Hoffm．]等13种地衣,分别属于5目10科。对其分布特征进行了分析,发现地衣的分布与苔藓有相关性;地衣的分布受到环境温度、太阳辐射强度和降水量等因素的影响。聚类分析结果表明,24个样方可分为3组,分别分布于沙丘底部、顶部和中部,其中分布于沙丘底部的样方地衣种类的多样性最高。     

地衣芽胞杆菌对白色念珠菌等的拮抗作用

目的了解地衣芽胞杆菌在试管内与阴道正常菌群共生关系的情况。方法将地衣芽胞杆菌菌液分别与葡萄球菌、大肠埃希菌、白色念珠菌、德氏乳杆菌混合培养,定量计数各菌在不同时间内单独培养和混合培养时各菌的活菌数。结果地衣芽胞杆菌生长不受金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和大肠埃希菌的影响,金黄色葡萄球菌和白色念珠菌在有地衣芽胞杆菌存在的情况下,其生长受到明显的抑制（P〈0.05）;乳杆菌在12-48 h内,有显著的抑制地衣芽胞杆菌生长的作用,而乳杆菌的生长不受地衣芽胞杆菌的存在与否而正常生长。结论地衣芽胞杆菌对金黄色葡萄球菌及白色念珠菌在体外具有明显的拮抗作用,地衣芽胞杆菌对大肠埃希菌、乳杆菌无明显的体外拮抗作用。     

石果衣真菌(Endocarpon pusillum)比较转录组分析揭示其抗旱特性

从沙漠地区地衣石果衣中分离得到的地衣型真菌(Endocarpon pusillum)具有极强的抗旱能力.为了研究石果衣真菌的抗旱机制,本研究利用转录组测序和荧光定量的方法分别对纯培养和共生状态的真菌进行分析和比较.比较转录组分析是针对纯培养的石果衣真菌,比较其在正常培养和胁迫培养条件下的2个样品,得到1781个差异表达基因.以抗旱植物和非地衣型真菌的抗旱机制作为参照,一些普遍存在机制中所涉及的基因在石果衣真菌中也是差异表达的.然而不同的是,石果衣真菌的抗旱机制中不涉及有关渗透压调节基因的差异表达,这一特点为揭示石果衣真菌为干旱适应物种提供了证据.此外,石果衣真菌不同于其他生物,还有一系列差异基因被归类于其特有的干旱适应机制.为了确定共生与纯培养状态下的石果衣真菌的抗旱机制是否一致,本研究挑选了23个候选基因,利用荧光定量的方法在脱水地衣体中进行验证.本研究为下一步地衣型真菌的研究提供有价值的数据支持,同时也会有助于抗旱基因的功能研究.     

分离自石果衣的共生菌藻在干燥饥饿胁迫下存活能力分析

对分离自地衣石果衣的共生菌藻在干燥和饥饿胁迫下的存活能力进行了分析.对其中的共生菌进行了干燥和饥饿双胁迫以及饥饿单胁迫两种实验处理,对共生藻进行了干燥单胁迫实验处理.实验通过使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、荧光显微镜、分光光度法和流式细胞术对生物量大小、重量和细胞密度、菌丝和藻细胞畸形以及代谢活力进行了检测.结果显示,共生菌在干燥和饥饿双胁迫下能存活7个月;在饥饿单胁迫下能存活8个月.共生藻在干燥胁迫下能存活2个月.本实验为深入研究地衣繁殖生物学和固沙固碳的干旱沙漠生物地毯工程提供了科学依据.     

乌鲁木齐南部山区森林生态系统树生地衣群落结构

为了探明乌鲁木齐南部山区树生地衣种类及其群落结构特征, 应用多元分析中的主成分分析及聚类分析方法, 对分布在乌鲁木齐南部山区森林生态系统中的树生地衣植物群落进行数量分类, 并对其群落结构的物种多样性、相似性和均匀度等群落参数进行了比较系统的研究。结果表明, 分布在乌鲁木齐南部山区的树生地衣共有39种, 隶属于5目13科26属。根据多元分析结果, 将该地区的树生地衣划分为3种类型: (1) 小茶渍(Lecanora hageni (Ach.) Ach.) + 蜈蚣衣(Physcia stellaris (L.) Nyl.) + 柳茶渍(L. saligna (Schrad.) Zahlbr.)群落; (2) 斑面蜈蚣衣(Physcia aipolia (Humb.) Furm.) + 对开蜈蚣衣(Ph. dimidiata (Arn.) Nyl.) + 喇叭石蕊(Cladonia pyxidata (L.) Hoffm.)群落; (3) 拟石黄衣(Xanthoria fallax (Hepp) Arnold.) + 丽石黄衣(X. elegans (Link.) Th. Fr.)群落。群落3的多样性指数最大, 为1.509, 其次为群落2, 其多样性指数为1.109, 群落1的多样性指数最低, 为1.088。同时, 研究发现海拔高度和树种是影响乌鲁木齐南部山区森林生态系统树生地衣结构的两个重要因素。     

芽孢杆菌的引入对褐飞虱微生物群和生长发育的影响

【目的】明确褐飞虱Nilaparvata lugens体内可培养共生细菌的种类，探索其中芽孢杆菌类共生菌对褐飞虱微生物群和生长发育的影响。【方法】通过离体培养的方法，从褐飞虱两种不同致害性种群(TN1敏感种群和IR56高致害种群)中分离可培养共生细菌。通过16S rDNA测序对获得的可培养共生菌进行鉴定，在此基础上利用原位杂交研究了共生细菌在褐飞虱体内的分布。利用人工饲料添加抗生素和回补共生细菌的方式，研究了减菌和回补芽孢杆菌的处理对褐飞虱生长发育以及共生菌丰度的影响。比较了通过饲喂和显微注射对芽孢杆菌引入的影响，考察了芽孢杆菌的定殖与褐飞虱TN1种群致害性之间的相关性。【结果】利用离体培养法从褐飞虱中获得了15株不同的共生细菌，其中包括2株源于IR56高致害种群的芽孢杆菌类共生细菌BPH-S36和BPH-S33。原位杂交结果表明共生细菌在褐飞虱成虫唾液腺、肠道、脂肪体和雌虫内生殖器中均有分布，而在雄虫内生殖器中鲜有分布。体内共生细菌对褐飞虱的生长发育至关重要，共生细菌的减少导致褐飞虱存活率在第3和6天时显著下降，而回补共生芽孢杆菌BPH-S36或BPH-S33可使其存活率在第6天时显...     

乌鲁木齐南部山区森林生态系统树生地衣群落结构

为了探明乌鲁木齐南部山区树生地衣种类及其群落结构特征,应用多元分析中的主成分分析及聚类分析方法,对分布在乌鲁木齐南部山区森林生态系统中的树生地衣植物群落进行数量分类,并对其群落结构的物种多样性、相似性和均匀度等群落参数进行了比较系统的研究。结果表明,分布在乌鲁木齐南部山区的树生地衣共有39种,隶属于5目13科26属。根据多元分析结果,将该地区的树生地衣划分为3种类型：（1）小茶渍（Lecanorahageni（Ach．）Ach．）＋蜈蚣衣（肋归ciastellaris（L．）Nyl．）＋柳茶渍（￡-。saligna（Schrad．）Zahlbr．）群落;（2）斑面蜈蚣衣（Physciaaipolia（Humb．）Furm．）＋对开蜈蚣衣（Ph．dimidiata（Arn．）Nyl．）＋喇叭石蕊（Cladoniapyxidata（L．）Hoffm．）群落：（3）拟石黄衣（Xanthoria fallax（Hepp）Arnold．）＋丽石黄衣（xelegans（Link．）Th．Fr．）群落。群落3的多样性指数最大,为1．509,其次为群落2,其多样性指数为1．109,群落1的多样性指数最低,为1．088。同时,研究发现海拔高度和树种是影响乌鲁木齐南部山区森林生态系统树生地衣结构的两个重要因素。     

蚜虫与其胞内共生细菌的相互作用

蚜虫—巴克纳氏菌之间是一种典型的互利共生关系,两者相互依存,缺少一方,另一方便不能生存。研究表明,共生细菌能为寄主蚜虫提供必需氨基酸和维生索,并对寄主具有一些非营养功能,如促进蚜虫传播循环性病毒等。寄主蚜虫则是为共生菌提供一个合适的生存场所,并对共生菌的生长和繁殖进行调控。现代分子生物学技术从基因水平证明了蚜虫与共生菌的相互依赖性。     

北极岛衣共生菌藻宏基因组文库的构建

为从地衣中筛选耐寒基因,采用CTAB法提取岛衣北极变种的共生菌藻中基因组DNA,经Sau3AⅠ酶切,获得2~6 kb的DNA片段。再与经BamHⅠ酶切消化并经去磷酸化处理的质粒载体pUC19体外连接,转化至DH5α大肠杆菌(Escherichia coli)的感受态细胞中,成功构建了岛衣北极变种的宏基因组文库。     

石耳属ITS条形码物种的快速鉴定

生物DNA条码是利用一个短的DNA标记进行生物的快速鉴定。以真菌界的石耳目、石耳科中的石耳属地衣的部分种类为材料,应用地衣共生菌的rDNA-ITS序列,对29种石耳属地衣进行鉴定,并初步探究其中部分种类特异的微型条码,为石耳属地衣的快速鉴定提供依据。     

中国叶生地衣型真菌2新种和1新记录种

基于形态、解剖、化学等研究方法,报道了中国的地衣型真菌2个新种和1个新记录种,分别是黄绿浅盘衣Calenia flavescens、多疣浅盘衣Calenia verrucosa和黑盘刺衣Echinoplaca fusconitida。黄绿浅盘衣的主要特征是地衣体浅黄绿色,具不明显的白色疣体,盘面黄色,子囊含2或4个孢子,子囊孢子(2～) 3～7隔,15. 5～22.5×4.0～8.5μm,分生孢子柱刚毛状,长约0.15 mm,白色。多疣浅盘衣的主要特征是地衣体浅橄榄绿色,具与地衣体同色且密集的疣体,盘面褐色,子囊含(6～) 8个孢子,子囊孢子(2～) 3～5隔,15.5～25.0×6.5～8.5μm,分生孢子柱刚毛状,长0.4～1.5 mm,白色至浅黄色。黑盘刺衣的地衣体为壳状,具白色疣状突起和黄白色刚毛,子囊盘直径0.2～0.5 mm;盘面平坦,灰褐色至黑褐色,子囊含1个孢子,子囊孢子无色,砖壁型,35～65×15～20μm。文中详细描述了3个种的形态特征并提供了图片。     

共生菌Serratia symbiotica对豌豆蚜发育和繁殖的影响

【目的】明确抗生素处理对豌豆蚜Acyrthosiphon pisum专性共生菌的影响,探究共生菌Serratia symbiotica对豌豆蚜生长发育和繁殖的影响。【方法】诊断PCR检测试验所用绿色豌豆蚜成蚜中的兼性共生菌类型;通过注射和饲喂抗生素去除兼性共生菌,建立不含兼性共生菌的豌豆蚜品系;定量PCR检测含有和不含S.symbiotica的豌豆蚜成蚜中专性共生菌Buchnera aphidicola的特异性基因片段的拷贝数;记录含有和不含S.symbiotica的豌豆蚜体重、蜕皮率、死亡率和繁殖力。【结果】试验所用豌豆蚜成蚜中仅含有1种兼性共生菌S.symbiotica。使用注射抗生素的方法能够去除豌豆蚜成蚜中的兼性共生菌S.symbiotica,并且对豌豆蚜中专性共生菌B.aphidicola的含量没有影响。与含有兼性共生菌S.symbiotica的豌豆蚜成蚜相比,不含兼性共生菌的豌豆蚜体重增长缓慢,在出生后9 d时体重不到含有S.symbiotica的豌豆蚜成蚜体重的1/3;不含兼性共生菌S.symbiotica的豌豆蚜1龄若蚜历期延长、死亡率升高,且平均每头成蚜所产后代数降低...