尼泊尔马桑根瘤内生菌纯培养物的质粒检测

采用胶内裂解法快速检测了21株马桑根瘤内生菌纯培养物和4株弗兰克氏菌参考菌株的质粒,其中有5株马桑分离菌株和1株参考菌株含有质粒。除马桑菌株和参考菌株各有1株携带2个质粒外,其它菌株均只含有1个质粒。这些质粒的分子量约为13～20kb。根据所含质粒的大小和数目,将21株马桑分离菌株划分成4个质粒类群。实验还对菌丝体生长,细胞酶解和裂解等条件对质粒检测效果的影响进行了探讨。     

弗兰克氏菌属的分类

弗兰克氏(Frankia)菌属是一种能在某些灌木或乔木的根上形成固氮根瘤的放线菌。1978年,该菌的体外培养获得成功(Callaham等,1978)。虽然菌株的生长慢,但都能在较简单的培养基上生长,属好气和微好气菌,本文从形态学、化学、生理学和血清学的性质对弗兰克氏菌属的分类进行简要论述。 形态学 在宿主植物根瘤和人造培养基中,弗兰克氏菌能显示出相同的形态特征,即,1)长     

基于高通量测序分析西藏沙棘根瘤内生菌的多样性

根瘤是微生物侵染植物根部并与之形成的共生结构,这些微生物都可被称为植物内生菌。豆科植物根瘤中的内生菌常常又被称为根瘤菌,而侵染非豆科植物形成根瘤的主要是放线菌弗兰克氏菌,这些非豆科植物又被称为放线菌结瘤植物。西藏沙棘是一种典型的放线菌结瘤植物,由于其分布生境的特殊性,对其根瘤内生菌的研究具有重要的生态意义。对于西藏沙棘根瘤内生菌的研究,培养方法因难以模拟自然条件而不易获得纯培养,高通量测序技术对其多样性的研究提供了便利。因此,本研究以生长在甘肃省天祝县金强河河滩地的西藏沙棘根瘤为材料,采用16S rRNA基因扩增子高通量测序方法,结合OTU分析,对西藏沙棘根瘤内生菌的多样性进行探讨。实验结果表明,西藏沙棘根瘤内生菌具有丰富的多样性,根瘤内的优势属为共生固氮的弗兰克氏菌属（Frankia）,其相对丰度为47.63%,共检测到7个弗兰克氏菌属的OTUs;根瘤内除弗兰克氏菌外,还存在大量的非弗兰克氏菌,共检测到1523个OTUs,隶属于22个门、33个纲、69个目、113个科和202个属,相对丰度排名前9的属中有25个非弗兰克氏菌属的OTUs。该研究也表明,西藏沙棘根瘤内生菌具有丰富的多样性,西藏沙棘根瘤中不仅存在着可共生固氮的弗兰克氏菌,并且还分布着非弗兰克氏菌;在同一根瘤样品中,弗兰克氏菌属还具有不同的物种。本研究不仅拓展了西藏沙棘根瘤内生菌多样性的研究方法,还为同一寄主植物中弗兰克氏菌多样性的研究提供了分析思路。     

马桑菌株的生物学特性

对从湖北、四川、云南等地采集的尼泊尔马桑(Coriaria nepalensis Wall.)根瘤中分离的20株内生菌纯培养物所进行的研究表明,其形态均具有弗兰克氏菌属的特征。在粗细不一的分枝菌丝体上有泡囊和孢囊,有的还有串珠状结构的菌丝体。不同菌株在液体培养基上生长速度很不一致;菌丝体多呈絮状或颗粒状沉淀,个别还呈薄膜状沉淀;绝大多数菌株的菌丝体具有不同色调的色素;在S培养基中大多数都能产生可溶性色素。上述这些培养特征常因培养基成分和培养方式的不同而有差异。大多数菌株的胞壁组分属Ⅱ型,少数菌株为Ⅲ型;全细胞糖型变化很大,20个菌株可划分为6个糖型,而且绝大多数糖型与已知弗兰克氏菌有所不同。此外,有65％的菌株还具有明显的抗菌活性。     

木麻黄根瘤内FRANKIA的分离培养与回接结瘤条件

木麻黄(Casuarina equisetifolia L.)属被子植物,是能结瘤固氮的非豆科树木。生长在我国南方沿海一带。我们于1982年10月从其根瘤中分得内生菌,经纯培养,形态特征观察,与Callaham等1978年从香蕨木(Comptonia peregrina)根瘤中分离的内生菌有相似的特点,符合报导的Frankio菌属的标准。1981年以来,由木麻黄根瘤中分离出Frankia内生菌,已先后有成功的报导。我们把所纯培养的Frankia sp.Cecl4菌株回接于宿主木麻黄根系上,侵染结瘤,获得成功。     

西藏沙棘5种不同组织内生细菌多样性

西藏沙棘(Hippophae tibetana)是分布于高寒高海拔地区的一类特殊的放线菌结瘤植物, 弗兰克氏菌能够侵染其根部形成根瘤, 因共生固氮等作用而增强其生态适应性。在西藏沙棘的根瘤中, 除了弗兰克氏菌之外还有其他内生菌, 而弗兰克氏菌又不仅仅在根瘤中有分布。为了探究弗兰克氏菌在西藏沙棘不同组织中的定殖及可能的迁移规律, 分析不同组织中内生细菌的群落结构及多样性, 本研究以生长在甘肃省天祝藏族自治县抓喜秀龙金强河河滩地的西藏沙棘为材料, 应用16S rRNA扩增子高通量测序技术, 对西藏沙棘根瘤、茎、枝、叶和种子等不同组织的内生细菌多样性进行了分析。研究结果表明, 西藏沙棘根瘤内生细菌群落丰富度及多样性最高, 种子内生细菌群落丰富度最低, 茎内生细菌群落多样性最低。西藏沙棘5种不同组织中的弗兰克氏菌和其他内生细菌多样性都具有一定差异, 变形菌门均为优势门, 弗兰克氏菌属(Frankia)为根瘤内生细菌群落的优势属, 弗莱德门菌属(Friedmanniella)为茎内生细菌群落的优势属, 寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)为枝、叶和种子内生细菌群落的优势属。研究结果还表明, 弗兰克氏菌属不仅仅存在于西藏沙棘的根瘤, 还能够分布于其他组织, 且在同一种组织中存在弗兰克氏菌属的不同“种”; 而在西藏沙棘不同组织中, 也分布有弗兰克氏菌属的相同“种”。此外, 对西藏沙棘5种不同组织内生细菌中的功能菌株的分析表明, 不同组织中均存在着具有固氮、促生和抑菌功能的内生细菌, 但具有固氮作用的内生细菌主要分布于根瘤, 具有促生作用以及抑菌功能的内生细菌主要分布于枝和叶。综上, 西藏沙棘5种不同组织内生细菌具有丰富的多样性, 但各组织内生细菌的群落结构和优势种群有所不同, 且不同组织也能够定殖具有多种功能的内生细菌。     

甘南高寒地区不同海拔西藏沙棘根瘤内生菌多样性

为了研究甘南高寒地区3个不同海拔西藏沙棘根瘤中内生菌的多样性,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对3种不同海拔的西藏沙棘根瘤内生菌的菌群组成和多样性进行了分析。实验结果表明,3个不同海拔西藏沙棘根瘤中的内生菌主要包括6大门,分别为蓝藻门(Cyanobacteria),放线菌门(Actinobacteria),变形菌门(Proteobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes),梭杆菌门(Fusobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。其中占主导地位的微生物是蓝藻门和放线菌门,蓝藻门在3个海拔的西藏沙棘根瘤中的丰度分别为68.1%,64.7%和66.0%,放线菌门在3个海拔的西藏沙棘根瘤中的丰度分别为28.6%,30.2%和29.5%。放线菌门弗兰克氏菌属(Frankia)为共同的优势菌属之一,在3个海拔的丰度分别为28.2%,29.8%和29.1%。3个不同海拔西藏沙棘根瘤中的内生菌除了能与沙棘共生固氮的弗兰克氏菌外,还存在其他的微生物群落,可能存在一些潜在的有价值的内生菌种资源。     

沙棘属植物弗兰克氏菌研究进展

弗兰克氏菌(Frankia spp.)能够与沙棘等非豆科植物形成根瘤进行共生固氮,其固氮效率远远高于豆科植物根瘤菌,与沙棘共生的弗兰克氏菌还能够促进沙棘对旱寒等各种不同生境的适应性,是自然界一类具有开发潜力的放线菌资源。为了更好地开发利用弗兰克氏菌资源,推进弗兰克氏菌分类鉴定工作,加强弗兰克氏菌与寄主植物共生结瘤固氮的机制研究,促使弗兰克氏菌在农业生产中得到尽快应用,本文简要介绍沙棘属(Hippophae L.)物种多样性、结瘤状况与分布特点、沙棘根瘤形态结构与功能、弗兰克氏菌物种多样性与分布特征,讨论弗兰克氏菌的结瘤机制、生理生态效应与作用机制以及影响沙棘属植物与弗兰克氏菌共生的主要因子,以期为进一步开展沙棘属植物弗兰克氏菌的系统研究提供有价值的参考。     

弗兰克氏菌红外光谱特性的研究

近几年来随着内生菌分离技术的进展,国内外已从好几个属、种的放线菌结瘤植物的根瘤中获得了许多弗兰克氏菌的离体培养。为了解它们的分类地位,在弗兰克氏菌的形态、生理、细胞化学、血清学和与寄主植物的关系等方面均已开展了一些研究,积累了一些资料。但在弗兰克氏菌的生态学研究方面报导甚少。为适应弗兰克氏菌生态学研究的需要,快速鉴别弗兰克氏菌和非弗兰克氏菌的差别,和探讨从不同属、种寄主中分离出来的弗兰克     

赤杨和沙棘Frankia内生菌培养条件的研究

早在十九世纪末叶前后,人们就知道有些非豆科被子植物具有固氮的根瘤,并从1910年开始试图分离根瘤内生菌,但直到1978年Callaham等人才首次从香厥木(Comptonia Pererina)根瘤中成功地分得了Frankia内生菌纯培养。现在已从     

Extraradical mycelium of the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus lamellosum can take up,accumulate and translocate radiocaesium under root-organ culture conditions

Radiocaesium enters the food chain when plants absorb it from soil, in a process that is strongly dependent on soil properties and plant and microbial species. Among the microbial species, arbuscular mycorrhizal (AM) fungi are obligate symbionts that colonize the root cortex of many plants and develop an extraradical mycelial (ERM) network that ramifies in the soil. Despite the well-known involvement of this ERM network in mineral nutrition and uptake of some heavy metals, only limited data are available on its role in radiocaesium transport in plants. We used root-organ culture to demonstrate that the ERM of the AM fungus Glomus lamellosum can take up, possibly accumulate and unambiguously translocate radiocaesium from a 137Cs-labelled synthetic root-free compartment to a root compartment and within the roots. The accumulation of 137Cs by hyphae in the root-free compartment may be explained by sequestration in the hyphae or by a bottleneck effect resulting from a limited number of hyphae crossing the partition between the two compartments. Uptake and translocation resulted from the incorporation of 137Cs into the fungal hyphae, as no 137Cs was detected in mycorrhizal roots treated with formaldehyde. The importance of the translocation process was indicated by the correlation between 137Cs measured in the roots and the total hyphal length connecting the roots with the labelled compartment. 137Cs may be translocated via a tubular vacuolar system or by cytoplasmic streaming per se.     

柿树炭疽菌侵染寄主的细胞学研究*

超微结构研究表明,柿树炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)侵染后在寄主细胞中形成初生菌丝和次生菌丝,寄主细胞膜外沉积了一层厚的电子不透明物质,初生菌丝与具有沉积物的寄主原生质膜之间有一层界面基质(interfacial matrix)。当初生菌丝扩张并侵染相邻细胞时, 围绕着初生菌丝层的界面基质消失,具有沉积物的原生质膜被逐步降解。初生菌丝在穿透寄主细胞壁过程中形成一个漏斗状的菌丝锥,然后穿透寄主细胞壁并迅速膨大, 然后形成厚壁的初生菌丝。初生菌丝在寄主细胞壁中收缩狭窄处产生一个隔膜,隔膜两边菌丝中细胞质的电子密度明显不同,菌丝锥中有浓密的电子密度。死体营养的次生菌丝在死的细胞中繁殖和扩展,并产生分枝。次生菌丝可直接穿透较薄的寄主细胞壁,无缢缩或任何变形现象,菌丝顶端部分未见隔膜产生;在穿透较厚的细胞壁时,靠近顶端处产生隔膜,顶端细胞膨大,使寄主细胞壁撕裂。接种90h后分生孢子盘在枝条表面形成。柿树炭疽菌其侵染过程有两个阶段,即初生菌丝的活体营养阶段和次生菌丝的死体营养阶段。     

细脚拟青霉不同菌株间的菌丝联结现象观察及其毒力测定

用 Giemsa 染色观察了细脚拟青霉(Paecilomyces tenuipes)803和1401菌株间的菌丝联结现象,观察了菌丝、孢子的细胞核数目。孢子均是单核,菌丝细胞有1—2个核,多数为单核,菌丝尖端有1—6个核。毒力测定结果表明:能形成异核体的亲和单孢子菌株组合803-17和1401-9、803-3和1401-8的混合培养物毒力与未经培养的相同菌株组合的菌丝体混合物毒力显著不同。在讨论申提出这种差异的原因是:在 Sm 液体培养中,混合接种803-17和1401-9、803-3和1410-8,经11天的混合培养后,混合培养物中形成了与核体亲本菌丝(803-17、1401-9、803-3、1401-8)毒力显著不同的异核菌丝体(803-17×1401-9)、(803-3×1401-8)。     

Single cell transcriptomics of neighboring hyphae of <Emphasis Type="Italic">Aspergillus niger</Emphasis>

Single cell profiling was performed to assess differences in RNA accumulation in neighboring hyphae of the fungus Aspergillus niger. A protocol was developed to isolate and amplify RNA from single hyphae or parts thereof. Microarray analysis resulted in a present call for 4 to 7% of the A. niger genes, of which 12% showed heterogeneous RNA levels. These genes belonged to a wide range of gene categories.     

Light and Electron Microscopy Studies on the Infection of a Wild‐type and Metalaxyl‐resistant Isolate of Phytophthora sojae in Soybean Hypocotyls

Resistance of soybean cultivars, depending on single dominant genes to Phytophthora sojae, may easily be overcome by emerging new virulent races. Light microscopy (LM) and electron microscopy (EM) were used to study the infection process of the wild‐type isolate Ps411 and metalaxyl‐resistant mutant Ps411‐M of P. sojae in hypocotyls of soybean seedlings grown from untreated and metalaxyl‐treated seeds. The isolate Ps411‐M of P. sojae exhibited a high degree of resistance to metalaxyl compared to Ps411. The pathogenic fitness of Ps411‐M in hypocotyls of soybean seedlings was lower compared to Ps411. LM observations showed distinct differences in the infection process of both isolates in hypocotyls of treated soybean seedlings. EM studies revealed differences in the prepenetration stage between Ps411 and Ps411‐M on hypocotyls grown from seeds treated with 0.02% metalaxyl until the whole seed surface coated. The number of infection sites was markedly reduced and few hyphae continued to spread. Numerous ultrastructural alterations in hyphae were observed in treated hypocotyls infected with Ps411, including pronounced thickening of hyphal cell walls and encasement of haustorium‐like bodies; electron‐dense material was deposited in host cell walls in contact with hyphal cells. Neither the prepenetration process nor penetration or spread of hyphae in the hypocotyls of the resistant isolate was affected in treated compared to non‐treated tissue. While in treated hypocotyls infected with the wild‐type isolate, host defence reactions were induced, no such reactions were detected in treated hypocotyls infected with the resistant isolate. Hypocotyls from metalaxyl‐treated seeds infected with the wild‐type isolate resembled an incompatible interaction, whereas during infection with the metalaxyl‐resistant mutant, the compatible interaction was not changed.     

蜜环菌侵染天麻皮层过程中酸性磷酸酶的细胞化学研究

被蜜环菌(Armillaria mellea)侵染的天麻(Gastrodia elata B1.)皮层中,由外至内形成三种类型的染菌细胞:菌丝结细胞、空腔细胞和消化细胞。外部两类细胞中的酸性磷酸酶定位显示,一些位于空腔细胞或衰老的菌丝结细胞中的菌丝内部逐渐产生大量酸性磷酸酶,随后菌丝发生自溶。这两类细胞中未发现明显的释放水解酶消化菌丝的现象。当菌丝进入消化细胞以后,情况与此不同,大量包含酸性磷酸酶的微小颗粒出现在菌丝周围,随后这些酶颗粒相互融合,形成包围菌丝的消化泡,菌丝被溶酶体水解酶所消化。最后消化泡变为包含代谢废物的残体。     

戊唑醇对赤霉病菌生长发育影响的细胞学和免疫细胞化学研究

本文采用电子显微镜和免疫细胞化学技术研究了三唑类杀菌剂戊唑醇 (Tebuconazole) 对小麦赤霉病菌Fusarium graminearum菌丝的形态结构、细胞壁成份和毒素产生的影响。结果表明,戊唑醇不但强烈抑制了培养基上菌丝的生长,而且可引起菌丝形态和结构的明显畸形。电镜观察发现,药剂处理后菌丝呈现不规则的肿胀、过度分枝;菌丝细胞壁不规则加厚,尤其是菌丝顶端部位加厚明显;菌丝形成的不完整隔膜增多,且隔膜壁不规则增厚;菌丝细胞内液泡增加、脂肪粒累积,细胞器排列紊乱,原生质最终坏死。有时在坏死菌丝内可发现新的子菌丝,但子菌丝细胞壁不规则加厚、细胞质坏死、也呈不正常状态,并可再度形成新的菌丝。免疫细胞化学标记表明,药剂处理后菌丝细胞中毒素的标记密度明显低于对照菌丝,表明毒素的产生受到了抑制;而菌丝细胞壁的主要成份几丁质和-1,3-葡聚糖的标记密度明显高于对照处理,表明药剂处理可引起菌丝细胞壁中几丁质和-1,3-葡聚糖的过度累积。     

猪苓菌核结晶及厚壁细胞的起源与发育

猪苓菌核的含晶细胞发生于菌丝中间或顶端,该细胞具有体积大、细胞质丰富等特点;结晶是由细胞质中的微小颗粒沉积于液泡中逐渐发育而成,液泡周围常有数量较多的线粒体分布,结晶发育至一定大小时细胞壁破裂释放出结晶,单个结晶在菌核中可聚集成大的棱状晶体。厚壁细胞产生于菌丝中间,与两端细胞以横隔膜相隔,细胞质收缩的同时胞壁加厚,厚壁细胞发育至仅留很小胞腔或完全被加厚物质充满时,可与相邻菌丝细胞分离;猪苓菌核厚壁细胞与有些真菌无性厚壁孢子的形成类同,但其大小不等在5～30μm之间。     

Multinucleate nature,and mating by use of isozyme analysis inPoria cocos

Double staining study of nuclei and cell walls inPoria cocos indicated that the hyphal cells were multinucleate and had no clamp connections. Isozyme analysis of alcohol dehydrogenase (ADH) in 52 natural isolates revealed that there were three types of banding patterns: type I, five bands; type II, one slow band; type III, one fast band. Regenerants expressing type-II or type-III ADH-isozyme pattern were obtained from type-I isolates via protoplast manipulation. When the type-II regenerants were mated with the type-III regenerants, hyphae of type-I phenotype appeared. These data indicated that these type-II and type-III regenerants derived from protoplasts of the type-I isolates were primary hyphae. These primary hyphal cells were also multinucleate. Inter-strain mating ofP. cocos was performed and confirmed by ADH-isozyme analysis. Confronting cultures of a type-III regenerant derived from protoplasts of a type-I isolate and a type-II regenerant derived from a type-II isolate resulted in type-I hyphae.