兰科药用植物手参种子的真菌共生萌发

手参Gymnadenia conopsea是一种地生型兰科植物,是我国的传统中药,同时也是蒙药、藏药常用药,在西藏地区亦作食用。现代药理学研究表明手参具有非常好的药理活性,然而当前手参还不能进行人工栽培,市场需求完全依赖野生资源,因此资源短缺仍然是制约该种药用植物进一步开发利用的瓶颈。兰科植物种子萌发及早期的幼苗生长均需真菌参与,基于此,本文从手参根系中进行了真菌分离,并获得一株菌株,分子鉴定为角担菌属Ceratobasidium GS2。将GS2菌株与手参种子进行共培养,可明显促进手参种子的原球茎的形成并最终分化成幼苗。手参种子共生萌发的成功对于实现手参的种质保育、人工栽培和野生居群的生态恢复均具有重要的意义。     

人工栽培铁皮石斛菌根的细胞学研究

从细胞学水平上研究了人工栽培铁皮石斛的菌根特征。结果表明:真菌与铁皮石斛根成功地形成了菌根,真菌菌丝穿透根被细胞,并在根被的某个细胞中定殖,然后经由外皮层的通道细胞进入皮层薄壁细胞;皮层薄壁细胞层正是真菌与植物体相互作用的活跃部位;真菌侵染大多数的皮层薄壁细胞,并不能侵染内皮层及中柱细胞,从而使根仍然保持生活力。     

菌根真菌与兰科植物互作的组学研究进展

兰科植物因其具有丰富的物种多样性和重要的社会经济价值,多年来一直是植物学及生态学界的重点研究对象。菌根真菌对兰科植物的种子萌发、营养吸收和种群动态等多个方面都具有十分重要的作用,因而近年来受到越来越多的关注。探究菌根真菌与兰科植物互作的内在机制是目前兰科菌根研究的一大热点领域,同时也为兰科植物野生资源保护和种群恢复提供了许多新方法与新思路。随着新一代测序技术以及多种组学数据库的发展与建立,菌根真菌与兰科植物互作机制研究已然进入了一个全新的时代。纵观近年来的研究,通过基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等相关技术,人们对兰科菌根共生过程中的种子萌发、营养物质转运、信号转导、宿主免疫和逆境抗性等方面的内在机制有了一定的了解。本文对近十年来国内外采用组学技术研究菌根真菌与兰科植物互作机制方面的研究成果进行了总结和梳理,并对未来该领域的研究进行了展望。     

北京地区手参内生真菌的区系组成分析

手参Gymnadenia conopsea是一种地生兰科植物,也是中国传统中药材之一。研究以ITS1为目标序列,应用 Illumina MiSeq高通量测序技术对北京地区松山和百花山的手参内生真菌区系组成进行测定分析。结果表明,从手参的根中获得有效序列50 420条,209个可操作分类单元（OTUs）,分属于3门9纲28目54科,包括盘菌纲Pezizomycetes（3个OTU）、伞菌纲Agaricomycetes（21个OTU）、锤舌菌纲Leotiomycetes（18个OTU）、粪壳菌纲Sordariomycetes（51个OTU）、接合菌纲Zygomycetes（18个OTU）、银耳纲Tremellomycetes（19个OTU）、散囊菌纲Eurotiomycetes（22个OTU）、酵母纲Saccharomycetes（8个OTU）、座囊菌纲Dothideomycetes（14个OTU）。其中,百花山手参根中内生真菌优势类群是鸡油菌目Cantharellales（38.62%）和柔膜菌目Helotiales（24.64%）真菌;松山手参的优势内生菌类群是盘菌目Pezizales（66.19%）和鸡油菌目Cantharellales（29.75%）真菌。这些结果利于系统了解手参根部内生真菌区系组成以及优势内生真菌类群,为今后开展相关内生真菌在手参人工繁育中的应用奠定了基础。     

鼓槌石斛的地理分布与菌根真菌区系组成的相关性

本文研究了兰科石斛属鼓槌石斛的地理分布与菌根真菌区系组成的相关性。采用克隆文库技术对云南省西双版纳和临沧市两个地区的8份野生鼓槌石斛根部样品进行了分析。结果表明,共从两个地区的鼓槌石斛根部获得了14个真菌的可操作分类单元（OTU）,主要隶属于胶膜菌科Tulasnellaceae和小纺锤菌目Atractiellales。分析鼓槌石斛对菌根真菌的专一性和偏好性发现,鼓槌石斛对菌根真菌专一性较低,每个植株都能同时与多种菌根真菌共生;不同地理分布的鼓槌石斛菌根真菌类群存在明显差异,两个地区的鼓槌石斛的菌根真菌中只有1个OTU是相同的,其余均不同。说明菌根真菌可能和鼓槌石斛的生态适应存在一定的相关性。     

兰科菌根的生态学研究进展

兰科植物(Orchidaceae)是典型的菌根植物,自然条件下其种子的成功萌发和生长的早期阶段对菌根真菌有绝对的依赖性,在有些成年兰科植物中菌根真菌仍起着重要的作用。目前大部分兰科植物已为濒危物种,鉴于兰科植物天然的菌根共生关系,开展兰科植物和菌根真菌互作的生态学研究不仅具有极高的科研价值,更有助于兰科植物的物种保护和野生种群的生态恢复。近年研究表明,兰科植物对真菌的选择和二者共生关系的建立与菌根真菌的空间分布和丰度密切相关,然而当前对自然环境中兰科菌根真菌的实际分布还了解甚少,因此文章从生态学角度系统分析兰科植物与菌根真菌的关系,探讨该领域的研究热点,旨在为兰科菌根的生态学研究提供参考。     

猪苓、伴生菌及蜜环菌共培养的形态学研究

本文对猪苓、伴生菌及蜜环菌两两共培养及三者共培养进行了宏观形态观察及细胞学水平上的研究。结果表明,猪苓与伴生菌共培养时,在二者之间形成一致密拮抗线,猪苓菌落表面菌丝分化产生大量菌丝束;猪苓与蜜环菌共培养时,猪苓能阻止蜜环菌菌索对其自身的进一步侵袭,互作区中的双方菌丝及菌索均停止生长;蜜环菌与伴生菌共培养时,蜜环菌能穿透整个伴生菌菌落,在伴生菌菌落下方产生大量分枝;三者共培养后,猪苓对蜜环菌的防御能力有所下降,伴生菌对蜜环菌的耐受力有所提高,蜜环菌产生的新分枝均向伴生菌一侧生长,猪苓与伴生菌之间并不形成致密拮抗线,只可见双方菌丝的白色交融区。 猪苓与伴生菌均能在蜜环菌菌索皮层上形成侵入位点。     

猪苓菌丝形成菌核伴生菌的发现及应用

在野生猪苓(Grifola umbellata (Pers.) Pilát)菌核生长穴中首次分离到猪苓菌丝形成菌核所必需的伴生菌(Grifola sp.).实验证明:纯培养的猪苓菌丝不能形成菌核,但其与伴生菌共培养,无论在实验室培养基上或用树棒栽培,猪苓菌核形成很快且发育正常;伴生菌是猪苓菌丝形成菌核的关键生物因子.另外,伴生菌菌丝和猪苓菌菌丝二者形态差别较大,前者多为细长的薄壁菌丝,后者多为细胞直径较大的薄壁和厚壁菌丝.     

药用植物绶草（兰科）的菌根真菌群落组成分析

兰科菌根真菌（OMF）被认为是影响兰科植物物种丰度和分布的一个重要因素。对广域分布兰科植物的菌根区系进行研究有助于人们更深入地了解兰科植物分布格局的形成机制。本研究以我国广域分布的兰科药用植物绶草Spiranthes sinensis为材料,采用Illumina Miseq高通量测序技术对北京、上海、江西、广西、云南、甘肃6个样地的绶草菌根区系进行了研究。一共检测到51个OMF分类单元,其中角担菌科Ceratobasidiaceae真菌是绶草菌根的主要类群,约有1/3的角担菌科种类存在于所有的样本中,说明该类真菌亦广域分布;胶膜菌科Tulasnellaceae、肉丝耳科Serendipitaceae、红菇科Russulaceae、革菌科Thelephoraceae、口蘑科Tricholomataceae等真菌亦有发现,只是其相对多度较低,且较多种类表现出明显的地域特异性;6个样地的绶草菌根区系组成存在显著性差异,且这种差异与地理距离之间并未表现出明显的相关性,暗示菌根区系组成更多受生境因素的影响。本研究结果可为进一步采用菌根技术实现该类兰科药用植物的种质保育及栽培生产提供理论参考。     

从ITS序列探讨猪苓与其伴生菌的亲缘关系

对猪苓菌丝、野生猪苓子实体、野生猪苓菌核和其伴生菌的 5.8SrDNA及其两侧的ITS 1区和ITS2区进行了序列分析。发现猪苓与其伴生菌的ITS序列同源性达 99.36% ,说明猪苓与其伴生菌有着极高的分子亲缘关系。