海拔对乌红杂交天麻产量与品质的影响及其酶学作用机制

蜜环菌生物种和天麻的共生关系是二者侵染-消化系统相互作用的结果,受到温度等环境因子的调节。为揭示海拔对天麻产量及品质的影响,以及温度升高影响蜜环菌生物种-天麻共生关系的作用机制。该研究通过测定不同海拔栽培天麻的产量、主要药用成分天麻素和对羟基苯甲醇的含量;在室内对天麻共生体进行升温处理,测定天麻组织液几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶与多酚氧化酶的活性变化,及天麻组织提取液对蜜环菌菌丝体的抑制效应。结果显示:(1)海拔对乌红杂交天麻的产量和有效药用成分存在显著影响,在1 600 m产量最高,且杂交天麻在海拔1 600 m有效成分含量最高。(2)温度显著影响天麻组织的抑菌系统,且天麻的消化酶及防御酶系统对其的响应具有差异性,具体表现为低温状况下天麻的消化酶系统活性增强,高温时防御酶系统活性提升。(3)温度升高导致天麻组织液对蜜环菌菌丝体的抑制效果显著下降,天麻活体中可能存在促进蜜环菌生长的热失活因子。研究表明,天麻种植区海拔下降引起的温度升高可能削弱天麻消化和抑制蜜环菌的能力,从而破坏天麻-蜜环菌的共生平衡。该研究对于揭示蜜环菌-天麻的共生机制具有重要科学价值,并对天麻栽培的区划具有实际指导意义。     

云南干热河谷水库气候效应对车桑子幼苗生长发育的影响及其作用机制

干热河谷地区水电站建设对当地植被的潜在影响是一个值得关注的生态学问题。车桑子是当地植被灌木层的主要成分,开展水库气候效应对车桑子生长、发育影响的研究具有现实价值。以车桑子的实生幼苗为材料,将土壤含水量控制为13%、7%和1.5%,空气湿度控制为50%、65%和75%,从幼苗生长、构件发育、根系发育、生物量分配等方面研究了降水减少和大气湿度增加的气候效应对车桑子的影响,通过叶绿素含量、Fv/Fm、丙二醛(MDA)含量和叶片可溶性糖含量等指标,从光合系统特性、膜质过氧化和渗透调节3个方面研究了车桑子的受损与适应机制。结果表明,土壤干旱能够抑制车桑子幼苗高生长和根系发育的各项指标,并促进生物量向根系分配;当大气湿度增加时,幼苗高生长和根长虽呈增加趋势,但生物量积累、根系发育指标及RMR却具有单峰效应,显示空气湿度过高时对其生长发育具有抑制作用。综合而言,由于大气湿度增加能够部分补偿土壤的干旱效应,干热河谷区水库建设的气候效应不会对车桑子幼苗的生长和发育产生重要影响。结果还表明,土壤干旱和大气湿度变化对叶绿素含量无影响,土壤水分胁迫和空气湿度下降导致Fv/Fm显著下降,说明光合电子传递链受损是车桑子光合抑制的主要原因;土壤水分胁迫导致MDA含量升高,说明细胞膜质过氧化是车桑子幼苗受损的重要机制;而土壤干旱导致叶片可溶性糖含量升高,说明车桑子幼苗具有较好的渗透调节机制。研究结果对评估干热河谷区水电站建设对植被的影响具有参考价值。     

我国蜜环菌分类单元间菌索的相互作用

蜜环菌菌索是天麻生长的主要营养来源,而蜜环菌生物种菌索之间可能存在种间相互作用,因此天麻栽培时蜜环菌种的混用可能对天麻的产量产生影响。为揭示我国蜜环菌分类单元间菌索的相互作用,以我国8个蜜环菌分类单元为研究对象,通过研究其共同培养时整体及单侧菌索的生长速率和单位长度内生长尖端个数来研究其菌索间的作用特性。结果表明：两者间相互拮抗的有CBS D-CBS F;仅有一个蜜环菌菌索未受到影响或受到协同作用的有：CBS A-CBS H中的CBS A、CBS F-CBS J中的CBS J、CBS A-CBS F中的CBS A、CBS A-CBS N中的CBS A、CBS F-CBS M中的CBS M、CBS J-CBS M中的CBS M、CBS B-CBS J中的CBS B;组合中两种蜜环菌菌索靠近侧协同生长的有：CBS A-CBS M;组合中对两者靠近的区域具有优势的有：CBS A-CBS B中的CBS B、CBS A-CBS J中的CBS J、CBS B-CBS F中的CBS F、CBS D-CBS H中的CBS H、CBS D-CBS N中的CBS N和CBS F-CBS M中的CBS F。本研究的开展为我国蜜环菌的鉴定、天麻栽培用蜜环菌种的选用提供理论指导。     

我国主要蜜环菌生物种胞外酶活性对温度的种特异性响应

蜜环菌生物种与天麻的共生关系受到温度的调节。为了揭示我国蜜环菌生物种的温度适应性,本研究以我国8个蜜环菌生物种为实验材料,采用2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐（ABTS）法和3,5-二硝基水杨酸（DNS）法研究了胞外漆酶、果胶酶和纤维素酶的活性对温度的响应特征。结果表明,各生物种的胞外酶活性存在显著性差异,各胞外酶活性具有随时间先升后降的变化趋势;各胞外酶的分泌时间和活性大小对温度的响应存在着很大的差异;且在培养过程中,首先分泌的是果胶酶和纤维素酶,然后才是漆酶。温度对蜜环菌胞外漆酶和果胶酶活性大小有影响,对产酶时间没有影响;对纤维素酶活性达到峰值的时间和活性大小都有很大影响。除此之外,蜜环菌胞外酶活性对温度的响应和我国蜜环菌的地域分布特点具有相关性,分布于秦岭-淮河线以南和以北的蜜环菌生物种胞外酶活性对温度的响应具有差异。本研究对开展蜜环菌生物学和我国天麻的野外种植区划的研究具有指导意义。