林木共生菌系统及其作用机制——以杨树为例

杨树（Populus）是重要造林树种,也是研究林木基础生物学性状的模式材料。不仅如此,杨树可与多种细菌（内生细菌、内生固氮菌和根际促生菌）和真菌（外生菌根真菌、丛枝菌根真菌和内生真菌）类群建立共生关系,为揭示树木和微生物之间的互惠共生机制提供了理想模型。这些共生菌能积极调控林木生长发育、营养吸收和生理生态过程。目前在杨树-双色蜡蘑（Laccaria bicolor）形成的外生菌根发育、提高杨树耐盐、耐重金属的生理与分子机制、叶片内生真菌群落结构与病害发生、菌根辅助细菌和菌丝内共生细菌-真菌-杨树形成的三重跨界共生等方面取得多项突破。近年来,一批模式草本植物微生物组（microbiome）计划相继实施,对共生菌群落结构和功能的认识有了革命性的进步。以美洲黑杨、毛果杨和胶杨为代表的林木微生物组研究也已启动,表明宿主基因型和环境因子可显著影响共生菌群落结构与物种组成;在根际（rhizosphere）和内生（endosphere）环境存在结构和功能迥异的菌群。另一方面,以根系为诱饵,通过宿主表型来推测菌群功能的反向"钓鱼"策略将推动林木根际微生物工程研究,为揭示杨树-微生物群落的相互关系、菌群进化搭建了研究模型。总之,深入认识多元微生物对林木表型和生理代谢的表观遗传学调控机制将为今后创制新型菌剂并用于高效育苗和抗性育种提供新的思路,具有重要的科学意义和应用价值。     

以杨树为例论述林木共生菌系统及其作用机制

杨树(Populus)是重要造林树种,也是研究林木基础生物学性状的模式材料。不仅如此,杨树可与多种细菌(内生细菌、内生固氮菌和根际促生菌)和真菌(外生菌根真菌、丛枝菌根真菌和内生真菌)类群建立共生关系,为揭示树木和微生物之间的互惠共生机制提供了理想模型。这些共生菌能积极调控林木生长发育、营养吸收和生理生态过程。目前在杨树-双色蜡蘑(Laccaria bicolor)形成的外生菌根发育、提高杨树耐盐、耐重金属的生理与分子机制、叶片内生真菌群落结构与病害发生、菌根辅助细菌和菌丝内共生细菌-真菌-杨树形成的三重跨界共生等方面取得多项突破。近年来,一批模式草本植物微生物组(microbiome)计划相继实施,对共生菌群落结构和功能的认识有了革命性的进步。以美洲黑杨、毛果杨和胶杨为代表的林木微生物组研究也已启动,表明宿主基因型和环境因子可显著影响共生菌群落结构与物种组成;在根际(rhizosphere)和内生(endosphere)环境存在结构和功能迥异的菌群。另一方面,以根系为诱饵,通过宿主表型来推测菌群功能的反向“钓鱼”策略将推动林木根际微生物工程研究,为揭示杨树-微生物群落的相互关系、菌群进化搭建了研究模型。总之,深入认识多元微生物对林木表型和生理代谢的表观遗传学调控机制将为今后创制新型菌剂并用于高效育苗和抗性育种提供新的思路,具有重要的科学意义和应用价值。     

菌根共生体形成过程中的信号识别与转导机制

在菌根共生体建立过程中存在信号分子的多重性和信号通路的多样性以及共牛体特异基因的表达调控,从分子水平上揭示了菌根整个发育过程。     

pH响应型蔗渣木质素水凝胶的制备及其对蛋白质的控释性能

该研究以蔗渣木质素和甲基丙烯酸为原料合成了pH敏感型蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶,对其合成条件、pH敏感性、溶胀-退溶胀性能以及对牛血清蛋白的控释等性质进行研究,并采用红外光谱、扫描电镜等对凝胶进行表征。结果表明:(1)对凝胶溶胀比影响的因素由大到小依次为甲基丙烯酸用量、交联剂用量、催化剂用量、反应的温度、木质素用量。当甲基丙烯酸单体浓度为1.75 mol·L~(-1)、木质素浓度为25 g·L~(-1)、交联剂浓度为3.25×10~(-2)mol·L~(-1)、引发剂浓度为1.25×10~(-2)mol·L~(-1)、反应温度为65℃时,所得水凝胶在模拟肠液中的溶胀比最大(28.16 g·g~(-1))。与不加木质素的聚甲基丙烯酸水凝胶相比,蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶的溶胀比有所下降,但其敏感pH由4~5碱移至6~8。(2)蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶的溶胀—退溶胀可逆性受组成的影响较大,但相对于聚甲基丙烯酸水凝胶,蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶对pH值的敏感响应性更强、响应速率更快,同时能在更短时间内达到溶胀平衡。(3)加入木质素可以提高水凝胶对牛血清蛋白的负载量,所试验的蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶样品对牛血清蛋白的最大负载量可达577 mg·g~(-1)。(4)牛血清蛋白在12 h后基本可达释放平衡;在模拟胃液中,牛血清蛋白的释放率仅10%,而在模拟肠液中释放率达92%。pH响应型蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶可以作为口服型蛋白类药物的潜在载体。     

一种新发生的油桐叶枯病病原真菌

报道了中国广西田林县油桐主产区一种新的叶片真菌病害,定名为油桐叶枯病。该病主要为害叶片,病菌侵染后叶片呈现灰褐色病斑,后期扩至整个叶片,引起过早脱落,影响油桐产量。从采集的带病标本中分离到16个纯培养物,隶属5个分类单元。依据柯赫法则和致病性测定,证明只有菌株VT-04为油桐叶枯病的病原物。在病斑组织中观察不到有性或无性繁殖结构,而该病原菌在诱导培养（含无菌松针的水琼脂+近紫外照射）条件下可产生子实体。比较培养性状、产孢结构特征并结合分析核糖体rDNA基因转录间隔区（ITS）和RNA聚合酶次大亚基基因（RPB2）序列和系统发育关系,将该病原菌鉴定为葡萄座腔菌科Botryosphaeriaceae中的一种无性型菌物,即小新壳梭孢Neofusicoccum parvum。这是首次在油桐叶片上发现由该病菌引起的病害。     

白术连作根际土壤的理化性质及微生物区系变化

对不同种植年限白术(Atractylodes macrocephala Koidz.)根际土壤的部分理化指标、酶活性和微生物区系进行了测定和比较。结果表明:随白术种植年限的增加(0、1和2 a),根际土壤pH值显著下降(P<0.05),根际土壤中有机质和全氮含量呈先升高后降低趋势,速效钾含量则逐渐升高,而有效磷含量和C/N比小幅波动,总体上不同种植年限根际土壤的这些指标差异不显著;根际土壤中有效铁、有效铝和交换性锰含量显著或极显著(P<0.01)增加,且较对照(未种植白术的土壤)分别增加了127.51%、18.38%和106.83%,但有效铅含量变化幅度较小;2年生白术根际土壤中过氧化氢酶、脲酶和蛋白酶活性显著低于对照;2年生白术根际土壤中细菌和放线菌数量及微生物总量较1年生白术根际土壤显著下降,真菌数量则显著上升。结果显示:土壤酸化严重、金属离子大量积累、主要酶活性失调以及微生物区系改变可能是白术连作障碍的潜在原因。     

植物与内生真菌互作的生理与分子机制研究进展

在自然生态系统中,植物组织可作为许多微生物定居的生态位.内生真菌普遍存在于植物组织内,与宿主建立复杂的相互作用(互惠、拮抗和中性之间的相互转化),并且存在不同的传播方式(垂直和水平传播).内生真菌通过多样化途径来增强植物体的营养生理和抗性机能.但这种生理功能的实现有赖于双方精细的调控机制,表明宿主和真菌双方都进化形成特有的分子调控机制来维持这种互惠共生关系.环境因子(如气候、土壤性质等)、宿主种类和生理状态、真菌基因型的变化都将改变互作结果.此外,菌根真菌和真菌病毒等也可能普遍参与植物-内生真菌共生体,形成三重互作体系,最终影响宿主的表型.研究试图从形态、生理和分子水平阐述内生真菌与植物互作的基础.     

中国木霉属内生真菌一个新记录种 Trichoderma chlorosporum

<正>1 INTRODUCTION Typically, Trichoderma spp. are free-living fungi most frequently isolated from soils and have been extensively studied due to their remarkable biocontrol and plant-growth promoting capacity.     

菌根共生体形成过程中的信号识别与转导机制

在菌根共生体建立过程中存在信号分子的多重性和信号通路的多样性以及共牛体特异基因的表达调控,从分子水平上揭示了菌根整个发育过程。     

斜盖伞诱导子促进灵芝三萜积累及其调控机制

近年来,灵芝产业高速发展,但其主要药效成分灵芝三萜的含量较低,是影响其品质的重要原因,因此探索一种提高灵芝三萜含量的生物技术手段极具应用前景。本研究以6株斜盖伞Clitopilus spp.真菌为材料分别制备多种类型的真菌诱导子,将其添加到灵芝菌丝体液体摇瓶中,研究对灵芝菌丝体生物量和灵芝三萜积累的影响。其中,Clitopilus sp. HSL-YX-7-A的高压灭菌发酵液(HSLFB)、C. hobsonii NL-19的菌丝干粉(NL-19DMP)、C. prunulus 84496的发酵液提取物(84496 FBE)和Clitopilus sp. HSL-YX-7-A的菌丝提取物(HSL ME)显著提高了灵芝菌丝体生物量和灵芝三萜含量,相对于对照组,生物量分别提高了450.09%、64.64%、46.97%和66.14%,灵芝三萜分别提高了53.01%、25.58%、25.17%和20.47%,灵芝三萜总产量则分别提高了585.15%、104.65%、86.43%和110.45%。进一步研究表明,经HSL FB、NL-19 DMP和HSL ME处理后,灵芝三萜生物合成途径关键酶...