内生真菌对羽茅生长及光合特性的影响

通过温室栽培实验,以感染两种内生真菌(Neotyphodium sibiricum和Neotyphodium gansuence)和未感染内生真菌的羽茅(Achnatherum sibiricum)为实验材料,分析感染不同种内生真菌对宿主植物的生长及光合特性的影响。结果表明,感染两种内生真菌羽茅的株高和CO₂补偿点显著低于未染菌的羽茅,而染菌羽茅的蒸腾速率和气孔导度显著高于未染菌羽茅,但对于感染不同种内生真菌的羽茅,无论是分蘖数与生物量的积累还是光合生理值之间均无显著差异。     

喷施茉莉酮酸甲酯及感染内生真菌对羽茅生长的影响

以天然禾草羽茅为试验材料,外源喷施茉莉酮酸甲酯(MJ)模拟食草昆虫的采食,研究感染内生真菌(染菌)和不染菌羽茅生长及生理等方面的差异.结果表明:MJ处理显著降低了羽茅地上部分生长,显著提高了其防御物质总酚和木质素的含量,并降低了蚜虫种群数量.染菌能显著增加羽茅的分蘖数及地上总酚和木质素的含量,但地上生物量和地下总酚含量受到MJ处理的影响,在不喷施MJ的对照中,染菌与否对羽茅的地上部生物量及地下总酚含量无显著影响,而MJ处理下,染菌植株的地上生物量显著低于不染菌植株,而地下总酚含量显著高于不染菌植株.染菌能显著降低羽茅上蚜虫的种群数量,而且这一影响被MJ处理所促进,当受到3次MJ喷施处理后,染菌羽茅上不再有蚜虫.表明内生真菌感染能够改变宿主植物在生长和防御之间的物质分配,MJ处理则进一步促进染菌植株以牺牲生长为代价而提高其防御能力.     

感染内生真菌的羽茅对大针茅的化感作用

以羽茅(Achnatherum sibiricum)为材料,采用室内生物测定法研究感染不同内生真菌的羽茅浸提液对大针茅(Stipa grandis)种子萌发和幼苗生长的化感作用,并采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对羽茅浸提液中的化学成分进行分析。结果表明:(1)内生真菌感染可缓解宿主羽茅对群落优势种大针茅的化感作用;(2)内生真菌感染对宿主羽茅化感作用的影响与内生真菌种类有关,具体表现为相比于未染菌羽茅,感染Epichloё gansuensis可显著缓解宿主羽茅对大针茅的抑制作用,而感染Neotyphodium sibiricum、Neotyphodium gansuensis有缓解羽茅对大针茅化感作用的趋势,但未达到显著影响;(3)羽茅浸提液中含有2,4-二叔丁基苯酚、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸二丁酯和硬脂酸甲酯等潜在化感物质,这4种物质相对含量的差异可能是不同内生真菌感染状态的羽茅产生不同化感效应的主要原因;(4)对羽茅浸提液中4种潜在化感物质的化感作用进行验证实验,结果表明,2,4-二叔丁基苯酚对大针茅的化感作用基本表现为低浓度无影响,高浓度抑制,邻苯二甲酸二丁酯的化感作用表现为"低促高抑"的效应趋势,而邻苯二甲酸和硬脂酸甲酯对大针茅均表现出"剂量效应"的化感作用趋势,即4种潜在化感物质在高浓度时均可显著抑制大针茅的种子萌发和幼苗生长。     

内生真菌感染对宿主羽茅及邻生植物抗病性的影响

Epichloë内生真菌能够影响宿主植物的抗病性, 但目前关于内生真菌感染对宿主邻生植物抗病性影响的研究很少。该研究首先调查了内蒙古呼伦贝尔天然草地中植物病害发生情况, 发现在常见牧草中禾本科植物病害最为严重, 其中感染内生真菌的羽茅(Achnatherum sibiricum)的总病情指数最低。进一步比较了与羽茅邻生及非邻生植物的病害差异, 结果显示羽茅显著降低了邻生羊草(Leymus chinensis)、狼针草(Stipa baicalensis)和冰草(Agropyron cristatum)的褐斑病病情指数。为探究羽茅对邻生植物病害的影响是否与其内生真菌有关, 分别从内生真菌发酵液、离体叶片和植株层面进行了室内验证试验。结果表明: 羽茅的2种内生真菌Epichloë gansuensis和Epichloë sibiricum发酵液显著抑制了新月弯孢(Curvularia lunata)、根腐离蠕孢(Bipolaris sorokiniana)、核盘菌(Sclerotinia sclerotioru)和三叶草核盘菌(Sclerotinia trifoliorum)的生长; 对于离体叶片, E. gansuensis和E. sibiricum显著减小了宿主叶片受4种病原真菌侵染后的病斑长度。在新月弯孢和根腐离蠕孢的植株接种条件下, 内生真菌显著降低了宿主羽茅及邻生植物羊草的病害程度。该研究首次发现并验证了羽茅内生真菌对邻生禾草抵御褐斑病有一定的增益作用。     

感染羽茅的香柱菌属内生真菌对丛枝菌根真菌孢子萌发的影响

内生真菌与丛枝菌根(AM)真菌是构成草原生态系统的重要组成部分.内生真菌会抑制其宿主植物的AM真菌侵染率.本研究以感染2种香柱菌属内生真菌[Epichloё gansuensis(Eg)和E. sibirica(Es)]的天然禾草羽茅为供试材料,进行体外纯培养的内生真菌培养滤液、感染内生真菌的羽茅叶片(包括鲜叶和枯叶)浸提液,以及根系分泌物对摩西球囊霉(Gm)和幼套球囊霉(Ge)2种AM真菌孢子萌发影响试验.结果表明: 香柱菌属内生真菌的培养滤液会显著抑制2种AM真菌孢子的萌发,而感染香柱菌属内生真菌的羽茅根系分泌物只对Ge孢子萌发有显著抑制作用,且上述抑制作用与内生真菌种类无关;鲜叶浸提液对Gm和Ge的孢子萌发率均无显著影响,而枯叶浸提液对Ge的孢子萌发有显著抑制作用.在自然生态系统中,香柱菌属内生真菌通常存在于宿主植物体内,可能通过影响宿主植物的根系分泌物来影响AM真菌孢子的萌发.     

内生真菌感染对宿主羊草抗病性的影响

以感染内生真菌的天然禾草羊草为实验材料,通过体外纯培养条件下的内生真菌、感染内生真菌的离体叶片和在体叶片对3种病原菌的抑菌实验,以探讨内生真菌对宿主植物羊草在抗病性方面的贡献。结果表明:体外纯培养条件下,分离自羊草的内生真菌Epichlobromicola对新月弯孢(Curvularia lunata)、根腐离蠕孢(Bipolaris sorokiniana)和枝孢霉(Cladosporium sp.)这3种病原菌都具有抑制作用,抑菌率分别达56.22%,46.93%和45.15%,且内生真菌培养滤液可以有效抑制这3种病原菌的孢子萌发,平均萌发率分别为30.4%,15.7%和16.4%;宿主植物叶片在离体条件下,内生真菌感染可以有效降低羊草叶片受C.lunata和C.sp.侵染后的病斑数或病斑长度,但对B.sorokiniana不起作用,甚至提高了叶片的病斑数及病斑长度,而离体叶片提取液对不同病原菌均有不同程度的抑制作用;在体条件下,内生真菌均可以通过降低叶片病斑数来增强羊草植株对这3种病原菌的抗性。由此看来,内生真菌E.bromicola对宿主植物羊草在抗病原菌侵染方面有一定的增益作用。     

干旱胁迫下内生真菌感染对羽茅的生理生态影响

本研究在田间环境下对感染和未感染内生真菌的天然宿主羽茅（Achnatherum sibiricum (L. ) Keng）进行了干旱胁迫实验,结果发现在干旱胁迫下,内生真菌感染对宿主植物的营养生长、生物量累积和叶绿素含量都没有显著影响,但对宿主植株光系统II光化学效率（Fv/Fm）的维持产生了有利效应。同时,内生真菌感染缓解了宿主植物细胞膜的旱害程度,表现在与未感染植株相比,感染植株的丙二醛（MDA）含量显著降低,但内生真菌的感染并未促使宿主植物体内保护酶如超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性的增加,只是显著增加了类胡萝卜素的含量。因此我们推测在羽茅中,内生真菌对宿主植物的保护作用可能更多的体现在非酶系统上。     

内生真菌对草坪植物病原真菌抑制作用的比较

分别从野生牧草羽茅(Achnatherum sibiricum (L.) Keng)、栽培种高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)(品种Millennium)、栽培种黑麦草(Lolium perenne L.) (品种Justus)中分离出内生真菌Neotyphodium sp.、N. coenophialum和N. lolli,通过体外培养法比较了这3种内生真菌对草坪植物病原真菌的抑制作用.结果表明,从羽茅中分离的内生真菌Neotyphodium sp.在两菌相交前对所有供试的病原真菌都有一定的抑制作用,其中对枝孢霉属(Cladosporium sp.)、弯孢霉属(Curvularia sp.)和拟茎点属(Phomopsis sp.)病原真菌的抑制效果尤为显著,对峙培养3d后的抑菌率分别达70.1%、52.3%和30.9%,营养竞争作用、重寄生作用是其主要的拮抗机制;从高羊茅中分离的内生真菌N. coenophialum对枝孢霉属病原真菌存在一定的抑制作用;而从黑麦草中分离的内生真菌N. lolli与病原真菌对峙培养时,病原真菌菌落慢慢侵占整个营养空间,内生真菌停止生长并逐渐褐变死亡.体外培养结果说明Neotyphodium sp.对供试病原真菌的拮抗效果优于N. coenophialum和N. lolli,由此推测Neotyphodium sp.与宿主植物羽茅的共生可能有利于宿主植物抵抗病原真菌的侵扰.     

高温处理构建不感染内生真菌羽茅种群的方法探讨

为了寻求构建禾草内生真菌不感染种群的方法, 选用羽茅为试验材料, 研究了高温处理对内生真菌和宿主活力的影响。结果表明: 60°C高温处理种子能有效杀灭种子内的内生真菌, 处理时间为30 d时, 所有检测幼苗均不感染内生真菌。同时高温处理对种子发芽率、发芽势和发芽指数均无显著影响, 且在幼苗生长初期对根的生长有促进作用。与其他杀菌方法相比, 高温处理的方法具有成本低、技术简单、环境友好等优点, 是一种理想的构建羽茅无菌种群的方法。     

禾草内生真菌对其它微生物的影响研究进展

禾草内生真菌在宿主植物的茎叶等地上组织中普遍存在,不仅能够提高禾草对生物与非生物逆境的抗性,而且能够对周围环境中的不同微生物类群产生影响。主要总结了禾草Neotyphodium/Epichlo内生真菌对病原真菌、丛枝菌根真菌和土壤微生物的影响及其作用机理。发现禾草内生真菌普遍存在对病原真菌的抑制作用,而对丛枝菌根真菌存在不对称的竞争作用,且因种类而异。禾草内生真菌对土壤微生物群落的作用则会随着土壤类型和时间等外界因素发生变化。禾草内生真菌对不同类群微生物的影响机制主要包括:通过生态位竞争、抑菌物质分泌、诱导抗病性等对病原真菌造成影响;通过根系化学物质释放、营养元素调节、侵染条件差异等对丛枝菌根真菌造成影响;通过根际沉积物和凋落物等对土壤微生物群落造成影响。禾草内生真菌产生的生物碱能提高宿主植物对包括昆虫在内草食动物采食的抗性,影响病原菌的侵入、定殖和扩展;根组织分泌物中包含次生代谢产物能够抑制菌根真菌、土传病原真菌及其它土壤微生物的侵染与群落组成;也可能通过次生代谢物影响禾草的其它抗性。因此,禾草内生真菌在植物-微生物系统中的作用应该给予更多的关注和深入研究。     

Effect of different species of endophytes on fungal disease resistance of Achnatherum sibiricum

AimsAchnatherum sibiricum, a native grass species, is widely distributed in the steppe of Nei Mongol, China. In this study, three endophytic fungi, i.e., Neotyphodium sibiricum, N. gansuensis and Epichloë gansuensis, were isolated from A. sibiricum and examined the effect of the endophytes on the resistance of A. sibiricum to fungal disease.
Methods Three fungi: Curvularia lunata, Bipolaris sorokiniana and Cladosporium sp. were chosen as the target pathogens. Three experiments were carried out to evaluate the effects of endophytic inoculation of A. sibiricum on its pathogen resistance: 1) endophye in vitro, 2) inoculated detached leaves and 3) intact plants. They were infected with the three pathogens above mentioned, separately. Seven days later, inhibition rates, the number of lesions, lesion length and concentration of spores were measured.
Important findings The results showed that all endophytes significantly reduced the growth of pathogens fungi in vitro, and N. sibiricums had the strongest effect: its bacteriostasis rate to Curvularia lunata, B. sorokiniana and Cladosporium sp. were 47.8%, 40.1% and 39.4%, respectively. Culture filtration of three endophytes also effectively reduced pathogen spore germination, in which N. gansuensis showed the strongest impact. The germination rates of Curvularia lunata, B. sorokiniana and Cladosporium sp. were only 9.8%, 8.7% and 8.5%, respectively. Neotyphodium sibiricum and N. gansuensis could reduce lesion number and spore concentration of detached host leaves after the pathogens inoculation. Epichloë gansuensis reduced lesion number of detached leaves after inoculation with Curvularia lunata and Cladosporium sp., and decreased spore concentration of the pathogens fungi of Cladosporium sp. In the intact leaves, three endophytes reduced lesion number, lesion length and spore concentration as well after inoculation of the pathogens with those infected with N. sibiricum showing the strongest resistance, while with Epichloë gansuensis, the weakest resistance.     

Taxonomy, diversity and origins of symbiotic endophytes of Achnatherum sibiricum in the Inner Mongolia Steppe of China

We sampled five Achnatherum sibiricum populations and documented the distribution and abundance of endophytes. In total, 438 fungal isolates were obtained. They were classified into 11 morphotypes based on growth rate and morphological characters including colonial morphology, the production of conidiogenous cells, conidial size and dimension on potato dextrose agar medium. Both tub2 and actG sequences identified only a single product in all representative isolates from three dominant morphotypes. All sequences fell in the same main clade, including Neotyphodium gansuense and Neotyphodium gansuense var. inebrians from another Achnatherum species in North China, Achnatherum inebrians , and Neotyphodium guerinii from European grasses Melica ciliate and Melica transsilvanica . Based on both morphological and phylogenetic analyses, isolates in morphotype I were described as representing a novel Neotyphodium species, Neotyphodium sibiricum sp. nov. Isolates in both morphotype II and III were identified as representing N. gansuense . Both tub2 and actG sequences suggested that N. sibiricum and N. guerinii were probably derived from a common Epichloë ancestor.     

不同传播方式的内生真菌感染对羽茅的生理生态影响北大核心CSCD

通过田间试验,研究了垂直传播的Neotyphodium属内生真菌和水平传播的Epichloё属内生真菌对羽茅(Achnatherum sibiricum)生理生态的影响。结果表明:Neotyphodium属内生真菌感染对羽茅的株高和叶长有显著的正效应,而Epichloё属内生真菌感染对羽茅株高和叶长的增益作用较少。感染Neotyphodium属内生真菌的羽茅最大净光合速率显著高于感染Epichloё属内生真菌的羽茅,Neotyphodium属内生真菌显著提升了羽茅的气孔限制值和水分利用效率,而实验测定的第一年结果显示:Epichloё属内生真菌对羽茅的各个光合指标具有明显的负效应(胞间CO2浓度除外)。Neotyphodium属内生真菌感染使得宿主植物积累的可溶性糖含量显著高于感染Epichloё属内生真菌的羽茅和不染菌的羽茅植株。感染Epichloё属内生真菌的羽茅中氮含量显著高于感染Neotyphodium属内生真菌的羽茅。总之,内生真菌的传播方式是影响羽茅生理生态学特性的一个因素,并且垂直传播的内生真菌对羽茅生长和生理特性的益处高于水平传播的内生真菌。     

不同传播方式的内生真菌感染对羽茅的生理生态影响

通过田间试验, 研究了垂直传播的Neotyphodium属内生真菌和水平传播的Epichloë属内生真菌对羽茅(Achnatherum sibiricum)生理生态的影响。结果表明: Neotyphodium属内生真菌感染对羽茅的株高和叶长有显著的正效应, 而Epichloë属内生真菌感染对羽茅株高和叶长的增益作用较少。感染Neotyphodium属内生真菌的羽茅最大净光合速率显著高于感染Epichloë属内生真菌的羽茅, Neotyphodium属内生真菌显著提升了羽茅的气孔限制值和水分利用效率, 而实验测定的第一年结果显示: Epichloë属内生真菌对羽茅的各个光合指标具有明显的负效应(胞间CO₂浓度除外)。Neotyphodium属内生真菌感染使得宿主植物积累的可溶性糖含量显著高于感染Epichloë属内生真菌的羽茅和不染菌的羽茅植株。感染Epichloë属内生真菌的羽茅中氮含量显著高于感染Neotyphodium属内生真菌的羽茅。总之, 内生真菌的传播方式是影响羽茅生理生态学特性的一个因素, 并且垂直传播的内生真菌对羽茅生长和生理特性的益处高于水平传播的内生真菌。     

内生真菌种类和母本基因型对内生真菌-禾草共生体叶形状和叶面积的影响

Epichloë内生真菌感染能够影响宿主植物的生长发育, 但关于内生真菌感染对宿主植物叶形状和叶面积的研究很少。该研究以羽茅(Achnatherum sibiricum)为实验材料, 采用长宽系数计算和扫描测定叶面积相结合的方法探究内生真菌种类和羽茅母本基因型对羽茅-内生真菌共生体叶形状和叶面积的影响。结果表明: 内生真菌感染与否、内生真菌种类和宿主母本基因型对反映叶形状的叶校正系数、叶片长度、宽度和长宽比均无显著影响, 经计算与验证, 确定了羽茅叶片的校正系数为0.594 9。采用该校正系数及叶长宽计算的叶面积与实测叶面积无显著差异, 且二者均未受到内生真菌感染与否、内生真菌种类或宿主植物母本基因型的显著影响。     

内生真菌感染对3个不同地理种群羽茅光合特性的影响

研究了内蒙古中东部草原3个不同样地（羊草、西乌旗和霍林河）中Neotyphodium内生真菌的侵染对宿主羽茅(Achnatherum sibiricum(L.) Keng)种群光合生理特性的影响,结果表明：自然条件下,羊草样地和西乌旗样地染菌(E+)羽茅植株的净光合速率(P_n)显著高于不染菌(E-)羽茅,说明E+羽茅植株具有更高的同化能力,而霍林河样地中二者差异不显著;3个样地中Neotyphodium内生真菌对宿主羽茅的蒸腾速率、气孔导度、光能利用效率、水分利用效率均无显著影响;引起羽茅植株午间P_n降低的主要原因是非气孔因素,与是否染菌没有必然联系;光响应曲线拟合结果表明Neotyphodium内生真菌对宿主羽茅的表观量子效率、最大净光合速率、暗呼吸速率、光补偿点和光饱和点没有显著影响。     

Effects of endophyte infection on the competitive ability of Achnatherum sibiricum depend on endophyte species and nitrogen availability

Aims The leaves of almost all terrestrial plant species are colonized by endophytic fungi. Compared to agronomic grasses, which usually harbor few endophytes, native grasses generally possess greater endophyte species diversity. Existing studies examining endophyte effects on natural grasses under competition normally considered the infection status (infected or uninfected), and rarely considered endophyte species.