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。     

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。     

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.     

被内生真菌侵染的禾草提取液对真菌的抑制作用

以带有与不带有Neotyphodium属内生真菌的醉马草Achnatherum inebrians、披碱草Elymus dahuricus和野大麦Hordeum brevisubulatum的草粉浸提液对细交链孢Alternaria alternata、根腐离蠕孢Bipolaris sorokiniana、燕麦镰孢Fusarium avenaceum和绿色木霉Trichoderma viride进行了抑菌活性研究。结果表明:披碱草、醉马草和野大麦草粉浸提液对细交链孢、根腐离蠕孢、燕麦镰孢和绿色木霉的菌落生长、孢子萌发率和芽管长度均有一定的抑制作用。而披碱草中的Neotyphodium可显著增强披碱草草粉浸提液对细交链孢、燕麦镰孢、绿色木霉菌落生长及对细交链孢和根腐离蠕孢孢子萌发及燕麦镰孢芽管长度的抑制作用;醉马草中的Neotyphodium显著增强了醉马草草粉浸提液对燕麦镰孢、绿色木霉菌落生长和芽管长度,以及细交链孢、根腐离蠕孢和燕麦镰孢孢子萌发的抑制作用;野大麦中的Neotyphodium显著增强了野大麦草粉浸提液对绿色木霉菌落生长、孢子萌发和芽管长度的抑制作用。     

黄栌根内生真菌分离鉴定及拮抗真菌筛选

采用常规分离法从不同地区健康黄栌根系中共分离得到33株内生真菌,其优势类群主要包括无孢菌群、腐质霉属、青霉属等,而且不同地区黄栌的根系内生真菌种类和数量有一定差异。内生真菌对黄栌枯萎病病原——大丽轮枝孢的拮抗试验结果表明:团炭角菌、黑乌霉属、假丝酵母属的菌株抑制作用较强,其它内生真菌菌株对大丽轮枝孢均有不同程度的抑制作用。     

千层塔内生真菌的分离与鉴定

目的：为从千层塔中分离具有药用价值的内生真菌奠定基础。方法：新鲜千层塔茎段,经酒精和升汞消毒后,接种于PDA平板培养基上进行内生真菌的分离、纯化;根据菌落形态和孢子等形态特征,结合核糖体基因居间序列（ITS序列）进行菌株鉴定。结果：从千层塔的茎中分离出4株内生真菌。内生真菌I菌落形态和孢子特征与枝状枝孢霉属的特征相符合,ITS序列与GenBank中多条属于枝状枝孢霉的ITS序列相似,鉴定该菌株属于枝状枝孢霉;内生真菌II菌落形态和孢子特征与黄青霉的特征相符合,鉴定该菌株属于黄青霉;内生真菌III菌落形态和孢子特征与尖孢镰刀菌的特征相符合,ITS序列与GenBank中多条属于尖孢镰刀菌的ITS序列相似程度高,鉴定该菌株属于尖孢镰刀菌;内生真菌Ⅳ菌落形态与盾壳霉相似,ITS序列与GenBank中6条属于盾壳霉的ITS序列具有较高的相似性,鉴定该菌株属于盾壳霉。结论：从千层塔中分离和鉴定出4株内生真菌,分别属于枝状枝孢霉、黄青霉、尖孢镰刀茵和盾壳霉。     

枫香叶斑病病原菌

从福建多地采集了55份感染叶斑病的枫香植物病样,包含叶片、叶柄、枝条和树皮。通过分离纯化得到了12个类拟盘多毛孢属真菌菌株,综合形态特征以及3个基因(ITS、β-tubulin和tef1)的分子系统发育分析结果,分别鉴定为Neopestalotiopsis cocoes、N. chrysea、Pestalotiopsis neglecta和P. neolitseae,均为枫香上首次报道,其中N. cocoes在国内首次被发现。通过柯赫氏法则验证,发现N. cocoes能够侵染叶片、叶柄和枝条,N. chrysea能侵染叶片和枝条,P. neglecta能侵染叶柄和枝条,而P. neolitseae不能侵染枫香植物组织。     

白及根部内生真菌多样性研究

白及是地生兰科多年生草本植物,是常见的中草药之一。白及根是白及植株吸收养分和水分的主要场所,开展其根部内生真菌的群落组成及多样性分析,对了解云南原生境白及与根部内生真菌间的共生关系具有重要意义。本研究采用形态学和ITS rDNA分子系统发育分析相结合的方法进行菌株鉴定。结果表明,3个采样点的白及根部分离到可培养内生真菌32株,包括9个目、13个科、16个属。其中木霉属Trichoderma、镰刀菌属Fusarium、拟盘多毛孢属Pestalotiopsis为优势类群,分别占总物种数的21.88%、18.75%、9.38%;中碳垫菌属Nemania、丛赤壳属Nectria、炭角菌属Xylaria、紫霉属Purpureocillium、刺盘孢属Colletotrichum、黑孢子菌属Nigrospora、Biscogniauxia、腐质霉属Humicola、脉孢菌属Neurospora、拟茎点霉属Phomopsis、植物腐霉Phytopythium、毛霉属Mucor、伞状霉属Umbelopsis为常见内生真菌类群。α多样性指数分析表明：各采样点的白及根部内生真菌物种多样性最高的是昆明市水源保护区采样点（D=0.799,H’=1.698）,保山市龙陵县采样点物种多样性最低（D=0.787,H’=1.580）。β多样性分析采样点之间的Jaccard（0.912-0.993）、Bray-Curtis（0.838-0.986）和UniFrac（加权0.618-0.631;不加权0.770-0.799）距离,结果表明3个采样点之间的内生真菌群落组成存在差异。3个采样点的不同地理环境和土壤类型给白及提供了不同的生境条件,是影响白及根部内生真菌物种丰度和群落组成差异的主要因素之一。     

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。     

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.     

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。     

盐碱胁迫对染内生菌和不染菌苇状羊茅根系丛枝菌根真菌群落多样性和组成的影响

香柱菌属Epichloë内生真菌存在于宿主植物地上部组织,不仅能提高宿主植物对生物与非生物逆境的抗性,而且能对周围环境中的微生物产生影响。该研究以染内生菌(endophyte-infected,EI)和不染菌(endophyte-free,EF)苇状羊茅Festuca arundinacea为实验材料,探究内生真菌和不同水平盐碱胁迫处理对宿主根系丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落多样性和组成的影响。结果表明,内生真菌和盐碱胁迫处理对苇状羊茅根系AMF多样性影响存在交互作用。EF苇状羊茅根系AMF多样性随盐碱胁迫处理水平的增加而降低,内生真菌的存在缓解了这一效应,在200和400 mmol/L盐碱胁迫处理下,内生真菌感染增加了苇状羊茅根系AMF多样性;此外,内生真菌感染改变了苇状羊茅根系AMF群落组成,降低了优势属Funneliformis相对多度,增加了Claroideoglomus、Glomus和unclassified AMF相对多度。结构方程模型结果表明,内生真菌通过间接增加土壤总磷浓度对苇状羊茅根系AMF多样性产生影响。本研究为筛选盐碱污染区生态修复的植物-微生物共生体提供基础。     

Advances in research of Achnatherum inebrians-Epichloë endophyte symbionts

有关醉马草(Achnatherum inebrians)内生真菌(Epichloë gansuensis, E. inebrians)共生体的研究, 代表了我国禾草内生真菌研究领域的重要方向, 使中国的醉马草-内生真菌与美国的苇状羊茅(Festuca arundinacea)-内生真菌(E. coenophiana)和新西兰的多年生黑麦草(Lolium perenne)-内生真菌(E. festucae var. lolii)成为禾草内生真菌国际三大研究分支。该文综述了近30年来对醉马草内生真菌共生体的系统研究, 包括: 内生真菌的分布、带菌率、检测方法、多样性, 内生真菌提高宿主的抗旱、耐寒、耐盐碱、耐重金属、抗虫、抗病等抗逆性及其机理, 共生体产生的生物碱等次生代谢物, 对草食动物的毒性, 及其在草地生态系统中的作用等。研究者实验证实了醉马草本身无毒, 只有当内生真菌与醉马草共生并产生麦角新碱和麦角酰胺等麦角类生物碱后才能导致采食醉马草家畜中毒。文章展望了醉马草内生真菌基因组学和功能分析, 利用杀菌剂杀死内生真菌进行醉马草脱毒, 利用无毒内生真菌菌株进行饲用醉马草新品种选育, 利用有毒醉马草内生真菌共生体进行抗虫防鸟的机场绿化新品种选育及生物源农药与医药开发等。     

醉马草内生真菌共生体研究进展

有关醉马草(Achnatherum inebrians)内生真菌(Epichloë gansuensis, E. inebrians)共生体的研究, 代表了我国禾草内生真菌研究领域的重要方向, 使中国的醉马草-内生真菌与美国的苇状羊茅(Festuca arundinacea)-内生真菌(E. coenophiana)和新西兰的多年生黑麦草(Lolium perenne)-内生真菌(E. festucae var. lolii)成为禾草内生真菌国际三大研究分支。该文综述了近30年来对醉马草内生真菌共生体的系统研究, 包括: 内生真菌的分布、带菌率、检测方法、多样性, 内生真菌提高宿主的抗旱、耐寒、耐盐碱、耐重金属、抗虫、抗病等抗逆性及其机理, 共生体产生的生物碱等次生代谢物, 对草食动物的毒性, 及其在草地生态系统中的作用等。研究者实验证实了醉马草本身无毒, 只有当内生真菌与醉马草共生并产生麦角新碱和麦角酰胺等麦角类生物碱后才能导致采食醉马草家畜中毒。文章展望了醉马草内生真菌基因组学和功能分析, 利用杀菌剂杀死内生真菌进行醉马草脱毒, 利用无毒内生真菌菌株进行饲用醉马草新品种选育, 利用有毒醉马草内生真菌共生体进行抗虫防鸟的机场绿化新品种选育及生物源农药与医药开发等。     

锁阳及其寄主白刺内生真菌的生态分布及遗传关系

首次研究了寄生植物锁阳及其寄主白刺内生真菌的分布特征及遗传关系.采用组织块法分离天然白刺、寄生体中锁阳和白刺的内生真菌,利用ITS-rDNA分子序列并结合形态学方法鉴定菌种,研究内生真菌的分离率、定殖率、分离频率、多样性指数、均匀度指数及相似性系数等的差异,以及寄生关系中内生真菌的多样性、遗传关系及分布特征等.结果表明: 本次获得的49株内生真菌隶属于18个分类单元,95.9%为子囊菌,4.1%为担子菌;内生真菌总分离率为15.3%,总定殖率为25.0%;天然白刺中内生真菌Shannon多样性指数最大,为2.13;锁阳花序与锁阳茎的内生真菌相似性系数最大,为0.50;镰孢菌属为白刺的优势菌属,青霉属为锁阳的优势菌属.锁阳与白刺寄生体中真菌类群的差异性分布表明寄生关系对内生真菌群落存在一定影响.     

Water-use process of two desert shrubs along a precipitation gradient in Horqin Sandy Land

Aims The determination of the source of plant water is an important research on the plant-water relationship in arid and semiarid regions and helps to understand the adaptation strategy of desert species to the dry environment. Plant water use pattern affects plant community composition and ecosystem water budget. This study aims to investigate the water use patterns of Caragana microphylla and Artemisia halodendron, two typical shrub species, under altered rainfall conditions in Horqin Sandy Land. Methods Water treatments include ambient rainfall (natural rainfall), 50% increase in rainfall (enhanced rainfall) and 50% decrease in rainfall (reduced rainfall) by artificially intercepting and redistributing natural rainfall. Stable hydrogen and oxygen isotope ratios (δD and δ¹⁸O) were measured for xylem water, rainfall, and soil water in different soil layers (0-120 cm depth). The possible ranges of potential water sources used by C. microphylla and A. halodendron were calculated using the IsoSource model. Important findings 1) Alteration of ambient rainfall mainly affected the soil water condition in the shallow soil (0-30 cm). Increase in rainfall significantly increased the above- and below-ground biomass, and δ¹⁸O values of soil water declined with soil depth. 2) Under the enhanced rainfall treatment, A. halodendron mainly used the soil water in the shallow soil (0-40 cm) and C. microphylla was able to extract water from multiple soil layers. Under the reduced rainfall treatment, both species increasingly relied on extracting water from deeper soil layers, 60-80 cm for A. halodendron and 60-120 cm for C. microphylla. 3) For the natural rainfall treatment, in the wet season, the upper soil water was recharged by rainfall, C. microphylla and A. halodendron extract the shallow soil water (0-60 cm). However, in the dry season, soil water content was dramatically reduced, and main water sources for C. microphylla shifted from topsoil to deeper soil, and A. halodendron can use multiple layers of soil water. In summary, A. halodendron is more capable of exploring deeper soil moisture under reduced rainfall in comparison with C. microphylla, and is likely to be more adaptive to this water-limiting desert environment.     

戈壁灌丛堆周边地表土壤颗粒的空间异质特征

研究戈壁地区单个灌丛及其下沙堆这一有机整体对周边土壤风蚀的抑制能力, 对加强相关地区的植被类型及其空间配置格局的防沙效应研究十分重要, 可为荒漠化监测的评价和制定科学的防治措施提供参考。该文利用数字图像处理技术, 获取吉兰泰盐湖北部戈壁上单个白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆和沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)灌丛沙堆周边地表不同土壤风蚀颗粒的百分含量; 并采用经典描述性统计及地统计学方法, 对各类土壤风蚀颗粒百分含量的水平空间异质性进行分析。结果表明: (1)灌丛基部和下风向是细物质积累区, 以灌丛堆为中心向外, <0.42 mm的细颗粒含量呈减少趋势; 而且细物质积累的最大值出现在白刺灌丛的迎风侧附近, 沙冬青样地则相反, 出现在灌丛的背风侧附近。在沙源物质有限的戈壁中, 白刺的防风固沙作用集中体现在灌丛附近, 其水平空间尺度范围不及沙冬青, 这亦是白刺样地粗粒化程度高于沙冬青样地的原因。(2)白刺和沙冬青灌丛附近地表中粒径>0.84 mm (不可蚀)、0.84-0.42 mm (半可蚀)及<0.42 mm (高度可蚀)颗粒的空间异质性尺度分别为17.80 m、66.63 m、8.41 m和9.82 m、15.33 m、14.91 m, 均超出了灌丛冠幅覆盖范围, 空间自相关部分比例C/(C₀ + C)在63.40%-99.96%之间, 由此推断灌丛沙堆附近的风沙流特征是造成相应尺度内土壤颗粒空间异质性的主要因子。(3)高度可蚀颗粒的空间异质性尺度略大于灌丛平均间距(8.77 m包括灌丛半径), 从防止土壤风蚀来看, 这说明研究区内的建群种灌丛间存在一定程度的相互促进关系, 有利于该区植被的稳定与发展。