内生真菌与禾本科植物之间的关系及其生态学意义

1　前　言内生真菌是一类生长在植物体内的真菌 ,至今已在许多高等植物中发现了内生真菌的存在 ,但以禾本科植物中尤为常见。这些真菌包括子囊菌纲、麦角菌科 (Ｃｌａｖｉｃｉｐｉｔａｃｅａｅ)、瘤座菌族 (Ｂａｌａｎ ｓｉｅａｅ)的许多种类 ,也包括与瘤座菌族关系密切的一些半知菌类 ,如Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ[1 5] 。与菌根真菌的一个显著不同是 ,它们仅存在于植物地上部分的组织内而不是根的组织中。至少有 80个属、几百种禾本科植物被确认含内生真菌[1 6] ,但到目前为止 ,大量的研究都集中在两个有重要经济意义的植物种 ,即高羊茅 (Ｆｅ…     

兰科植物黄花白及Bletilla ochracea内生真菌多样性分析

黄花白及Bletilla ochracea是一种地生兰科植物,也是中国传统中药材之一。以黄花白及为实验材料,对其叶和根组织中内生真菌类群组成及多样性进行分析。结果表明,从黄花白及植株的叶片和根组织块(段)中分离到可培养内生真菌140株,根据形态特征将它们鉴定为16个分类单元,其中包括10种子囊菌和6种担子菌。从叶片组织中分离的内生真菌有6种,其中刺盘孢属Colletotrichum真菌为叶片组织中的优势种类;从根组织中分离内生真菌有10种,瘤菌根菌属Epulorhiza和腊壳菌属Sebacina真菌构成了根组织内生真菌的优势类群。根组织可培养内生真菌的多样性(H′=1.968)要高于叶片组织(H′=1.459)。     

香港次生林下植物菌根的调查

本文报道了香港６４种野生植物根系天然感染菌根菌的状况：９８．４％的植物都不同程度地感染上了菌根菌,９８．１％的根样发现受内生菌根（ＶＡＭ）的感染,其中小叶青冈（Ｑｕｅｒｃｕｓｍｙｒｓｉｎａｅｆｏｌｉａ）同时受外生菌根（ＥＣＭ）和内生菌根的感染。该研究揭示了香港次生林植物在自然条件下受菌根菌感染的普遍性,为进一步探讨华南地区菌根与退化地区植物群落演替的关系提供了重要的本底资料。     

药用植物内生真菌多样性及生态分布

从北京植物园4科6种药用植物的1144个组织块中分离到内生真菌973株,根据形态特征将778株产生孢子的菌株鉴定为21个分类单元,其中腔孢菌11种、子囊菌6种、丝孢菌4种．从每种植物中分离的内生真菌种数为5～8种,其中Alternaria alternata是这6种植物内生真菌的优势种,同时Microsphaeropsis conielloides也是杜仲的优势种．这6种植物具有较高的内生真菌定殖率（47．9％．63．1％）和分离率（0．70～0．93）,而且枝条的内生真菌定殖率和分离率明显高于叶片;随着枝条年龄的增长,内生真菌的定殖率和分离率呈明显递增趋势．内生真菌群落组成的相似性和聚类分析结果表明,部分内生真菌具有一定的宿主和组织偏好性．     

白及内生真菌多样性研究

白及( Bletilla striata)是兰科地生型多年生植物,也是我国传统中药材之一。利用菌根技术进行白及的保护和人工栽培,需要获得白及可培养的内生真菌。该研究以广西野生的白及根和叶为材料,采用分离培养法分离内生真菌,并结合真菌形态特征,及其核糖体的转录间隔区( ITS)序列分析,确定内生真菌的分类地位。结果表明：从2株白及植物90块组织中分离获得37株内生真菌,鉴定为15个分类单元,由9个属组成,分属于2门4纲7目8科,包括锤舌菌纲( Leotiomycetes)、座囊菌纲( Dothideomycetes)和粪壳菌纲( Sordariomy-cetes),伞菌纲( Agaricomycetes)。从根中分离获得内生真菌12种,蜡壳菌属为优势属;从叶中分离获得内生真菌3种,刺盘孢属为优势属;刺盘孢菌属( Colletotrichum)和蜡壳菌属( Sebacina)真菌的相对多度值均达到20％;4株担子菌均分布于根中,叶组织中未有分布。根组织中内生真菌的多样性指数(H＝1.863)高于叶组织(1.098)。该研究结果及其所分离培养的担子菌类真菌,为更好地利用菌根技术进行白及等兰科植物资源的保护与可持续利用奠定了基础。     

兰科菌根研究综述

兰科菌根是一种内生菌根,主要寄生于兰科（Orchidaceae）植物的种子及根系上。对兰科菌根真菌的分类及真菌资源多样性、兰科菌根的形态和菌根对兰科植物的效应等最新研究进展进行了综述。目前研究已知,感染兰科植物根部并能与之共生的真菌绝大多数属于担子菌门（Basidiomycota）和半知菌门（Deuteromycotha）,也有部分属于子囊菌门（Ascomycota）;兰科菌根的形成可分为两种情况：一是对兰科植物种子的侵染;二是对成长新根的侵染。菌根真菌对兰科植物的种子萌发及植株生长发育均有一定影响。     

濒危药用植物掌裂兰根部内生真菌和根际土真菌多样性分析

【背景】植物内生真菌对宿主植物促生长、抗旱和增强抗病能力等方面有着重大的研究和利用价值,尤其对兰科植物的生长起到重要的作用。【目的】通过对掌裂兰根部内生真菌和根际土真菌多样性进行系统分析,掌握掌裂兰根部内生真菌与根际土真菌群落结构,为进一步探究掌裂兰植物与真菌共生规律提供参考。【方法】采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析掌裂兰根部内生真菌和根际土真菌多样性。【结果】掌裂兰根部内生真菌隶属于7门89属,优势菌属为瘤菌根菌属(Epulorhiza)(16.93%)、头梗霉属(Cephaliophora)(10.41%)、酵母属(Saccharomyces)(5.73%)、角担菌属(Ceratobasidium)(5.32%)和镰刀菌属(Fusarium)(5.12%),其中Epulorhiza和Ceratobasidium为兰科植物菌根真菌;根际土真菌隶属于11门269属,优势菌属为镰刀菌属(Fusarium)(8.09%)、丛赤壳属(Neonectria)(6.79%)、Plectosphaerella (3.39%)和被孢霉属(Mortierella)(3.01%)。通过...     

从细胞内共生到多尺度共生：回顾与展望

基于共生概念的历史变化,目前人们普遍接受了广义共生概念。即共生是包含互利共生（mutualism）、偏利共生（commensalism）和拮抗/寄生（antagonism/parasitism）的共生连续体。本文简述了近20年间,全球9次国际共生学术大会取得的重要成果,对细胞内共生、时间、空间以及多种互作尺度共生关系的研究利用进展进行了评述。同时展望了一些活跃共生领域的研究概况,如共生失调 （dysbiosis）、植物-微生物-昆虫三角共生关系（plant-microbe-insect triangle）、细菌-真菌互作（bacterial- fungal interaction,BFI）、菌根菌-真菌内生细菌-植物多方共生联盟（multipartite symbiosis consortium）以及与共生相关微生物组的集合群落（metacommunity）研究及应用等。共生（symbiosis）正成为当代生物学的核心原则,正以一种与更宏大系统方法相一致的概念,从根本上改变了传统上的一些生物学概念,如孤立性的个体（individuality）概念。基因组测序和高通量RNA技术分析揭示,动、植物与共生微生物的重要互作,打破了迄今为止生物个体的特征边界,挑战了这些学科的定义;共生不仅是一对一的互利共生关系,共生实际是多种共生模式的连续共生体。此外,植物-昆虫-微生物互作的三角关系;菌根-真菌-真菌内生细菌-植物的多方联盟等新关系的发现,更把生命科学推向了快速发展的方向。这些科学进展不仅对生物科学的遗传学、免疫学、进化、发育、解剖学和生理学的研究至关重要,拓宽了新的视野,而且对农业中生物制剂研发,人类微生物组的管理及调控,以及对发酵食品及工业微生物生产的设计和管理将产生积极影响。     

基于Illumina MiSeq测序技术对冰川棘豆(Oxytropis glacialis)不同组织内生菌多样性的研究

植物内生菌（Endophyte）在宿主植物组织中的分布规律是内生菌对外界适应的重要机制。基于Illumina MiSeq测序技术,对适应青藏高原极端环境的主要疯草植物-冰川棘豆叶和根组织中的内生菌16S rRNA、ITS rDNA进行高通量测序和生物信息学分析,通过明晰内生菌在冰川棘豆组织中的菌群结构、功能以及环境之间的关系,探讨了组织间内生菌的分布特征对冰川棘豆适应极端环境的可能影响。分析结果表明,冰川棘豆组织间共有菌属丰度占菌属总丰度90%以上,不同组织间形成了保守性内生细菌和特异性内生真菌共存的群落结构特点,植物组织结构和环境的影响可能为推动内生菌选择合适的组织生态位定植提供动力,其中土壤含水量显著影响内生细菌（R²=0.241,P=0.024）和内生真菌（R²=0.223,P=0.031）的组间Beta多样性,土壤pH值显著影响内生真菌（R²=0.571,P < 0.001）Alpha多样性丰富度指数,而环境因素对组织间存在显著差异的内生菌功能和营养型解释并不显著。综合认为,保守性与差异性的内生菌菌群结构和功能为植物不同组织适应极端环境提供帮助,这有利于冰川棘豆的生存与扩散。     

东北红松纯林菌根外生菌根真菌群落与环境因子的相关性

外生菌根是木本植物根系与真菌形成的共生结构,外生菌根真菌在红松等外生菌根树种的定植与森林生态系统的保持方面起到至关重要的作用。明确菌根系统内外生菌根真菌群落组成是揭示菌根共生机制的前提条件。本研究利用Illumina Hiseq测序平台对生长季内红松纯林内根围土壤及菌根样品ITS2区进行高通量测序,分析其外生菌根真菌群落结构随季节的变化规律,同时通过统计学的方法分析了红松根系微生态中外生菌根真菌群落结构组成变化与其他生物因素、非生物因素的相关性。结果如下：（1）从6月份到10月份,5个月的菌根样品测序共得到741个真菌OTUs,利用FUNGuild数据库分析,其中85个OTUs归类为外生菌根真菌,优势属（相对丰度>5）为蜡壳菌属Sebacina、乳牛肝菌属Suillus、Meliniomyces、红菇属Russula、棉革菌属Tomentella、须腹菌属Rhizopogon和缘腺革菌属Amphinema。6月份菌根中外生菌根真菌的多样性最大,显著高于其他月份。（2）红松林外生菌根真菌群落组成受到土壤pH、有效磷含量、有效钾含量和土壤有效氮含量的影响,它们与外生菌根真菌优势属相对丰度呈现正相关或负相关。（3）根围土壤内真菌是影响红松根系外生菌根真菌相对丰度的另一重要因素,其中,包括普可尼亚属Pochonia、产丝齿菌属Hyphodontia、镰刀菌属Fusarium、Collembolispora、枝穗霉属Clonostachys、Apodus、鹅膏属Amanita在内的土壤真菌与根内外生菌根真菌的相对丰度呈线性关系。同时,超过85%的根内外生菌根真菌与同一取样地的土壤共有,可以认为侵染和扩散是红松根内外生菌根真菌群落形成的主要方式,同时兼有植物根系的选择,因为根内并不包括所有土壤中存在的外生菌根真菌,其机制需要进一步人工模拟试验验证。