氮源和真菌诱导子对铁皮石斛原球茎悬浮培养的影响

利用正交实验设计研究不同种类和浓度的氮源对铁皮石斛原球茎生长的影响,利用完全随机实验设计研究不同真菌诱导子对铁皮石斛原球茎生长和多糖积累的影响.结果表明硝态氮促进铁皮石斛原球茎鲜重和干重的增加( P ＜0.05);铵态氮促进铁皮石斛原球茎鲜重增加( P ＜0.05).无论鲜重还是干重,硝态氮和铵态氮的影响均不存在互作,最佳组合为:67-V培养液 100 mg/L (NH4)2SO4 800 mg/L KNO3 30 g/L蔗糖 200 g/L马铃薯提取汁.F检验的结果表明,14种真菌诱导子对铁皮石斛原球茎生物量的增加(鲜重与干重)均无显著性影响( P ＞0.05).但与对照铁皮石斛原球茎的多糖含量相比,真菌诱导子g6、g14、g5、g4处理可使其多糖含量分别提高14%、9%、6%、4%.本研究获得了有利于铁皮石斛原球茎生长的硝态氮和铵态氮的最佳搭配方案以及有利于铁皮石斛原球茎积累多糖的四种真菌诱导子,表明通过液体悬浮培养生产铁皮石斛原球茎及其多糖成分具有较好的开发应用前景.     

铁皮石斛组培苗菌根真菌接种效应

本研究以铁皮石斛无菌组培苗为材料,通过接种菌株建立组培苗菌根共生培养体系,对接种共生的组培苗各生长阶段进行比较研究,以探讨接菌菌株对无菌组培苗生长的影响并筛选出最佳菌株,为铁皮石斛快速优质繁殖提供思考和借鉴。结果表明:D1菌株、D2菌株和D3菌株对铁皮石斛无菌组培苗地上部分生长和根系生长均有明显促进作用,组培苗D1、D2、D3处理的平均鲜重增长率分别比对照组(CK)高27.4%、9.8%、19.7%,与CK相比差异均达极显著水平(p0.01);组培苗D1、D2、D3、D5处理的根增长率分别比CK高23.1%、34.7%、49.1%、36.5%,与CK相比较差异达极显著水平(p0.01)。除了D4以外的大多数菌株可明显促进铁皮石斛组培苗叶片光合色素的累积,为植物生长提供充足的营养物质,进而促进组培苗的生长。     

石斛属植物茎部总RNA提取方法的研究

获得快速提取高质量石斛属植物茎总RNA的方法,为深入开展分子生物学研究奠定基础。采用7种方法提取铁皮石斛茎总RNA,凝胶电泳和紫外分光光度法检测质量,筛选最佳方法,并对方法进行验证。结果显示,经过比较,用改良华越洋多糖多酚试剂盒法(M7)提取的铁皮石斛茎总RNA的完整性、浓度和纯度均最好。用M7提取铁皮石斛、金钗石斛、鼓槌石斛、球花石斛和重唇石斛的茎总RNA,以及提取不同生长条件(温室和大棚种植)和不同生长时间(大棚生长3个月、1年和2年)铁皮石斛的茎总RNA,所获样品的完整性、浓度和纯度均符合质量要求。M7操作简便,结果重复性好,适于石斛属植物茎总RNA的提取。     

温度对铁皮石斛生长及生理特性的影响

通过不同温度下的控制实验,研究了铁皮石斛光合作用与生长对温度的响应,以期为铁皮石斛的栽培提供理论依据。温度对铁皮石斛的光合速率（Pn）有明显影响,30℃处理的植株具有最高的饱和光合速率（Pmax）,其较高的光合速率与RuBP电子传递速率与羧化速率间相对平衡有关。温度对铁皮石斛茎的生长及多糖含量有明显影响,20℃处理的石斛多糖含量显著性的高于其他两个处理,而茎长、茎节数、茎鲜重等则是在30℃下最高。结果表明,30℃的温度对铁皮石斛的光合作用较为适宜,但在20℃条件下植株具有更高的多糖含量。     

不同栽培方式的铁皮石斛根、茎中内生细菌多样性及其抑菌活性研究

【目的】分析树干仿生栽培和大棚种植的铁皮石斛根、茎中内生细菌的组成与分布,并挖掘潜在的微生物资源及功能。【方法】利用Illumina MiSeq高通量测序技术,对不同栽培方式铁皮石斛根、茎中免培养内生细菌丰富度及多样性进行比较分析;通过传统的内生菌分离法以及16S rRNA基因测序技术对可培养内生细菌进行分离鉴定;采用滤纸片法筛选拮抗石斛病原菌的内生菌株。【结果】高通量测序分析中内生细菌以Pseudomonas(30.52%)为主,其次是Mycobacterium(10.22%)以及Brachybacterium(8.32%),树干仿生栽培石斛内生细菌组成丰富度及多样性高于大棚种植,石斛根中内生细菌组成丰富度及多样性高于石斛茎。可培养内生细菌中Bacillus(18.37%)所占比例最高,其次是Curtobacterium (8.16%),同时筛选得到8株具有抑制石斛病原菌活性的菌株。【结论】铁皮石斛中蕴含着丰富的内生细菌资源,菌群组成和分布受其不同栽培方式和组织部位的影响。此外,筛选得到8株具有抑制病原菌活性的菌株,表明铁皮石斛内生细菌代谢产物具有抗菌活性。本试验对铁皮石斛内生细菌多...     

硝酸镧和兰科菌根真菌对铁皮石斛生理特性的影响

利用盆栽的方式研究了不同硝酸镧水平(0、1.0、3.0、5.0和7.0mg·L-1)下接种兰科菌根真菌对铁皮石斛生物量、多糖和蛋白质合成的影响,并分析了叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的变化,以探讨硝酸镧和兰科菌根真菌对铁皮石斛生理特性的影响。结果表明:(1)添加适量的硝酸镧有利于菌根真菌侵染和菌根发育,提高铁皮石斛幼苗生物量。(2)在接种菌根真菌的同时添加5.0mg·L-1的硝酸镧,铁皮石斛的根重、茎叶重和总生物量均达到最大,分别是未添加硝酸镧以及未接种对照组的4.26倍、4.98倍和4.87倍,其菌根侵染率也高达92.8%;而且可显著提高叶片中叶绿素含量,并显著降低细胞内的丙二醛含量。(3)在适量(5.0mg·L-1)的硝酸镧水平下接种菌根真菌能促进铁皮石斛幼苗多糖和蛋白质的合成,并显著提高细胞内SOD、CAT和POD活性。研究认为,菌根真菌与适宜浓度硝酸镧(5.0 mg·L-1)联合使用能显著促进铁皮石斛菌根的形成,增强植株的生理活性和适应能力,提高其生物量和多糖等活性成分的积累,有效改善铁皮石斛的药用品质。     

铁皮石斛茎多糖、木质素积累规律及木质素单体类型鉴定

以不同年份铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)的茎为材料,对其进行多糖、单糖以及木质素含量的测定以及多元线性回归分析,同时对铁皮石斛的茎进行番红-固绿和M?ule染色,并利用FTIR、1 H-NMR技术对铁皮石斛茎中木质素单体的类型进行鉴定.结果显示,铁皮石斛茎木质素的积...     

解磷菌剂对海滨盐土有效磷含量及耐盐油料植物生长的影响

利用菌根真菌(AM菌)和本实验室在互花米草群落盐土中发现的一种特有优势真菌毛霉(Mortierella sp.)研制的解磷菌剂,以海滨盐土为基质进行盆栽试验,研究了菌剂对海滨盐土的有效磷含量的影响.结果表明:混合施用AM菌剂和毛霉菌剂后,蓖麻的株高、茎粗、鲜质量、干质量以及叶片叶绿素含量,较对照(CK)分别增加了110.0%、48.8%、85.9%、112.0%和67.6%,土壤有效磷含量较CK增加了52.9%,与CK间差异均达极显著水平,同时显著高于单施2种解磷菌剂的处理,单施2种解磷菌剂的处理间无显著性差异;海滨锦葵的株高、茎粗、鲜质量、干质量以及叶片叶绿素含量,较CK分别增加了45.4%、85.5%、200.0%、157.0%和83.4%,土壤有效磷含量较CK增加了89.0%,与CK相比差异达极显著水平,显著高于单施菌剂的处理,而单施毛霉菌剂后土壤有效磷显著高于单施AM菌剂;2种解磷菌剂在促进蓖麻和海滨锦葵生长的同时,有提高海滨盐土有效磷含量的作用,而且2种菌剂混合施用效果最佳,对于提高中国盐土磷资源利用率以及促进盐土农业生产的持续发展具有重要实践意义.     

美花石斛菌根真菌接菌方式与接种效应初步研究

自然条件下,兰科菌根真菌的共生对于兰科植物种子萌芽和植株生长是必不可少的。为探讨有益共生真菌对兰科植物生长的促进作用,特别是在实验室环境下接菌方式的改变与接种效应直接的联系,本研究从野生美花石斛(Dendrobium loddigesii Rolfe.)新鲜营养根中分离、筛选出3种菌根真菌（M1、M2和M3）,采用单一接菌和混合接菌的接种方式,分析3个菌株及其不同接种方式对美花石斛生长的影响。研究得到优势菌株M1和M3,并证实混合接菌对美花石斛的生物量增长具有较好的正效应,两两混合接种方式M1-M2、M2-M3及3个混合接种方式M1-M2-M3均能较好的促进美花石斛生物量的积累。充分发挥混合接菌对兰科植物生长发育所产生的效能,提高生产效率,具有较强的现实意义。     

铁皮石斛疫病及其病原菌

铁皮石斛疫病2001年发现在浙江义乌栽培田间,是由疫霉菌引起的。在田间,疫霉菌侵染茎基部,引起当年移植苗根腐、植株枯萎和死亡,但侵染2-3年植株幼嫩顶部仅引起顶枯症状。通过对病原菌形态学、交配型的观察,以及核糖体DNAITS序列分析,侵染铁皮石斛的5个分离菌株被鉴定为烟草疫霉菌Phytophthora nicotianae。致病性试验表明,铁皮石斛是烟草疫霉菌的寄主。     

铁皮石斛疫病及其病原菌

铁皮石斛疫病2001年发现在浙江义乌栽培田间,是由疫霉菌引起的。在田间,疫霉菌侵染茎基部,引起当年移植苗根腐、植株枯萎和死亡,但侵染2-3年植株幼嫩顶部仅引起项枯症状。通过对病原菌形态学、交配型的观察,以及核糖体DNA ITS序列分析,侵染铁皮石斛的5个分离菌株被鉴定为烟草疫霉菌Phytophthora nicotianae。致病性试验表明,铁皮石斛是烟草疫霉菌的寄主。     

转录组和代谢组分析瘤菌根菌对铁皮石斛的促生机制

为筛选出促进铁皮石斛(Dendrobium officinale)生长的差异表达基因和差异代谢物,对瘤菌根菌与无菌盆栽铁皮石斛苗共生后形成的侧根根系进行转录组、代谢组和双组学联合分析。结果表明,转录组分析共找到262条差异表达基因富集到了35条通路中,其中内质网蛋白质加工通路途径的差异基因最多,其次为氨基糖和核苷酸糖代谢通路。代谢组分析共检测出194个差异代谢物富集到33个KEGG通路中,其中代谢途径的差异代谢物最多有133个,其次为不同环境的微生物代谢途径的差异代谢物有70个。通过联合分析,有9个差异基因的差异表达导致丝氨酸、谷氨酸、D-甘露糖和激素等代谢物的积累量发生变化,这可能是瘤菌根菌促进铁皮石斛生长的重要原因。因此,推测瘤菌根菌促进铁皮石斛生长与氨基酸、糖、植物激素的积累及相关基因的表达变化有关。     

共生真菌对兰科植物种间杂交后代种子萌发的效应

石斛属(Dendrobium)植物在种子共生萌发过程中与真菌有着较为专一的共生关系,为探讨这种共生关系在种间杂交后代上的进化和适应,深入理解兰科植物和真菌共生关系的形成机制,该研究利用能有效促进铁皮石斛(Dendrobium officinale)和齿瓣石斛(D.devonianum)种子萌发形成幼苗,并具有较强专一性的胶膜菌属(Tulasnella)真菌SSCDO-5和瘤菌根菌属(Epulorhiza)真菌FDd1,开展真菌对铁皮石斛和D. tortile种间杂交种子萌发效应的研究。结果表明,在真菌与种子共生培养68天时,SSCDO-5菌株和FDd1菌株都能有效地促进杂交种子形成原球茎和幼苗,两个接菌处理之间无显著差异,来源于铁皮石斛的SSCDO-5菌株不但没有表现出优势,反而在杂交石斛幼苗形成率上低于来源于齿瓣石斛的FDd1菌株(SSCDO-5:(22.13±6.62)%; FDd1:(29.53±5.51)%); SSCDO-5菌株和铁皮石斛在幼苗形成和发育阶段的共生专一性并没有在杂交后代上得到遗传或表现,或者说是杂交打破了这种专一性的共生关系,使得杂交后代能够和不同的真菌建立新的共生关系。该结果不支持关于共生真菌专一性是石斛属植物杂交后代形成的重要限制因素的假设,推测石斛属植物在幼苗分化和发育阶段与真菌这种专一性的共生关系是在适应特定生态环境的过程中形成和建立的。     

外生菌根菌对樟子松苗木生长的影响

以内蒙古大兴安林樟子松分布区较典型的6个乡土菌种与本实验室从法国引进的宿主范围较广的2个菌种及内蒙古地区分布广泛的土生空团菌为研究对象,采用固体和液体两种菌剂类型,对出苗30d左右的樟子松实生苗进行外生菌根菌接种试验,接种130d后观察菌根侵染情况及生长特性,同时对菌根化的樟子松苗木进行自然干旱胁迫,研究外生菌根菌接种对樟子松苗木生长及抗逆性的影响。结果显示:(1)5个乡土菌种和1个法国引进菌种均能够与樟子松实生苗共生菌根,菌根化苗木较对照的苗高增长10.5%～111.4%、地茎增长4.55%～92.8%、苗木干重增加6.8%～184.5%,且固体菌剂效果优于液体菌剂。(2)在干旱胁迫下,菌根化苗木叶绿素含量较对照增加5.82%～36.92%、净光合速率提高120.2%～217.03%,叶片推迟10.3～25h出现萎蔫,临界致死时间推迟13.8～38.2h。(3)接种菌种厚环乳牛肝菌和点柄乳牛肝菌的苗木菌根侵染率、苗木生长量、干旱胁迫下各项生理指标均显著优于其他菌种和对照。研究表明,樟子松实生苗菌根化对苗木生长有明显的促进作用,能够提高苗木对干旱胁迫的抵御能力;厚环乳牛肝菌和点柄乳牛肝菌是有潜在研究和应用价值的优良菌株,这两个菌株的固体菌剂可用于樟子松菌苗生产。     

铁皮石斛种子的室内共生萌发

由于人为的采挖和原生境的破坏,使得铁皮石斛野生资源已濒临灭绝。因此,保护铁皮石斛野生资源及其生境,加快其野生资源的繁殖显得非常重要。以铁皮石斛种子(TTC染色显示种子生活力为77.65%)为材料,与分离自2种野生兰科植物根部的4株共生真菌 (C20来自铁皮石斛,L12,L24b 和 L28来自美花石斛)在燕麦培养基上进行共生萌发。经过18周的共生培养,4株真菌均不同程度地促进了铁皮石斛种子的萌发,其中菌株L24b (Epulorhiza)和L28 (Epulorhiza)显著提高了种子的萌发率,分别比对照高出26.51%和12.20%,但未形成幼苗,只是处于原生分生组织阶段(阶段3);菌株C20(Epulorhiza)和L12 (Alternaria) 虽没有显著提高种子的萌发率,但对原球茎的发育和幼苗的生长有明显的促进作用;而对照的种子仍然处于膨大转绿期,即萌发阶段(阶段2)。同时发现,TTC染色显示的铁皮石斛种子生活力要高于种子共生萌发的萌发率(除了菌株L24b)。研究结果表明:种子生活力染色检测的活力值只代表种子所具有的潜在的萌发能力,而不能代表实际的萌发率。在异地条件下,铁皮石斛与共生真菌间没有严格的专一性,可以与瘤菌根菌属、链格孢属真菌形成共生关系。菌株C20和L12能促进萌发后的种子进一步分化成幼苗。这两个菌株为铁皮石斛的人工优质栽培和野外种群的建立提供了可能。     

四种添加物对铁皮石斛原球茎生长及多糖含量的影响

为探讨铁皮石斛(Dendrobium officinale)培养基中添加物的作用,在1/2MS培养基中加入椰肉、甘蔗渣、香蕉皮和麦麸等4种添加物,研究不同浓度添加物和培养时间对原球茎生长和多糖含量的影响。结果表明,4种添加物对铁皮石斛原球茎的增殖、分化和多糖含量均有一定影响,其中添加15.0 g L–1甘蔗渣,培养60 d能明显促进铁皮石斛原球茎的增殖与分化(146.1%);而添加20.0 g L–1甘蔗渣,培养40 d能显著提高铁皮石斛原球茎多糖含量(50.4%)。这说明甘蔗渣是培养铁皮石斛原球茎的适宜添加物,既能促进铁皮石斛原球茎的生长发育,还能降低生产成本。     

铁皮石斛种植技术体系

铁皮石斛是我国濒临灭绝的珍贵中草药,关于种植铁皮石斛的系统技术研究还鲜见报道。本文研究了铁皮石斛苗期栽培基质的筛选、不同附主树种和种植高度、不同林分郁闭度对林下铁皮石斛附生生长的影响以及林下种植石斛对附主树种生长的影响等。结果表明:(1)综合瓶苗移栽成活率、株高、茎长、茎粗以及生物量等生长指标,铁皮石斛的苗期栽培的理想基质为等体积混合基质(松树皮+花生壳+马占相思树皮);(2)不同树种和附生部位对铁皮石斛的株高生长、茎粗、生物量等影响差异显著,但两者没有交互作用。附生60 d时,郁闭度大的杨桃最优,120 d开始,檀香迅速表现出绝对优势,各树种均为中部(1.2~1.5 m)最适附生,马占相思附生的石斛生物量最大。檀香、马占相思和降香黄檀的综合评价显著优于龙眼和杨桃;(3)铁皮石斛附树种植在林分郁闭度为30%~50%,光照入射强度为空地的62.5%左右对其生长最为有利;(4)附树种植铁皮石斛可以显著增加附主胸径。综合认为,在华南地区种植铁皮石斛,选择混合基质(松树皮+花生壳+马占相思树皮)为筛苗基质,附生林分郁闭度为30%~50%的檀香或降香黄檀树干中部是值得推广"以林养林"的复合经营模式。     

铁皮石斛组织培养及试管苗营养器官和原球茎的结构观察

以铁皮石斛的茎尖为外植体,诱导产生原球茎,进一步培养形成幼苗.结果表明:原球茎诱导以1/2 M S+6-BA 0.3 m g.L-1+KT 0.1 m g.L-1+LH 1.0 g.L-1为最优,而生根培养以M S+NAA 0.05 m g.L-1+KT0.1 m g.L-1+叶酸2.0 m g.L-1+L a稀土10 m g.L-1为佳.对铁皮石斛试管苗营养器官及原球茎的解剖学研究表明,根由复表皮、皮层和维管柱组成,皮层发达,初生木质部五原型,中央具髓;茎由表皮、基本组织和散生维管束构成;叶为等面叶,在上下表皮处分布有厚壁组织;原球茎是由顶端分生组织后面的薄壁细胞脱分化形成胚性细胞经球状胚发育而来.     

铁皮石斛花总RNA提取方法的比较研究

为筛选铁皮石斛(Dendrobiumofficinale)花总RNA提取方法,对8种提取方法进行了比较研究,包括改良CTAB-LiCl法(M1)、改良CTAB-异丙醇法(M2)、改良SDS-LiCl法(M3)、改良SDS-异丙醇法(M4)、多糖多酚植物RNA提取试剂盒法(M5)、柱式植物RNAout 2.0试剂盒法(M6)、RNAprep Pure多糖多酚植物总RNA提取试剂盒法(M7)和Biospin多糖多酚植物总RNA提取试剂盒法(M8)。结果表明,以M4和M5提取的总RNA带型清晰,完整性好,A260 nm/A280 nm为1.8～2.0,A260 nm/A230 nm大于2.0,RNA产率分别为(159.45±1.45)和(170.84±3.53)μg/g。利用M4、M5提取霍山石斛、金钗石斛、鼓槌石斛和美花石斛花的总RNA,样品的完整性、浓度和纯度均符合质量要求。以M4、M5提取的铁皮石斛总RNA为模板,扩增Actin基因片段,扩增产物大小与预期一致且条带单一。这说明M4、M5方法操作简便,结果重复性好,能够较好地提取石斛属植物花的总RNA。     

共生真菌对兰科植物种间杂交后代种子萌发的效应

石斛属(Dendrobium)植物在种子共生萌发过程中与真菌有着较为专一的共生关系, 为探讨这种共生关系在种间杂交后代上的进化和适应, 深入理解兰科植物和真菌共生关系的形成机制, 该研究利用能有效促进铁皮石斛(Dendrobium officinale)和齿瓣石斛(D. devonianum)种子萌发形成幼苗, 并具有较强专一性的胶膜菌属(Tulasnella)真菌SSCDO-5和瘤菌根菌属(Epulorhiza)真菌FDd1, 开展真菌对铁皮石斛和D. tortile种间杂交种子萌发效应的研究。结果表明, 在真菌与种子共生培养68天时, SSCDO-5菌株和FDd1菌株都能有效地促进杂交种子形成原球茎和幼苗, 两个接菌处理之间无显著差异, 来源于铁皮石斛的SSCDO-5菌株不但没有表现出优势, 反而在杂交石斛幼苗形成率上低于来源于齿瓣石斛的FDd1菌株(SSCDO-5: (22.13 ± 6.62)%; FDd1: (29.53 ± 5.51)%); SSCDO-5菌株和铁皮石斛在幼苗形成和发育阶段的共生专一性并没有在杂交后代上得到遗传或表现, 或者说是杂交打破了这种专一性的共生关系, 使得杂交后代能够和不同的真菌建立新的共生关系。该结果不支持关于共生真菌专一性是石斛属植物杂交后代形成的重要限制因素的假设, 推测石斛属植物在幼苗分化和发育阶段与真菌这种专一性的共生关系是在适应特定生态环境的过程中形成和建立的。