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.     

实验室条件下五唇兰菌根真菌专一性研究

利用从高原温带兰科植物菌根中获得的22个菌根真菌菌株, 对五唇兰(Doritis pulcherrima)进行了室内种子萌发、原球茎分化和组培苗回接试验, 从交叉回接的角度对附生兰科植物与菌根真菌的生理专一性进行了探讨。经过20周的共生培养, 只有编号为Cf1和Mm1的两个菌株使种子表现出种胚明显膨大的萌发迹象; 9个菌株能够促使原球茎较好地分化发育出根叶; 11个菌株处理苗的平均鲜重增长率高于对照组(156.25%), 其中Mm1的效果达到极显著水平(p = 0.01)。通过根切片显微观察, 在原球茎分化根和回接效果良好的处理苗的根皮层组织发现典型的菌丝团结构, 表明菌根体系已成功建立。温带地生兰菌根真菌对五唇兰种子萌发、原球茎发育和幼苗生长等3个重要生长阶段影响的试验显示, 五唇兰的种子和菌根真菌的共生萌发效果不佳, 而原球茎及幼株更容易与之建立良好的共生关系。同时, 也没有发现同一个真菌菌株能够对五唇兰的种子、原球茎和幼苗均产生促进作用。研究结果表明, 五唇兰的菌根真菌专一性因生理生长阶段的不同而存在差异。     

蝴蝶兰原球茎增殖分化影响因子探讨

采用3个月胚龄的种胚播种形成的原球茎,初代培养时间在2.5~3个月之间换瓶转接,原球茎生长状况较好,分化形成的芽苗生长健壮;以1/2MS为基本培养基培养30d,原球茎增殖率达332%,MS培养基更有利于分化,培养2个月分化发芽率达90.6%;附加不同细胞分裂素原球茎的增殖率为6-BA >KT >Ad+KT >Ad;NAA浓度在0~1.0mg/L,对原球茎增殖分化影响不明显。     

指数施肥对白桦裸根苗生长动态、生物量分配及光合作用的影响

设定常规施肥(CF)、指数施肥(EF)和1.5倍指数施肥(EF1.5)3种施肥处理研究不同氮素施入方法和剂量对白桦1年生裸根苗生长(苗高、地径、生物量)动态、生物量分配、相对生长速率(RGR)和光合作用的影响。研究结果表明:(1)3种处理苗木生长前期苗高、地径和生物量均无显著差异,生长后期EF与EF1.5显著高于CF(P<0.05),EF与EF1.5间差异不显著(P>0.05);(2)生长结束时,EF、EF1.5处理苗高分别比CF高18.2%和25%(P>0.05),地径分别比CF高11.2%和5.8%(P<0.05),单株生物量分别比CF高41.5%和25.4%(P<0.05);(3)EF与EF1.5处理苗木的茎、叶、根生物量均显著高于CF,各处理间苗木的根冠比差异不显著(P>0.05);(4)EF1.5处理和EF处理苗木苗高、地径及生物量相对生长速率(RGR)均显著高于CF处理(P<0.05),而EF1.5处理和EF处理间仅生物量相对生长速率达到显著水平,且EF>EF1.5(P<0.05);(5)苗木生长高峰期,EF处理提高了苗木叶片的光合能力。EF处理苗木叶面积高于CF处理16.8%(P<0.05),叶绿素含量及光合速率较CF处理分别提高了4.5%(P>0.05)、5.0%(P>0.05)。EF、EF1.5处理常规施肥处理促进了苗木生长和生物量积累,二者促进效果类似,认为EF为最佳的施肥处理。     

墨兰原球茎生长的研究

以墨兰种子胚经培养诱导萌发形成的原球茎为材料,研究其生长的最适条件。结果表明：最佳基本培养基是ＭＳ培养基;ＮＡＡ０．５ｍｇＬ＋ＢＡ１．０ｍｇＬ－１有利于生长和分化;在培养基中加入１％蔗糖和０．１％活性炭最有利于原球茎生长;ｐＨ５．０偏酸环境适合于生长;每天给予１５．５ｕｍｏｌｍ－２Ｓ－１１６ｈ的光照最佳。如将上述单因子组合在一起,其原球茎鲜重增长率比对照（ＭＳ培养基）高４６％。在不同切割方式中,掰开法鲜重增长率比纵切法或横切法都高。     

乳糖诱导植物甜蛋白des-pGlu1-Brazzein在大肠杆菌中的表达

构建了植物甜蛋白des-pGlu1-Brazzein高效表达的工程菌株,对其乳糖诱导条件进行了优化。乳糖浓度、诱导时间和诱导温度对菌株生长和目的蛋白表达的试验结果显示,高浓度乳糖对菌株生长有抑制作用（P<0.01）,对目的蛋白的表达无显著影响(P>0.05),时间延长对于菌株生长有利（P<0.01）,对目的蛋白的表达因温度不同而不同。进一步的研究表明,以0.5% 乳糖在28℃～30℃诱导4h对菌株生长和目的蛋白的表达有利,目的蛋白的表达量可达20%左右。     

乳糖作为诱导剂对人β-防御素3蛋白表达的影响*

对人β-防御素3基因工程菌株BL21-pET-hBD3的乳糖诱导条件进行了研究。乳糖浓度、诱导时间和诱导温度对菌株生长和目的蛋白表达的试验结果显示,高浓度乳糖对菌株生长有抑制作用(P<0.01),对目的蛋白的表达无显著影响(P>0.05),延长诱导时间对菌株生长有利(P<0.01),但对蛋白的表达无显著影响(P>0.05)。以0.5%乳糖在37℃诱导4h对目的蛋白的表达有利,目的蛋白的含量可达28.1%。控制好诱导条件,乳糖与IPTG的     

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。     

铁皮石斛同源四倍体工厂化快繁工艺研究

以实验室前期诱导的铁皮石斛四倍体为研究材料,利用气孔、叶绿体、染色体计数及流式细胞仪等方法,对铁皮石斛同源四倍体株系的纯合性进行鉴定,在此基础上利用茎段扩繁和原球茎诱导、增殖、分化两种方案比较增殖效率,并对原球茎的倍性稳定性进行再鉴定。结果表明：（1）实验室的‘花自 2’株系为纯合同源四倍体。（2）茎段扩繁最佳增殖培养基为MS＋2.0 mg/L 6 BA+0.5 mg/L NAA+15%香蕉汁,茎段诱导原球茎最佳培养基为MS+1.0 mg/L 6 BA+0.5 mg/L NAA+0.2 mg/L KT,诱导率达到76.66%;原球茎增殖最佳培养基为MS+1.0 mg/L 6 BA+0.5 mg/L NAA+15%马铃薯提取液,原球茎分化最佳培养基为1/2 MS+0.5 mg/L 6 BA+20%马铃薯提取液,原球茎分化率达到85.70%;生根最佳培养基为1/2 MS＋0.5 mg/L NAA＋15%香蕉汁,生根率达到92.77%。（3）原球茎根尖鉴定结果表明,诱导的倍性可以稳定遗传。（4）瓶苗移栽的最佳炼苗时间为5 d,移栽成活率达92.30%。该试验建立了铁皮石斛同源四倍体株系新的快繁技术体系,为四倍体试管苗的工厂化生产和推广奠定了技术基础。     

铁皮石斛原球茎常温保存研究

以铁皮石斛原球茎为材料,通过不同培养基、蔗糖浓度、继代周期、保存时间等多种因素对原球茎在保存过程中增殖生长和分化成苗的影响,进行铁皮石斛原球茎常温保存的研究。结果表明:铁皮石斛原球茎常温((25±2)℃)保存的适宜培养基为1/2MS、蔗糖浓度为1%,继代周期可达10个月;原球茎在5年内能保持分化和增值能力,随着保存年限的增加,分化率越来越低,可通过复壮和成苗培养提高分化成苗率。     

菌根真菌对白及种子萌发和幼苗生根的作用

自然条件下,兰科植物需要依赖菌根真菌获得营养才能萌发。本研究对白及根和原球茎中分离的4株菌根真菌（WQ17-33、WQ17-43、JST-3和SL15-7）进行分子鉴定,并评价光照和黑暗条件下不同菌株促白及种子萌发和幼苗生根的效果。结果表明,4个菌株分别隶属于鬼伞属Coprinus、胶膜菌属Tulasnella、腊壳菌属Sebacina和Serendipita。在种子萌发前期（未形成叶子）进行暗培养较光照对菌株JST-13和SL15-7处理组原球茎阶段萌发具有显著的促进作用。不同菌株共生萌发效果不同,菌株SL15-7较其他处理原球茎和幼苗发育阶段的萌发率高。菌株JST-13和SL15-7处理组形成的幼苗较其他处理组强壮,定殖的菌丝团也较多,其幼苗生根效果也较对照组好。该研究表明白及可与多种不同类群的菌根真菌菌株形成共生关系,这些真菌在促进白及种子萌发和生根能力方面存在差异。     

寡糖素对丹参发根发生和丹参酮合成的影响

从不同来源的真菌材料中制备诱导子,用它们刺激丹参发根,分别研究了不同浓度的串珠镰孢菌寡糖素对发根生长和不同的酵母诱导物对总丹参酮合成的影响。结果表明,除酵母提取液的酒精沉淀物以外,所有的真菌诱导物普遍引起丹参发根根尖不同程度地膨大。另外串珠镰孢菌寡糖素能显著促进发根生长,其中以50ms／L的诱导浓度效果最明显,与对照相比。丹参发根生物量增加了50．46％;酵母诱导物不同程度地促进发根丹参酮的合成,其中以商品酵母粉酒精沉淀物作用最强,确定酵母诱导物对丹参发根的主要有效成分是低聚糖。     

Gibberellin production by pure cultures of a new strain of <Emphasis Type="Italic">Aspergillus fumigatus</Emphasis>

Fungal endophytes produce a variety of favorable metabolites for plant growth and survival, but there is limited information on their gibberellin (GA) production capacity. In the current study, we isolated eight endophytic fungi from the roots of a drought stressed soybean cultivar Hwangkeumkong, and screened them on waito-c rice for plant growth promotion. Seven fungal isolates promoted plant growth, while one inhibited it. The culture filtrate (CF) of fungal isolate HK-5-2 provided the best results for growth promotion and was thus bioassayed on soybean. HK-5-2 CF enhanced plant length, plant fresh and dry weight and endogenous bioactive GA₁ and GA₄ contents of soybean as compared to control. The GA analysis of HK-5-2 CF showed the presence of bioactive GA₃ (8.38 ng/ml), GA₄ (2.16 ng/ml) and GA₇ (1.56 ng/ml) in conjunction with physiologically inactive GA₅, GA₁₉ and GA₂₄. Gibberella fujikuroi was used as positive control during this experiment. The fungal isolate HK-5-2 was identified as a new strain of Aspergillus fumigatus through molecular and phylogenetic analysis of 18S and 28S rDNA sequences.     

Induced resistance by the mutualistic endophyte, Fusarium oxysporum strain 162, toward Meloidogyne incognita on tomato

The non-pathogenic endophytic fungus, Fusarium oxysporum strain 162, originally isolated from the endorhiza of tomato roots, reduces damage caused by Meloidogyne incognita, by inhibiting juvenile penetration of and development in the root. However, little is known about the mode of action of this endophyte fungus against the nematode. This study aimed at investigating how the endophyte affects nematode motility and survival and if induced resistance plays a role in the relationship. In a previous study, F. oxysporum strain 162 decreased nematode penetration of tomato up to 60%. In experiments using a split-root chamber to test for induced resistance, nematode penetration, number of galls, and number of egg masses were investigated 2 and 5 weeks after nematode inoculation. Split-root plants treated with F. oxysporum strain 162 showed 26-45% less nematode penetration, 21-36% less galls and a 22-26% reduction in the number of egg masses in the roots not directly inoculated with the fungus when compared to untreated control plants in repeated tests. In conclusion, inoculation of tomato plants with the non-pathogenic fungal endophyte F. oxysporum strain 162 resulted in a signficant reduction of nematode infection, which was in part due to induced resistance in the first 2-3 weeks after fungal inoculation.     

胡杨组织培养叶片及插穗毛状根发生

胡杨(Populus euphratica)是唯一分布在干旱沙漠地区的高大乔木, 根蘖能力强, 但自然条件下插穗难以生根, 扦插繁殖困难。该文研究发根农杆菌菌株ATCC11325诱导胡杨发根, 菌液浓度为OD₆₀₀=0.4, 添加100 mg·L^-1乙酰丁香酮, 叶片切段划伤预培养后侵染10分钟, 培养20天, 在叶片创伤部位诱导发生无向性的健壮毛状根; 浸染肉质根插穗, 须根发生和植株成活率从20%提高到60%, 且地上部分分枝多, 生长茂盛。该发根农杆菌菌株显著促进胡杨插穗生根成活。     

Baicalin production in transformed hairy root clones ofScutellaria baicalensis

A transformed hairy root clone ofScutellaria baicalensis was established following infection withAgrobacterium rhizogenes ATCC15834. Three root clones ofS baicalensis were selected by growth habit and baicalin content. The most active strain-the SR-03 clone-was examined for its growth and baicalin content under various culture conditions. The root growth and baicalin content were maximized in a Schenk and Hildebrandt medium supplemented with 4 and 6% sucrose, respectively. The accumulation of baicalin in transformed hairy roots was enhanced through exposure to various elicitors. Elicitation was attained by the addition of methyl jasmonate, salicylic acid, and various concentrations of fungal cell wasll elicitors to the medium. The accumulation of baicalin in the elicited cultures ranged from 10.5 to 18.3 mg/g dry weight of the roots, which was 1.5-to 3-fold the amount attained in controls.     

Sesame hairy root cultures for extra-cellular production of a recombinant fungal phytase

Sesame (Sesamum indicum L.) hairy roots were transformed with a fungal (Aspergillus) phytase and their culture conditions were surveyed for the extra-cellular production of the recombinant phytase protein in shake flasks. Kanamycin resistance of sesame hairy roots was observed at 50 μg ml⁻¹ kanamycin sulfate and southern hybridization analysis confirmed the existence of the phytase gene in the hairy root genomic DNA. The continuous dark condition was more effective for both the root growth and phytase production than light. Slightly higher root growth was determined at 30 °C than 26 °C in Murashige & Skoog (MS) medium supplemented with 3% sucrose, while the final phytase production was greatest in MS medium with 5 or 3% sucrose at both temperatures of 26 and at 30 °C. Among the culture media used, full-strength MS medium was exclusively efficient for production of the recombinant phytase. Most rapid increase rates in both the root growth and phytase production were detected at the 4th week of the culture periods and thereafter their rates began to decrease. Our results indicated that 5–6-week culture periods may be necessary for the maximal phytase production. Western analysis revealed that even though the phytase proteins expressed were measured with greater activities in the liquid medium than in the root tissues, they were still retained in the tissues.     

黑果枸杞不同组织内生真菌群落组成及生态功能分析

探究了新疆盐生植物黑果枸杞不同组织中内生真菌群落的组成及多样性,为深入研究盐碱、干旱等环境下内生真菌与宿主的互作机制,筛选和开发促生、防病和抗逆等功能的有益内生真菌资源提供科学依据。利用ITS高通量测序技术比较黑果枸杞不同组织真菌群落组成及差异,并采用FUNGuild数据库预测真菌群落生态功能。测序共获得高质量内生真菌序列354 058条,涉及291个OTUs,分属于9门、19纲、34目、50科、60属。α多样性指数分析表明,根、果中真菌群落多样性和丰富度程度较高,叶居中,花的多样性最低,茎的丰富度最低。对黑果枸杞内生真菌群落组成和优势菌群的分析表明,子囊菌门为优势菌门,花、叶、果、茎和根中相对丰度分别为86.85%、72.36%、75.97%、84.44%和85.02%。链格孢属为黑果枸杞植株中的核心属,不同组织中均有分布,在花、叶、果、茎和根中占比分别为85.41%、69.79%、47.07%、79.94%和36.97%。较优势的菌尚有枝孢属、枝顶孢属、新凸轮孢菌属、茎点霉属和楔孢黑粉菌属等真菌。这些菌多具有促生、抗逆等特性,在宿主对盐碱、干旱等极端环境的适应性方面有着潜在功能。各组织独有属的相对丰度均未超过1%。共有菌和独有菌在不同组织中的组成和相对丰度差异较大。经FUNGuild软件平台解析显示,黑果枸杞中病理-腐生-共生营养型的相对丰度最高,在花、叶、果、茎和根中分别为85.41%、69.84%、47.24%、79.98%和37.09%。果和叶中含多种相对丰度≥1%的条件致病菌,而根中腐生真菌种类较多。黑果枸杞中蕴含着功能丰富的内生真菌菌群,在不同组织中的组成及其生态功能差异较大,同时还含有大量未鉴定出种属和未定义的功能菌群,这些可为黑果枸杞功能菌群发掘提供数据参考。     

一株内生砖红镰刀菌促进烟草生长和增强青枯病抗性

课题组前期报道了一株对马铃薯具有促生防病作用的内生砖红镰刀菌Fusarium lateritium (FL617)。为拓展该菌株的应用范围,本研究以同为茄科作物的烟草为研究对象,探究了砖红镰刀菌对其生长和抗病的影响。结果表明,与对照组相比,处理组叶表面积、主根数、叶片数、叶绿素a和叶绿素b含量分别提高了5.0、3.9、1.4、1.3和1.3倍;该结果表明砖红镰刀菌对烟草具有促生作用。生测结果表明,砖红镰刀菌增强了烟草对青枯病的抗病性,其青枯病病情指数下降约30%。植物激素合成相关基因表达模式分析,发现处理组植物激素合成相关基因表达显著上调(1.6-39.9倍);用青枯病菌Ralstonia solanacearum感染寄主植物后分析其水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和R基因信号相关基因的转录模式,发现与对照组相比,处理组SA、JA相关基因均显著上调(1.2-8.3倍),仅有一个R基因显著下调(50%)。进一步用GFP标记的菌株进行荧光定殖观察,发现植物根系周围簇生着带有绿色荧光信号的真菌菌丝,表明砖红镰刀菌可以定殖于烟草根系。综上所述,推测砖红镰刀菌F. lateritium能够通过定殖于烟草根系介导植物激素、免疫防御相关基因的表达从而影响植株的生长发育和抗病性。