我国蜜环菌分类单元间菌索的相互作用

蜜环菌菌索是天麻生长的主要营养来源,而蜜环菌生物种菌索之间可能存在种间相互作用,因此天麻栽培时蜜环菌种的混用可能对天麻的产量产生影响。为揭示我国蜜环菌分类单元间菌索的相互作用,以我国8个蜜环菌分类单元为研究对象,通过研究其共同培养时整体及单侧菌索的生长速率和单位长度内生长尖端个数来研究其菌索间的作用特性。结果表明：两者间相互拮抗的有CBS D-CBS F;仅有一个蜜环菌菌索未受到影响或受到协同作用的有：CBS A-CBS H中的CBS A、CBS F-CBS J中的CBS J、CBS A-CBS F中的CBS A、CBS A-CBS N中的CBS A、CBS F-CBS M中的CBS M、CBS J-CBS M中的CBS M、CBS B-CBS J中的CBS B;组合中两种蜜环菌菌索靠近侧协同生长的有：CBS A-CBS M;组合中对两者靠近的区域具有优势的有：CBS A-CBS B中的CBS B、CBS A-CBS J中的CBS J、CBS B-CBS F中的CBS F、CBS D-CBS H中的CBS H、CBS D-CBS N中的CBS N和CBS F-CBS M中的CBS F。本研究的开展为我国蜜环菌的鉴定、天麻栽培用蜜环菌种的选用提供理论指导。     

中国蜜环菌的新生物种

在调查研究蜜环菌生物种的过程中,先后在东北、华北、华中和西南地区,发现了四个新的中国蜜环菌生物种,CBS F、CBS G、CBS H和CBS I。研究表明,CBS G属于典型的同宗配合种,其余三个为异宗配合。CBS H与CBS C之间存在部分互交可育,比例高达17.8%,在同一个国家的两个种之间出现如此高的互交可育比例还是首次报道。上述三个生物种同欧美的已知蜜环菌种均互交不育,为亚洲特有种。CBS I为无菌环的假蜜环菌A.tabescens (Scop. ) Emel,它与欧洲的假蜜环菌互交可育,属于同种。但同中国其它各生物种互交不育。同时讨论了蜜环菌生物种的群体观点。     

中国蜜环菌生物种新记录

在华中、西北和西南地区,发现了6个新的中国蜜环菌生物种CBS J、CBS K、CBS L、CBS M、CBS N和CBS O,研究证明都是异宗配合种类。CBS J与CBS A、CBS K与CBS G 以及CBS L与CBS H之间存在较低的互交可育现象。CBS K与Armillaria mellea互交可育, CBS M与A.borealis互交可育,且首次在欧洲以外地区被发现,其余4种为亚洲特有种。     

鄂西地区蜜环菌生物种的遗传多样性研究

蜜环菌属Armillaria真菌是世界范围内广泛分布的担子菌,既是引起森林病害的重要病原菌,也是天麻和猪苓生长的必须共生真菌,具有重要的经济价值。本文对我国鄂西天麻主产区即神农架林区、大老岭自然保护区、宜昌市所属的夷陵区和五峰县、恩施自治州等地进行了系统的调查采样,共获得45份蜜环菌子实体样本及其二倍体菌株,其中通过孢子印分离获得约320个单孢菌株。在此基础上,采用IGS、ITS和elongation factor-1 alpha（EF1-α）分子标记对45份二倍体菌株进行测序和系统发育分析,对有单孢株的样本采用遗传互交不育性实验进行生物种鉴定。结果表明,鄂西地区的蜜环菌分为4个clade,共有6个不同的蜜环菌生物种,分别为CBS J,CBS L,CBS N,CBS O,CBS F和Armillaria mellea,具有丰富的遗传多样性。其中,24个样本鉴定为CBS L,是鄂西地区的优势种;9个样本鉴定为CBS J;9个样本鉴定为CBS N;另有3个样本分别鉴定为CBS O,CBS F和Armillaria mellea。其中CBS L、CBS N、CBS O首次在湖北地区报道,扩大了这3个生物种的分布范围。本研究为了解鄂西地区蜜环菌的资源情况提供基础数据,对天麻生产蜜环菌菌种选育具有重要的参考价值。     

几种水生植物腐解过程的比较研究

研究水生植物腐烂分解过程及其养分动态对认识水生态系统物质循环过程具有重要意义。通过室内植物分解模拟试验,对6种水生植物的腐解过程及腐解残余物成分的变化进行了比较研究。结果表明,在64 d的腐解过程中,浮叶植物的分解速率最快,沉水植物其次,挺水植物最慢;同种植物的分解速率及残余物成分变化在不同生物量密度组间存在一定差异,但总体趋势一致。分解过程中,植物残余物中P、纤维素、木质素含量的变化趋势种间差异较小,总体上P含量先迅速下降后缓慢上升,纤维素含量先下降后趋于稳定,木质素含量先上升后趋于稳定;植物残余物中C、N、半纤维素含量在分解初期种间的变化趋势不同,而分解后期则均为C含量上升,N、半纤维素含量趋于稳定。相关性分析结果表明,总体上,在整个分解周期中,初始N、P含量越大分解越快,初始纤维素、半纤维素、木质素含量、C/N、C/P、木质素/N等越大分解越慢;植物腐解不同阶段的质量指标对分解速率的影响有所不同,在分解前期,残余物中N含量越高分解越快,半纤维素含量、C/N、木质素/N越高,分解越慢,而后期木质素含量越高分解越慢,其它因子影响较小。     

三种白腐菌生物学特性与木质纤维素酶基因遗传多样性

以采自东北林业大学帽儿山实验林场的3种白腐真菌——木蹄层孔菌(Fomes fomentarius)、鲍姆鲍姆木层孔菌(Phellinus baumiibaumii)和火木层孔菌(Phellinus igniarius)为材料,用菌落直径测量法比较3种白腐菌在马铃署葡萄糖固体培养基上的生长速度,采用菌丝体干重法比较其在马铃署葡萄糖液体培养基中的生物量变化。结果显示:马铃薯葡萄糖固体培养基上3种白腐菌均为快速生长类型,其生长速度木蹄层孔菌火木层孔菌鲍姆鲍姆木层孔菌;马铃署葡萄糖液体培养基中生物量增长速度木蹄层孔菌鲍姆鲍姆木层孔菌火木层孔菌。用比色法测量其木质纤维素酶活性,结果显示:木蹄层孔菌产锰过氧化物酶和漆酶量较高,鲍姆鲍姆木层孔菌和火木层孔菌产木质素过氧化物酶量较高;木蹄层孔菌、鲍姆鲍姆木层孔菌和火木层孔菌3种白腐菌的3种主要木质素酶(锰过氧化物酶、漆酶和木质素过氧化物酶)的表达量,种间差异显著(F=3.75*、5.20**、3.01*),白桦木屑诱导处理与对照间差异显著(F=3.84*、4.19*、5.28*);两种主要纤维素酶(葡聚糖内切酶、葡聚糖外切酶)的表达量,种间差异不显著,受碳源影响作用显著(F=3.99*、4.04*)。筛选29对引物组合,对3种白腐菌几种主要木质纤维素酶基因进行TRAP-PCR分子标记检测,比较3菌种间遗传差异,扩增总条带数为357条,多态性条带数为255条,多态性条带的比例为71.43%,其中木质素降解酶基因总多态位点比率为73.77%,纤维素降解酶基因总多态位点比率为68.97%。3种白腐菌的木质纤维素降解酶基因在种间均存在较高的遗传差异。因此,特定基因的TRAP分子标记可以用于木腐菌的遗传变异分析。     

川西高山林线交错带凋落叶分解速率与初始质量的关系

对我国川西高山林线交错带14种代表性植物凋落叶分解速率与初始质量的关系进行研究.结果表明: 高山林线交错带植物凋落叶分解速率（k）为0.16～1.70,乔木和苔藓凋落叶分解较慢,灌木凋落叶次之,草本凋落叶分解最快.凋落叶分解速率与N、木质素、酚类物质、C/N、C/P、木质素/N均具有显著的线性回归关系.通径分析得出,木质素/N和半纤维素含量可以解释k变异的78.4%,其中木质素/N可以解释k变异的69.5%,木质素/N对k的直接通径系数为-0.913.主成分分析表明,第1排序轴k、分解时间（t）的贡献率达99.2%,木质素/N、木质素含量、C/N、C/P与第1排序轴呈显著正相关,其中木质素/N与第1排序轴的相关关系最强(r=0.923).木质素/N是影响川西高山林线交错带植物凋落叶分解速率的关键质量指标,且凋落叶初始木质素/N越高,分解速率越低.     

六种白腐菌预处理对毛白杨木材酶水解效果的影响

通过化学分析和酶水解试验,研究了不同的白腐菌对毛白杨的预处理效果及不同组分的降解对酶水解的影响。毛白杨木片经6种白腐菌预处理30d后,各组分都发生了降解,其中半纤维素的损失最为显著,Trametes ochracea C6888引起半纤维素降解率高达47.19%,其次是纤维素和酸不溶木素的降解。在后续酶水解过程中,6种白腐菌处理后的样品显示出不同的水解模式,菌株Trametes ochracea C6888、T. pubescens C7571和T. versicolor C6915预处理效果最为显著,还原糖得率在整个酶水解过程中一直高于对照,其中T. ochracea C6888在水解96h后还原糖得率达到15.93%,比未处理样品提高了25%。分析酸不溶木素降解率及半纤维素降解率与还原糖得率的关系发现,不同菌株在作用同一种基质时,预处理效果差异显著,木质素和半纤维素的脱除都会影响木质纤维素的酶水解。     

Changes in log quality at different decay stages in an alpine forest

倒木是高寒森林生态系统重要的碳(C)库和养分库,其不同分解阶段的质量变化,是认识倒木分解过程中C和养分释放的重要基础。以一个分解序列的岷江冷杉(Abies faxoniana)倒木为研究对象,研究了心材、边材和树皮在5个分解阶段的C:N:P化学计量特征,以及木质素和纤维素含量动态。结果显示:I至III分解阶段,随着分解程度加深,树皮C含量升高,而心材和边材C含量降低,从IV分解阶段开始倒木各组分C含量均开始显著降低。除III分解阶段的心材外,倒木各组分N含量总体表现为随着分解程度加深而增加的趋势,除边材N含量在V分解阶段时显著升高外,其余组分均未达到显著性水平。心材和树皮P含量表现为先降后升的变化趋势,最小值分别出现在III和II分解阶段;边材P含量表现为随着分解程度加深而增加。在同一分解阶段,树皮相对于边材和心材均具有最低的C:N:P化学计量比,易分解比例Fm也表明树皮更易于分解。边材在I和II分解阶段的C:N:P化学计量比最高,心材在III到V分解阶段C:N:P化学计量比最高。心材C:P、树皮和边材的C:N和C:P临界值与N和P的初始值成反比。纤维素含量随着倒木分解而降低,不同分解阶段的纤维素含量表现为:心材>边材>树皮;但木质素含量随着分解程度加深而增加,表现为:树皮>边材>心材;倒木3个组分纤维素含量下降均快于木质素,此外,IV和V分解阶段的树皮木质素与纤维素比值显著增高,且一直处于较高水平。统计分析结果表明:倒木N含量显著影响不同分解阶段木质素和纤维素分解。由生态化学计量学理论推测:树皮分解前期易受N限制,整个分解阶段均易受P限制,心材和边材在整个分解阶段均易受N和P限制。     

腐烂等级、径级对典型阔叶红松林红松倒木物理化学性质的影响

倒木是森林生态系统的重要组成部分, 在地力维护、生物多样性保持以及碳(C)和养分循环等方面具有重要意义, 但倒木物理化学性质随其腐烂等级和径级而变化。为了深入理解腐烂等级和径级对倒木物理化学性质的影响, 该研究以典型阔叶红松林的建群种——红松(Pinus koraiensis)的倒木为研究对象, 将其每个腐烂等级(I-V)下的倒木分为4个径级(径级i ≤ 10.0 cm、径级ii 10.1-30.0 cm、径级iii 30.1-50.0 cm、径级iv >50.0 cm), 研究了不同腐烂等级、径级及两者交互作用对倒木心材和边材物理化学性质的影响。结果表明: 心材和边材具有相似的变化规律。倒木心材和边材含水率随着腐烂等级增加而增加, 而木材密度随腐烂等级和径级的增加均呈下降趋势; 边材C含量以及心材和边材的氮(N)、磷(P)含量随腐烂等级增加呈上升趋势, 心材N、P含量随径级增加呈先增加后减少的趋势; 纤维素含量随腐烂等级增加呈下降趋势, 而木质素含量呈上升趋势, 纤维素和木质素含量随径级增加没有明显变化规律。倒木含水率与C、N、P、木质素含量(除心材P含量)显著正相关, 与纤维素含量显著负相关; 木材密度与C、N、P、木质素含量显著负相关, 与纤维素含量显著正相关。由此可见, 倒木物理化学性质受不同腐烂等级和径级的影响有各自的变化规律, 且倒木的物理性质(含水率和木材密度)是影响化学含量变化的重要因素。     

高寒森林倒木在不同分解阶段的质量变化

倒木是高寒森林生态系统重要的碳(C)库和养分库, 其不同分解阶段的质量变化, 是认识倒木分解过程中C和养分释放的重要基础。以一个分解序列的岷江冷杉(Abies faxoniana)倒木为研究对象, 研究了心材、边材和树皮在5个分解阶段的C:N:P化学计量特征, 以及木质素和纤维素含量动态。结果显示: I至III分解阶段, 随着分解程度加深, 树皮C含量升高, 而心材和边材C含量降低, 从IV分解阶段开始倒木各组分C含量均开始显著降低。除III分解阶段的心材外, 倒木各组分N含量总体表现为随着分解程度加深而增加的趋势, 除边材N含量在V分解阶段时显著升高外, 其余组分均未达到显著性水平。心材和树皮P含量表现为先降后升的变化趋势, 最小值分别出现在III和II分解阶段; 边材P含量表现为随着分解程度加深而增加。在同一分解阶段, 树皮相对于边材和心材均具有最低的C:N:P化学计量比, 易分解比例F_m也表明树皮更易于分解。边材在I和II分解阶段的C:N:P化学计量比最高, 心材在III到V分解阶段C:N:P化学计量比最高。心材C:P、树皮和边材的C:N和C:P临界值与N和P的初始值成反比。纤维素含量随着倒木分解而降低, 不同分解阶段的纤维素含量表现为: 心材>边材>树皮; 但木质素含量随着分解程度加深而增加, 表现为: 树皮>边材>心材; 倒木3个组分纤维素含量下降均快于木质素, 此外, IV和V分解阶段的树皮木质素与纤维素比值显著增高, 且一直处于较高水平。统计分析结果表明: 倒木N含量显著影响不同分解阶段木质素和纤维素分解。由生态化学计量学理论推测: 树皮分解前期易受N限制, 整个分解阶段均易受P限制, 心材和边材在整个分解阶段均易受N和P限制。     

漓江流域岩溶区檵木群落不同恢复阶段凋落物分解初期动态

为探究漓江流域岩溶区檵木群落不同恢复阶段凋落物的分解情况,运用凋落物袋法研究其凋落物分解初期动态。结果表明:经过1a的分解,檵木群落凋落物失重大小顺序为:灌木阶段乔灌阶段乔林阶段。檵木群落灌木阶段、乔灌阶段和乔林阶段凋落物分解50%所需的时间分别为1.28a、1.38a、1.41a,分解95%所需的时间分别为5.54a、5.97a和6.09a。经过1a的分解,凋落物养分动态变化为:灌木阶段和乔灌阶段C含量总体上升,乔林阶段C含量总体下降;3个恢复阶段N和纤维素含量总体上升;灌木阶段和乔林阶段P含量总体下降,乔灌阶段P含量总体上升;灌木阶段木质素含量总体上升,而乔灌阶段和乔林阶段木质素含量总体下降。相关分析表明,灌木阶段凋落物分解速率分别与C,N,P,C/P,N/P之间呈显著或极显著相关性,乔灌阶段凋落物分解速率与N和木质素/N之间呈显著或极显著相关性,乔林阶段凋落物分解速率分别与N,纤维素、C/N和木质素/N之间呈显著或极显著相关性。     

N+注入选育白腐菌及其降解油菜秸秆木质纤维素的研究

以白腐菌WY01为出发菌,利用N＋注入技术选育出一株遗传性状稳定的漆酶高产诱变菌株WY02,经过60 d的发酵培养,其产酶量由出发菌的13.75 U/g增加到52.5 U/g,即产酶量提高了2.82倍;诱变菌株WY02对油菜秸秆中的木质素、半纤维素和纤维素的降解率分别为54.1%,39.1%,32.8%,用红外光谱法（IR）分析经诱变菌株降解后的油菜秸秆中木质素官能团的变化,用于阐明诱变菌株对油菜秸秆中木质素的生物降解机制。结果表明：油菜秸秆经白腐菌诱变菌株降解后,其木质素含量明显降低。木质素与苯环相连的C=O键、木质素侧链上CH2结构以及木质素单体（紫丁香基和愈创木基）被部分降解,木质素的苯环结构遭到一定程度的破坏。     

木质素酶及其生产菌的筛选育种

木质素酶降解木质纤维素材料中的木质素,使木质素-半纤维素-纤维素结构解体,纤维素得以暴露出来供后续步骤处理.它广泛应用于生物制浆、生物漂白、废水处理等工业过程中.由于近年利用可再生木质纤维素材料用酶法水解生产酒精成了研究热点,因而作为纤维素材料生物转化工艺预处理过程中的关键角色,木质素酶也极大地唤起人们的研究兴趣.本文介绍了木质素与白腐真菌(Phanerochaete chrysosporium)木质素降解酶系的特征以及锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶、漆酶等3种木质素酶的催化作用机理,归纳了目前流行的木质素酶产生菌的筛选方法及近年来从自然界筛选木质素酶高产菌的种类,并对产木质素酶野生菌株的诱变育种与基因工程改造的进展进行了阐述.     

白腐菌协同热水预处理对毛白杨化学组分和酶水解效果的影响

【目的】增强真菌预处理的效率和降低热水预处理对反应条件的要求。【方法】综合利用白腐菌和热水预处理毛白杨,分析此方法对毛白杨化学组分和酶水解效果的影响。【结果】白腐菌Lenzites betulinus C5617协同热水处理,损失率最高达70.70%。纤维素在2个预处理阶段都有损失,其中L.betulinus C5617达到29.62%。木质素的降解主要集中在白腐菌预处理阶段,其中L.betulinus C5617降解的酸不溶木素较多,达到了16.98%。综合预处理显著改善了毛白杨的酶水解效果。与只经热水预处理的样品相比较,L.betulinus C5617和P.sanguineus D9497协同热水处理分别引起还原糖得率上升了20.60%和12.23%。【结论】综合预处理降低了热水解对反应条件的要求,节约了预处理成本。     

外源氮输入和水分变化对荒漠草原凋落物分解的影响

全球气候变化背景下,大气氮沉降和降水变化日益显著,其对荒漠草原凋落物分解的影响存在很大的不确定性.采用裂区设计,设置主区为自然降雨、增雨30%和减雨30% 3个水分处理,副区为0(N₀)、30(N₃₀)、50(N₅₀)和100 kg·hm^-2·a^-1(N₁₀₀)4个氮素水平,经过21个月(2016年1月—2017年10月)水氮处理,研究水氮共同作用对荒漠草原常见物种猪毛菜、短花针茅和木地肤3种植物凋落物分解的影响.结果表明: 3种凋落物干物质残留率随时间增加而减少,用Olson负指数衰减模型拟合效果较好,凋落物分解系数(k)大小为猪毛菜>短花针茅>木地肤.增雨30%N₁₀₀处理分解系数最高,为0.028.单因素处理下,增雨30%和N₅₀的凋落物分解最快.水氮共同作用下,增雨 30%N₁₀₀处理凋落物分解最快.3种凋落物初始化学全氮含量大小为猪毛菜>短花针茅>木地肤,猪毛菜和短花针茅k值与全氮含量呈显著正相关;全碳含量、纤维素含量、木质素含量、C/N、木质素/N和纤维素/N大小为木地肤>短花针茅>猪毛菜,猪毛菜k值与各指标均呈显著负相关,短花针茅和木地肤k值与C/N、木质素/N和纤维素/N均呈显著负相关.猪毛菜分解最快,木地肤分解最慢.适量的水、氮添加有利于荒漠草原凋落物的分解,可以促进土壤养分循环,对荒漠草原可持续发展及生态平衡有积极作用.     

模拟氮沉降对华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落叶分解过程中基质质量的影响

为理解氮沉降对华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落物分解过程的影响,采用立地控制实验和凋落物分解袋法,研究了低氮沉降(L,50 kg N hm~(-2)a~(-1))、中氮沉降(M,150 kg N hm~(-2)a~(-1))和高氮沉降(H,300 kg N hm~(-2)a~(-1))对华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落叶分解过程中基质质量的影响。结果表明:N沉降抑制了凋落叶的分解,并随着N沉降量的增加,抑制作用增强。N沉降遏制了凋落叶的C、N释放和纤维素降解,促进了P释放。N沉降提高了凋落叶的C/P比,中氮和高氮处理提高了凋落叶C/N比。N沉降显著增加了凋落叶N、木质素和纤维素的含量,分解1年后,各N沉降处理的木质素/N和纤维素/N均显著高于对照。N沉降提高了质量残留率与C/N、木质素/N和纤维素/N的相关性,降低了与C/P的相关性。可见,模拟N沉降显著影响了华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落叶分解过程中的基质质量,进而影响了凋落叶的分解过程。     

大兴安岭和长白山地区蜜环菌生物种的研究

从大兴安岭和长白山采集到30号蜜环菌(Armillaria mellea)标本,选其中有代表性的10个号的担子果获得单孢株。交配试验表明每一担子果都具有双因子异宗配合系。不同子实体交配型之间交配结果表明,在大兴安岭和长白山地区蜜环菌目前至少存在5个生物种,分别称为生物种A、B、C、D和E。将这5个生物种的单孢菌种与欧洲5个蜜环菌生物种的单孢菌株进行配合,生物种B与欧洲A.gallica,生物种E与欧洲A.ostoyae亲和交配,因此将生物种B和E分别定为A.gallica和A.ostoyae。生物种A、C和D则不与任何欧洲生物种交配。     

假蜜环菌的研究II．假蜜环菌素的分离及化学结构的测定

从假蜜环菌培养物的乙醇提取物中分离得四种成分,其中之一为新的香豆素,定名为假蜜环菌甲素(Armillarisin A),为治疗胆囊炎的一种活性成分。分子式C12H10O5,熔点245—246℃,用紫外、红外光谱,质谱,核磁共振确定假蜜环菌甲素为3—乙酰基一5羟甲基一7一羟基香豆素。另一成分定名为假蜜环菌乙素,熔点162一163．5℃,分子式C9H10N2O3,用同样的方法初步测定了它的结构。     

UGPase和反义4CL基因对转基因烟草纤维素和木质素合成的调控

用根癌农杆菌介导法将源于紫穗槐的尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPase）基因、反义4-香豆酸辅酶A连接酶（4CL）基因以及两者的双价基因分别转移至烟草中。PCR和Southern杂交检测证实外源基因已整合到转基因烟草基因组中。测定全纤维素和Klason木质素含量的结果显示,增强UGPase基因的表达可提高转基因植株的纤维素含量,但对木质素含量没有影响;抑制4CL基因的表达可显著降低转基因植株的木质素含量,但对纤维素含量没有影响;转移双价基因的转基因植株中纤维素含量增加而木质素含量降低。