兰科植物与真菌

许多养花人都知道兰花非常难于人工繁殖,但多数人不知道这是为什么。其实,这主要是因为兰花的种子非常细小,其自身无法贮存养分,所以兰花种子在自然条件下,其萌发阶段要完全依靠菌根真菌为其提供养分。而兰花的成年植株,由于其根部没有根毛,也必需依靠共生真菌来帮助吸收矿物质和水分。天麻是兰科植物中非常重要的药材,     

硬叶兰种子的迁地共生萌发及有效共生真菌的分离和鉴定

兰科植物的种子原地和迁地共生萌发技术是近年发展起来的开展兰科植物种子和共生真菌研究的有效方法。该研究对兰属(Cymbidium)附生植物硬叶兰(C. mannii)开展了种子的迁地共生萌发研究, 试图获得其种子萌发的有效真菌。利用硬叶兰成年植株根部周围的树皮、苔藓、枯枝落叶、腐殖质等作为培养基质, 进行种子的共生培养。在培养133天后, 成功地获得了处于不同阶段的已萌发种子、原球茎和幼苗, 并从原球茎中分离得到一种瘤菌根菌属(Epulorhiza)真菌。用所分离到的FCb4菌株和一种从兜唇石斛(Dendrobium aphyllum)分离到的胶膜菌属(Tulasnella) FDaI7菌株和硬叶兰种子在燕麦琼脂培养基上进行共生萌发, 设置不接菌作为对照处理, 以检验FCb4菌株对硬叶兰种子萌发的有效性。经过58天的培养, 不接菌的对照处理中种子没有萌发, 接种FCb4和FDaI7菌株的处理都有很高的种子萌发率, 两种接菌处理在不同光照条件下的种子萌发率均无显著性差异。但暗培养条件下, 种子萌发形成原球茎后, 表现出生长停滞的趋势, 仅有很少的原球茎继续生长达到幼苗阶段, 说明原球茎发育后期与幼苗发育阶段需要光照。在光照条件下, 接种FCb4菌株处理中达到幼苗阶段种子的比例为(25.67 ± 9.27)%, 显著高于接种FDaI7菌株处理的(3.04 ± 2.27)% (W = 56, p = 0.026, Mann-Whitney U-test), 表明此研究中分离到的瘤菌根菌属真菌能有效地促使硬叶兰种子萌发并生长发育到幼苗阶段。     

瘤菌根菌对铁皮石斛根系形态的影响及其共生关系的研究

为了解瘤菌根菌(Epulorhizasp.)与铁皮石斛(Dendrobiumofficinale)根系的共生关系及其对根系农艺性状的影响,用液体培养瘤菌根菌浇灌无菌盆栽铁皮石斛苗根部共培养,观察石斛根的表型和超微结构变化,并用分子检测鉴定菌丝是否定殖根中。结果表明,瘤菌根菌菌丝能侵入根的皮层细胞,诱导生成菌丝团形成共生关系。共生后的菌丝能提高IAA含量,诱导根系结构发生改变生成侧根,增大了根系体积,促进根系的生长并显著提高根系活力。瘤菌根菌与铁皮石斛根共培养后建立共生关系形成菌根且能定殖于根中,诱导根系结构的变化,侧根的形成对石斛生长具有重要作用。     

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。     

西双版纳桑寄生植物的繁殖

桑寄生植物的种子无休眠期,在果实内可以发芽。月平均温度15—26℃,相对湿度78—88％时,种子在多种死、活物体上均能发芽,总平均发芽率87.3％;极大多数种子在室温18—32℃时、2—8天发芽,发芽率97.3％;冰箱内温度4—5℃时,10—31天发芽,发芽率78％,但发芽种子移室温下不再继续生长。去果肉的种子发芽时间短,发芽率比带果肉的种子高。室内弱光照下的种子发芽率比不见光的高。桑寄生的幼苗只能在其寄主树上生长成株,完成生命周期。人工栽培必须用新鲜果实内的种子,在适宜的温湿度和光照下,播种在其寄主树的小枝上。从播种至开花结果约需1.5—3年。     

天麻生活史

天麻Gastrodia elata Blume的生活史系指天麻种子由萌发到下代种子成熟生长变化的全过程。由于天麻奇特的营养型,在其整个生长发育过程中与蜜环菌Armillariellamellea(Vahl.ex Fr.)Karst.的关系至今人们在认识上还存在着很大的分歧。日本人草野俊助1911年在“天麻及其与蜜环菌共生关系”一文中提到“对(天麻)种子发芽及幼苗成长,至今还一无所知。”此后很长时间,天麻种子发芽情况一直未见有人报道过;因而也无从获得对天麻生长发育全过程的全部认识。     

《土壤微生物生态研究法》选译(二) 植物的微生物接种

在植物根和微生物之间,有共生和寄生关系,这些菌明显的定殖在根面上。有时,菌能侵入到根的内部组织,这对植物生育有明显影响。但土壤微生物中,有多数微生物还判断不出来与植物具有共生或者寄生关系。如前所述,这些菌明显地定殖在植物根面或者根内,但其作用仍不清楚。因此为了阐明微生物的作用,用分离出的单独的或多数菌进行人工接菌,阐明其对根际生态和作用是完全必要的。     

不同生境黑老虎根际和内生真菌多样性分析

为探究不同生长条件下黑老虎根际和根部内生真菌群落组成和多样性及其与土壤环境因子的相关性,该文应用Illumina高通量测序方法对贵州3个不同生境下黑老虎根际和根部内生真菌进行了研究。结果表明:(1)3种生境下,根际土壤真菌OTU数量(3 867)远多于根部内生真菌(801),其中根际土壤真菌共有的OTU为72个,共注释到5个门、49个属,大多为子囊菌门; 属水平上被孢霉属、外瓶柄霉属、 柱孢属占比较高; 根部内生真菌共有的OTU为14个,共注释到2个门、11个属,子囊菌门(13个,占比92.9%)占绝对优势,属水平上被孢霉属、外瓶柄霉属、 柱孢属和丛赤壳属占比最高; 所有样本中,共有的OTU仅为6个,注释到2个门、5个属,子囊菌门(5个,占比83.3%)为优势门; 在属水平上,占比最高的为外瓶柄霉属(2个,33.3%),其余分别为被孢霉属、柱孢属和丛赤壳属 。Alpha多样性分析表明,根际土壤的真菌群落多样性和丰富度均显著高于根部内生真菌,而野生生境的真菌多样性高于栽培生境。(2)在门水平上,3个生境下主要内生真菌类群均为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),占总菌群的88.28%; 在属水平上,不同生境条件下,根际和根部内生真菌群落结构差异明显; 栽培生境下,根部内生真菌菌群具有一定的偏好性,而野生生境下,根部内生真菌菌群均匀度更高; FUNGuild真菌群落功能预测显示,栽培生境下的病理-腐生营养型(pathotroph-saprotroph)在根部内生真菌中占比较高,而野生生境下的腐生营养型(saprotroph)及共生营养型(symbiotroph)占比较高。(3)土壤环境因子对根部内生真菌和根际真菌的影响方式不同,其中土壤总钾(TK)和土壤总磷(TP)与黑老虎根部内生真菌香农指数和辛普森指数显著正相关,而土壤有机质(SOM)、总氮(TN)和速效氮(AN)与黑老虎根际土壤真菌Ace指数和Chao1指数显著正相关。综上表明,土壤有机质、总氮、速效氮是影响黑老虎根际土壤真菌群落的主要土壤环境因子。     

徐长卿种子生活力检测及发芽生物学特性观察

对徐长卿[Cynanchum paniculatum(Bge．)Kitag．]种子生活力与发芽生物学特性进行了观察。结果表明：秋收徐长卿种子贮藏至次年3和4月,生活力分别为87％和80％;种子表面用1％H2O2除菌预处理,有利于正常发芽,发芽率达82％,发芽时间提前1d,第3日出现发芽高峰。温度从15℃至30℃,发芽率逐渐升高;25℃时,种子第2天即开始发芽,出现最短发芽持续时间(5d)和最高发芽势(75％),因此,25℃是徐长卿种子发芽的最适温度。     

植物与菌根菌

菌根是土壤中的真菌与高等植物根系所形成的共生体。共生真菌从植物体内获得碳水化合物等营养物质,而植物根也从真菌那里得到所需的营养元素和水,从而互利共生,共同进化。有趣的是,有些真菌对于一种植物来说是菌根菌,而对另一种植物来说可能是寄生菌或病原菌。据统计,种子植物中９５％以上的种能与接合菌、子囊菌、担子菌等亚门的真菌共生,形成菌根。菌根学者习惯上根据其形态解剖学特征,将菌根分为三大类：外生菌根、内生菌根、内外生菌根。外生菌根是菌根真菌菌丝体包围植物尚未木栓化的营养根形成的,其菌丝体不侵染到皮层细胞内…     

水稻种子内生细菌研究进展

水稻的根、茎、叶、种子等器官存在大量对植株生长和产量、品质、抗性等有重要作用的共生和伴生微生物,其中内生菌是种子共生和伴生微生物中的一个代表类群.水稻种子中普遍存在种类丰富且结构复杂的内生菌群落,会直接或间接地影响种子的萌发、生长和群体的产量特性.从水稻种子内生细菌的多样性、水稻种子与其内生细菌分布的相关性、水稻种子内...     

田菁内生菌定殖及其与多糖混合浸种的耐盐促生效果

【背景】土壤盐渍化已经成为日益严重的世界性问题,盐渍化不仅影响作物的产量,还会影响土壤的理化性质,抑制种子的萌发,阻碍植物正常生长,以及种子对水分和养分的吸收,进而影响作物的产量。【目的】玉米在盐渍土壤上生长受限,探究在中、高盐浓度下田菁种子内生菌与田菁胶混合浸种对玉米发芽的影响,为促进盐渍土玉米生长提供技术支持。【方法】利用LB液体培养基测定田菁种子内生菌贝莱斯芽孢杆菌ZH60的耐盐性;分别利用1%浓度田菁胶、OD600为0.8的ZH60菌悬液及两者混合液对玉米浸种3 h,自然风干后分别置于0、100和200 mmol/L NaCl的0.8%琼脂培养基上培养,测定玉米种子发芽势、发芽率、根长及芽长。将两叶一心期的玉米幼苗移至装有蛭石的花盆中培养,用荧光标记的内生菌ZH60灌根,分别于1、5、11、17、25 d取玉米根系研磨,利用平板菌落计数法测定内生菌在玉米根部的定殖量;利用激光共聚焦显微镜观察第28天ZH60在玉米根部的定殖情况。【结果】菌株ZH60耐11%的NaCl盐浓度,在中、高盐浓度下混合浸种的发芽势较对照组分别提高了28%、22%、30%;芽长提高了158%、163%、1...     

黑节草原胚体的繁殖

自Knudson在1930年用Laelia cattleya杂种兰花种子通过无菌培养,使其萌芽、长成植株以来,兰花组织培养技术有了较快的进展。Morel在1960年通过兰花茎尖培养,获得了原胚体并分化成植株,从而实现了兰花栽培的工厂化和商品化Rao1977。胡忠等在1979年用黑节草(Dendrobium candidum Wall.ex Lindl.)种子通过组织培养,获得了原胚体并分化成小苗;但小苗的栽培一直没有得到满意的结果。在此基础上,我们通过液体旋转培养,使由种子产生的原胚体连续繁殖。试图以培养的原胚体的有用成分代替黑节草制成的商品“西枫斗”。     

带叶兜兰种子原地共生萌发及有效菌根真菌的分离与鉴定

为获得带叶兜兰(Paphiopedilum hirsutissimum)种子萌发的共生真菌,采用原地共生萌发技术获得了2株自然萌发的小幼苗,并分离和筛选出了有效的种子萌发共生菌——瘤菌根菌(Epulorhiza sp.)。为验证分离菌株对带叶兜兰种子萌发的有效性,将Phs34号菌株与带叶兜兰种子在灭菌后的原生境基质上进行室内共生萌发试验,结果表明,经过6周的培养,对照组没有观察到种子的萌发;接菌的种子胚明显膨大,突破种皮,形成原球茎,平均萌发率为(58.35±3.41)%。这表明分离得到的瘤菌根菌能促进带叶兜兰的种子萌发。     

天麻栽培用蜜环菌的遗传多样性、生长和水解酶

蜜环菌Armillaria是一种广泛分布的担子菌,是栽培中药天麻所必须的共生菌。为揭示我国天麻栽培用和鄂西地区部分野生蜜环菌资源的遗传多样性和生物学特性,本文收集了9个省市EF-1-α的19个蜜环菌商品菌株和鄂西地区20株野生蜜环菌菌株,以IGS、ITS和elongation factor-1-alpha（EF-1-α）为分子标记对这些菌株进行系统发育与遗传多样性分析,并对影响与天麻共生的生物学特性（菌索发育和胞外水解酶活性）进行对比研究。结果表明,这19株蜜环菌商品菌株分别归属于2个clade。其中,有18个菌株聚在cladeⅢ,说明不同来源的蜜环菌商品菌株之间系统发育关系很近;通过对蜜环菌的系统发育、菌索生长以及胞外水解酶活性的研究,总体上商品种优于鄂西的野生蜜环菌生物种。从鄂西野生蜜环菌中筛选出4个具有潜在栽培价值的菌株。本研究为天麻栽培生产中蜜环菌菌种的选择提供参考。     

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。     

影响引人微生物根部定殖的因素

从外界引入的各类有益微生物如生防菌(BCA)和根际促生菌或增产菌(PGPR,YIB)到种子表面随其生根发芽而蔓延或直接到根表沿根分布定殖．外来微生物在根际定殖的过程为与根尖接触,沿根分布,最后在根际建立自己的种群．定殖的位点以PGPR为例,是表皮细胞间隙,或侧根、根毛基部．外来微生物在根际定殖动态变化的原因,由于根际生物的和非生物的因素引起的．生物因子除去外来微生物本身的生理特性,还有根际土著微生物与外来微生物的相互作用,更重要的是植物基因型对微生物定殖的影响．非生物因子包括土壤环境、土壤结构和含水量,土壤温度和土壤pH值均能影响外来微生物在根部的定殖．     

绿色荧光蛋白标记下镰刀菌侵染地黄的组织学观察

为分析对地黄有较强致病性的尖孢镰刀菌的侵染机制,本研究采用携带有潮霉素抗性标记的强组成型表达载体pCT74,经PEG-CaCl₂介导的原生质体转化法导入镰刀菌,获得荧光信号强烈的sGFP标记菌株,并采用喷施接种和根部灌根接种。研究发现镰刀菌首先在地黄外部聚集繁殖,并通过伤口或气孔等通道侵入地黄维管组织,后逐渐导致周围海绵组织破裂,进而致使地下根茎逐渐变黑腐烂;由于地黄叶部气孔发达,使得镰刀菌由叶部侵入速度要快于根部灌根接种;不同孢子浓度接种实验表明镰刀菌对寄主的致害程度与其在叶部与根部的接种浓度并不呈相关性。进一步在接种处理后采集地黄叶部、茎部和根部组织提取真菌DNA后进行PCR扩增发现：在根部接种60h后即能检测到镰刀菌的侵入,经84h后侵入到地黄茎部组织,经96h后侵入到地黄叶部组织。该标记菌株可为今后探索地黄连作栽培中真菌病害大规模爆发的根际生物学过程提供研究材料。     

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...     

皇后葵及香棕种子休眠机理与催芽技术探讨

本文以生产上发芽不整齐的皇后葵和香棕种子为材料,研究棕榈科植物种子的休眠机理及催芽技术。试验结果表明,皇后葵及香棕的果肉及胚乳中均含有发芽抑制物质,同一植株的种子发芽率及发芽力的差别还与种子的成熟度有关,用GA₃100mg/L或NAA 100mg/L浸种有利于提高发芽率。