两种混合样品策略对揭示杜鹃花根部真菌多样性的影响

由于土壤微生物群落物种组成的高度空间异质性,混合样品(sample pooling)被广泛应用于微生物多样性与群落结构研究。在根部真菌的分子检测中,样品混合策略以及测序的克隆数或序列数均对揭示真菌群落结构的准确性有影响。【目的】为建立一套能快速准确地反映杜鹃花属植物根部真菌的物种组成与群落结构的分子检测技术平台,【方法】本研究采集锈红杜鹃和亮鳞杜鹃多份根系样品分别提取DNA,比较PCR扩增前和扩增后混合策略构建的克隆文库中真菌物种组成的差异。【结果】在2种宿主植物根系中,多份样品在PCR扩增后混合构建的克隆文库检测到的根部真菌物种丰富度、真菌群落的Shannon-Wiener多样性指数均高于扩增前混合的克隆文库。高频度的根部真菌在2种克隆文库中均检测到,但低频度的真菌物种组成在2种克隆文库中完全不同。更重要的是,当采用广泛应用的真菌通用引物ITS1f和ITS4扩增根部真菌ITS序列时,PCR扩增后混合的方法能有效地减轻杜鹃花属植物ITS序列被优先扩增的现象。真菌物种累积曲线显示,当测序的真菌ITS片段克隆数达到50个左右,即能较全面地反映2种杜鹃花根部真菌物种组成。【结论】独立扩增多份根系样品DNA,再将PCR产物混合构建克隆文库的方法能更全面地揭示杜鹃花属植物根部真菌物种丰富度与物种组成。     

凉山州龙肘山锈红杜鹃与薄叶马银花根部真菌分子检测

【目的】为检验直接分子检测法用于揭示杜鹃花属(Rhododendron)植物根部真菌(Root-associated fungi,RAF)组成的有效性。【方法】采用不依赖于培养的分子检测技术直接从锈红杜鹃(R.bureavii)与薄叶马银花(R.leptothrium)的发根(Hair root)提取DNA,用真菌特异性引物扩增r DNA-ITS区、经克隆后测序,对获得的ITS序列进行分析;通过收集NCBI中与本研究的RAF相似性97%以上的所有序列对应的真菌来源(土壤或根系的身份)数据,分析真菌的生态学特性,并用FUNGuild软件提供的方法划分真菌的生态类型。【结果】从两种杜鹃花根部共检测到15种真菌,其中担子菌门(Basdiomycota)真菌3种,子囊菌门(Ascomycota)真菌12种。柔膜菌目(Helotiales)真菌在两种杜鹃花RAF群落中占据优势,并且在两种杜鹃花根系中均检测到该类真菌。此外,两种杜鹃花根部有多种生态类型的RAF共存,包括曾被频繁报道的杜鹃花类菌根菌Oidiodendron sp.和Rhizoscyphus sp.、内生真菌Phialocephala fortinii、共生一致病过渡型真菌Pezoloma ericae、外生菌根共生菌Meliniomyces sp.,以及腐生型真菌Myceana sp.、Lachnum virgineum、Herpotrichia sp.。【结论】直接分子检测法从两种杜鹃花属植物根部检测到的真菌谱系多样性较高、生态类型复杂,这一方法能较为全面地反映杜鹃花属植物RAF多样性。     

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...     

海南濒危树种保育圃白木香与降香黄檀幼苗根部真菌谱系与生态型多样性比较

【背景】根部真菌是影响植物幼苗存活、定植和生长的重要因子之一,但是苗圃培育的幼苗根部真菌物种组成与生态学特性尚不清楚。【目的】研究苗圃培育的白木香(Aquilaria sinensis)与降香黄檀(Dalbergia odorifera)幼苗根部真菌群落谱系与生态型多样性,以及宿主植物对根部真菌群落结构的影响。【方法】采集幼苗根尖样品提取基因组DNA,用真菌通用引物与丛枝菌根真菌(AMF)特异性引物扩增真菌r DNA-ITS区,经克隆、测序、序列分析鉴定真菌。通过基于核酸与Metadata数据关联分析的FUNGuild软件,划分根部真菌的营养型和共位群。采用非公制多维尺度分析法(NMDS)研究幼苗根部真菌群落物种组成差异与宿主植物物种及形态指标的关系。【结果】白木香与降香黄檀幼苗根部真菌物种丰富,达51个OTU;谱系多样性较高,涉及毛霉菌门(Mucoromycota,51%)、子囊菌门(Ascomycota,43%)以及担子菌门(Basidiomycota,6%)。这些根部真菌涉及不同的营养型与共位群,包括共生型真菌29种,频度较高的如Glomeromycetes sp.2、Rhizophagus irregularis等,二者均属于AMF共位群;腐生营养型真菌5种,如Talaromyces pinophilus、Rhizopycnis vagum等;病原型真菌2种,是Mycoleptodiscus sp.和Fusarium phaseoli;还有15种其生态类型不确定。NMDS分析结果表明,宿主植物物种、株高、地径、叶面积对根部真菌群落物种组成的影响不显著。然而,株高对AMF群落的物种组成有较弱的影响。【结论】本苗圃条件下,土壤中本土性根部真菌繁殖体较为充足,白木香与降香黄檀幼苗根部真菌群落谱系多样性较高,多种营养型与共位群的根部真菌共存;此外,采用真菌通用引物对ITS1F/ITS4研究根部真菌群落物种多样性时,AMF多样性可能会被极度低估。     

植物-菌根真菌联合修复重金属污染土壤

菌根是菌根真菌侵染植物根系后在植物根部形成的共生结构。菌根技术作为一种生物强化技术应用于重金属污染土壤的植物修复已引起研究者的广泛关注。目前大量研究表明菌根能强化植物对重金属的转运、富集及根系稳定化过程,并通过促进营养物质的吸收利用、稳定细胞内氧化还原平衡、调控抗逆性相关基因的表达以及改善根际微生态环境等方式提升寄主植物的抗逆性。本文在介绍菌根真菌在植物修复重金属污染的联合过程中的作用效应及机制的基础上,分析了目前限制该技术应用的瓶颈问题以及未来的研究方向,为植物-菌根真菌联合修复的推广应用提供理论基础。     

丛枝菌根真菌通过上调根系及自身水孔蛋白基因表达提高玉米抗旱性

在模拟干旱条件下, 研究了接种丛枝菌根(AM)真菌Glomus intraradices对玉米(Zea mays)根部13种质膜水孔蛋白基因表达的影响, 同时观测了AM真菌自身水孔蛋白基因的表达情况。结果表明, 干旱条件下, 除Zm PIP1;3、Zm PIP1;4、Zm PIP1;5和Zm PIP2;2之外的接种处理能显著提高根部其他8种质膜水孔蛋白基因的表达(Zm PIP2;7表达量未检测出), 并且AM真菌菌丝中水孔蛋白基因GintAQP1表达也显著增强。与此同时, 接种处理明显改善了植物水分状况, 提高了叶片水势。AM真菌增强宿主植物根部及自身的水孔蛋白基因的表达对于提高植物抗旱性具有潜在的重要贡献。     

浙江镜湖湿地3种菌根植物根部真菌群落多样性及对金属元素富集能力的研究

城市湿地（urban wetland）植物多样性水平高,并具有积极的净化和美化环境的作用。本研究以浙江绍兴镜湖城市湿地公园为研究样地,通过ICP-AES检测了人工园区和次生林土壤中几种金属元素（Al、Cr、Cu、K和Zn）的含量,比较不同类型的菌根植物——黑麦草（Lolium perenne L.）（AM）、六月霜（Monochasma sauatieri Franch）（AM）和乌饭树（Vaccinium bracteatum Thunb）（ERM）对金属元素的富集作用。通过高通量测序分析各宿主植物根部真菌群落的组成和结构,比较其对宿主植物金属富集能力的影响。结果表明：（1）人工园区土壤中5种金属元素的含量均显著高于次生林下的土壤;（2）乌饭树对Al的富集能力较强,黑麦草和六月霜富集Cr能力都较强;（3）3种植物根部真菌主要来自Ascomycota,而乌饭树根部Basidiomycota也是优势真菌,AM真菌在黑麦草和六月霜根部真菌群落结构中较少,而公认的ERM真菌Helotiales和Sebacinales在乌饭树根部真菌群落中的比例较高,且与所测金属元素无显著相关性。绍兴镜湖城市湿地公园次生林土壤环境保持良好。     

植物内生真菌产多糖类天然产物研究进展

植物内生真菌作为一类重要的微生物资源,不仅可在植物组织内生活且不引起植物病变,还能产生大量具有活性的天然产物。植物内生真菌多糖作为一类重要的大分子天然产物,越来越多证据表明其具有重要的研究价值。植物内生真菌的来源、培养和发酵,植物内生真菌均一多糖的理化性质和结构特征等都与其多糖的生理活性密切相关。为此,从菌株选择、培养条件、多糖分离纯化、理化特征、生物活性和对植物的作用等方面对植物内生真菌多糖的研究进行了综述,以期为植物内生真菌多糖的生理生化作用、开发等深入研究提供参考。     

尖峰岭热带山地雨林根部真菌-植物互作网络结构特征

不同功能群的根部真菌可能会与植物差异性地互作, 并进一步影响地下真菌与植物群落构建。本研究采用Illumina Miseq测序方法检测了海南尖峰岭热带山地雨林中常见植物的根部真菌; 采用网络分析法比较了丛枝菌根(AM)真菌、外生菌根(ECM)真菌, 以及所有根部真菌与植物互作的二分网络(bipartite networks)结构特性。从槭树科、番荔枝科、夹竹桃科、冬青科、棕榈科、壳斗科、樟科和木犀科等8科植物的根系中, 检测到297,831条真菌ITS1序列, 这些序列被划为1,279个真菌分类单元(OTUs), 其中子囊菌门748个、担子菌门354个、球囊菌亚门80个, 以及未知真菌97个。核心根部真菌群落(420个OTUs)中, 至少有三类不同生态功能的真菌常见, 即丛枝菌根真菌(40个OTUs, 占总序列数23.4%)、外生菌根真菌(48个OTUs, 13.9%)和腐生型真菌(83个OTUs, 19.8%)。尖峰岭山地雨林根部真菌-植物互作网络结构特性的指标普遍显著高于/低于假定物种随机互作的零模型期待值。在群落水平, 不同功能型的根部真菌-植物互作网络表现出不同或相反的结构特性, 如丛枝菌根互作网络表现为比零模型预测值高的嵌套性和连接性, 以及比零模型低的专一性, 而外生菌根互作网络呈现出比零模型预测值低的嵌套性和连接性, 以及比零模型高的专一性。在功能群水平, 植物的生态位重叠度在AM互作网络高, 而ECM互作网络低; 真菌的生态位宽度在ECM互作网络窄, 而在AM互作网络较宽。共现(co-occurrence)网络分析进一步揭示, ECM群落的物种对资源的高度种间竞争(植物、真菌高C-score), 以及AM群落的物种无明显种间竞争(低C-score), 可能分别是形成反嵌套ECM互作网络及高嵌套AM互作网络结构的原因。上述结果说明, 尖峰岭山地雨林中至少有两种及以上的种间互作机制调节群落构建: 驱动AM互作网络冗余(nestedness)及ECM互作网络的高生态位分化(专一性)。本研究在同一个森林内探讨了不同功能型的真菌-植物互作特性, 对深入理解热带森林的物种共存机制和生态恢复具有重要意义。     

银叶杜鹃和繁花杜鹃根部真菌的多样性

植物根系与真菌形成菌根, 在自然生态系统的物质能量循环中具有重要的生态功能。作者在四川省的中国杜鹃园选取银叶杜鹃(Rhododendron argyrophyllum)和繁花杜鹃(R. floribundum), 通过直接扩增杜鹃花根部真菌rDNA-ITS区片段, 来揭示该地区杜鹃花属植物根部真菌的多样性。ITS序列分析结果表明: 从两种杜鹃的根部共检测到41个真菌分类单元, 分别属于子囊菌纲的柔膜菌目(Helotiales)、散囊菌目(Eurotiales)、盘菌目(Pezizales)、假球壳目(Pleosporales)和担子菌纲的蜡壳耳目(Sebacinales)、伞菌目(Agaricales)、Erythrobasidiales、线黑粉菌目(Filobasidiales)。银叶杜鹃和繁花杜鹃根部真菌种类丰富, 包括了杜鹃花类菌根真菌、外生菌根真菌和其他类型真菌, 其中担子菌纲的蜡壳耳目和子囊菌纲的柔膜菌目占有较大比例。     

松萎蔫病发生区和未发生区油松根部真菌群落研究

植物根部真菌群落结构和多样性与植物的抗病性和病害的危害程度相互影响。为揭示松萎蔫病与松树根部真菌群落的相互作用,该研究对陕西省商洛市柞水县松萎蔫病发生区和未发生区油松的根尖活性、根部外生菌根真菌(ECMF)和深色有隔内生真菌(DSE)的侵染率进行分析,并通过油松根部可培养真菌的分离和鉴定,分析了两地油松根部真菌的群落结构及多样性。结果显示:(1)松萎蔫病未发生区油松根部的活性根尖比、菌根根尖比和ECMF的侵染率均显著高于发生区,而DSE的侵染率和微菌核密度却低于松萎蔫病发生区,ECMF的侵染率在两个样区油松根部都显著高于DSE。(2)从两个样区油松根部共分离到131个菌株,根据形态和分子学特征最终鉴定为23种真菌,其中DSE占绝对优势,且Phialocephala fortinii和Cryptosporiopsis ericae为油松根部分离真菌的优势种。(3)两个样区真菌的群落组成存在明显差异,共有真菌仅5种。(4)松萎蔫病未发生区真菌群落的丰富度(17)和多样性(2.012 0)、以及ECMF的相对丰度(8%)都高于松萎蔫病发生区(分别为11、1.197 9和1.6%),而DSE的相对丰度(70%)却明显低于发生区(82.7%)。研究表明,松萎蔫病的发生影响了油松根部的活性、菌根的形成、ECMF和DSE的侵染,以及根部真菌的群落组成和多样性。该文首次报道了DSE与松萎蔫病的关系,但分离真菌对油松松萎蔫病抗性的影响有待进一步研究。     

高级遗传科学公司的农用重组细菌与重组植株

高级遗传科学公司(AGS)与环保署之间涉及遗传工程抗霜菌释放的矛盾已公开,使得AGS 正在进行的其它有趣的研究变得隐晦难测。例如,该公司试图利用象抗霜菌株那样生长在植株表面的细菌来防范真菌病害。AGS 希望将抑制真菌的基因引入能在作物根部形成菌落的细菌中。Rohm 与 Haas 公司(宾州,费城)为该项目提供部分经费。使植物致病的细菌亦能用于防治病害。AGS 研究人员正在研制引起番茄菌斑病的微生物的无害突变株。目的在于发展稳定的,非感染性突变株,使其成功地与生长子植物表面的     

丛枝菌根形成过程及其信号转导途径

丛枝菌根是由一类土壤中古老的丛枝菌根真菌与植物根系形成的互利互惠共生体。通过共生作用丛枝菌根真菌帮助宿主植物提高水和矿质营养（特别是磷）的吸收效率。作为回报,大约20%的光合作用产物被转移到丛枝菌根真菌中,供其完成自身的生活史。丛枝菌根形成的过程中,需要植物与丛枝菌根真菌之间进行一系列信号分子的识别、交换以及信号转导作用,这一过程由一系列植物和菌根真菌的基因控制。首先,植物会分泌一种植物激素——独角金内酯来诱导菌根真菌加速分支,而菌根真菌也会分泌脂质几丁寡糖促进植物与其形成菌根。加速分支的菌根真菌接触到植物根部以后,会附着在植物根的表皮并形成附着胞,通过附着胞穿透植物根的表皮,最后进入维管组织附近的皮层细胞并在其中不断进行二叉分支,形成特有的丛枝结构。通过对模式植物共生现象的研究,已经发现很多植物基因参与到共生形成的信号转导过程中,包括早期植物反应的基因、菌根与根瘤共生共同需要的转导因子以及菌根特异的信号分子等。本文对菌根的形成过程及信号转导途径进行详细的介绍,为人们深入研究菌根关系提供参考。     

中国江西龙虎山崖顶植物根中深色有隔内生菌多样性

为探明丹霞地貌区崖顶植物深色有隔内生真菌（dark septate endophyte,DSE）多样性、群落组成以及生态分布规律。本文以江西龙虎山崖顶常见植物刺柏、马尾松、青冈栎、檵木、乌饭树、鸭跖草、苦槠、辣木树和香附子9种植物的根为研究对象,采用经典的组织分离方法分离DSE真菌,结合形态学特征和分子生物学数据研究丹霞地貌区崖顶常见植物DSE真菌多样性。结果表明：从9种植物根部990个组织块中,共分离纯化出404株菌株,经鉴定隶属于45个分类单元。其中,青霉属Penicillium、拟内孢霉属Endomycopsis、曲霉属Aspergillus、头囊霉属Ascocybe为优势属群,属种组成在不同植物中存在差异,且内生真菌属的数目与植物优势度极显著正相关（P<0.01）。9种植物深色有隔内生真菌（DSE）总分离率在0.51%-13.33%之间;各植物DSE Shannon指数在0.0743-1.0400之间,与植物优势度极显著正相关（P<0.01）,差异明显;Simpson指数较高（均值>0.7）且Pielou指数较低（均值<0.4）表明DSE真菌在不同植物分布不均匀;相似性指数普遍不高,在0.071-0.467之间。本研究初步揭示了丹霞地貌区崖顶深色有隔内生真菌的分布及多样性情况,为进一步探讨内生真菌在丹霞地貌等特殊生境的生态功能提供参考。     

中国江西龙虎山崖顶植物根中深色有隔内生菌多样性（英文）

为探明丹霞地貌区崖顶植物深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE)多样性、群落组成以及生态分布规律。本文以江西龙虎山崖顶常见植物刺柏、马尾松、青冈栎、檵木、乌饭树、鸭跖草、苦槠、辣木树和香附子9种植物的根为研究对象,采用经典的组织分离方法分离DSE真菌,结合形态学特征和分子生物学数据研究丹霞地貌区崖顶常见植物DSE真菌多样性。结果表明:从9种植物根部990个组织块中,共分离纯化出404株菌株,经鉴定隶属于45个分类单元。其中,青霉属Penicillium、拟内孢霉属Endomycopsis、曲霉属Aspergillus、头囊霉属Ascocybe为优势属群,属种组成在不同植物中存在差异,且内生真菌属的数目与植物优势度极显著正相关(P0.01)。9种植物深色有隔内生真菌(DSE)总分离率在0.51%–13.33%之间;各植物DSEShannon指数在0.0743-1.0400之间,与植物优势度极显著正相关(P0.01),差异明显;Simpson指数较高(均值0.7)且Pielou指数较低(均值0.4)表明DSE真菌在不同植物分布不均匀;相似性指数普遍不高,在0.071–0.467之间。本研究初步揭示了丹霞地貌区崖顶深色有隔内生真菌的分布及多样性情况,为进一步探讨内生真菌在丹霞地貌等特殊生境的生态功能提供参考。     

印度梨形孢(Piriformospora indica)增强植物抗逆境胁迫能力的研究进展

印度梨形孢是一种可在多种植物根部定殖的内生真菌,能与多种植物形成共生体,提高植物对外界营养的吸收能力,促进次生代谢产物的积累,提高植物对生物及非生物胁迫的抵抗能力,同时可增加植物的生物产量,对宿主植物产生许多有益影响。因此,印度梨形孢作为优良的生物防治和土壤改良因子,在农业生产方面显示出巨大的应用前景。本文结合本课题组近年研究结果及近10年间相关科学工作者的研究,系统总结了印度梨形孢在增强植物抗生物胁迫与非生物胁迫方面的研究进展,旨在为更好地发挥其潜在价值提供参考。     

转Bt基因棉叶片腐熟物抑制AM真菌定殖及菌根对磷的吸收

转Bt基因棉对土壤微生物生长、群落结构及生理生态功能的影响备受关注。笔者于盆栽条件下比较了Bt棉(中41、晋44)与常规棉(中23、冀492)叶片腐熟物对丛枝菌根(AM)真菌异形根孢囊霉Rhizophagus irregularis在紫云英Astragalus sinicus根部定殖及其部分生理功能的影响。结果表明,与常规棉处理相比,Bt棉叶片腐熟物显著抑制了AM真菌在紫云英根部定殖,根段侵染率、侵染强度及丛枝丰度下降;Bt棉叶片腐熟物抑制了AM真菌琥珀酸脱氢酶和碱性磷酸酶活性;菌丝中多聚磷酸盐相对含量、紫云英地上地下部分磷吸收量显著降低。结论认为Bt棉叶片腐熟物抑制了AM真菌在植物根部的定殖,降低了AM真菌的共生效应,这可能影响到AM真菌的生态功能。     

森林真菌生态学

在森林的生物群落中有五花八门和为数众多的植物、动物、鸟类、昆虫以及微生物的种,人们不但能发现生活在森林中的真菌种的巨大多样性,而且尚可以发现它们对整个森林的存在所起到的多样性作用。森林离开了真菌就难于生存,因为真菌参与了森林生态平衡各阶段的活动,是繁殖林木的平衡因子,是一切林木无机营养中的必需因子,是木材质量的因子以及林区中所有枯枝落叶层和枯立木、腐木桩的清除机。因此,森林与真菌之间有着密切的关系,阐     

植物-内生真菌共生体对昆虫种群的影响

植物内生真菌与植食性昆虫共用寄主植物作为食物、能量来源及栖息场所,三者之间的互作关系复杂多变,在生物种群控制、生物进化和植物生产中发挥重要作用.从植物-内生真菌共生体、内生真菌对植食性昆虫与多级营养层的影响,及内生真菌抗虫代谢产物等方面概括了内生真菌-植物-昆虫相互关系的研究进展,建议将植物内生真菌纳入植物生态学、昆虫生态学和作物病虫害控制的范畴内.     

菌根真菌与兰科植物生境选择的相关性研究进展

随着基因测序技术的发展,研究者获取了大量有关兰科菌根真菌群落组成的信息。这些信息为探究菌根真菌与兰科植物的生境选择之间的相关性提供了有力证据。综合过去近10年的研究结果,根据兰科植物广域分布、异质性生境、小生境共存以及生态位分化等分布特征,对不同分布特征的兰科菌根真菌群落组成差异进行了梳理归纳,发现：广域分布的兰科植物通常具有泛化的菌根特征,或其特定的真菌伙伴亦具有广域分布特征;异质性生境会导致兰科菌根真菌群落组成差异,暗示菌根真菌在兰科植物适应不同异质性生境过程中具有特殊的生态功能;在同一区域中共存的兰科植物,其菌根真菌群落组成具有显著差异,有效避免了不同种兰科植物对同种养分的竞争;不同生态位分化的兰科植物,其菌根真菌群落组成具有显著差异,表明菌根真菌在宿主植物的生态位分化过程中亦起到重要作用。未来还应在大尺度空间兰科植物的菌根真菌类群变化、促进种子萌发特异性真菌类群以及菌根真菌的生态功能等方面加强研究。期望能为从事相关研究的业界同仁提供参考,并为兰科植物多样性保护及生态恢复提供理论参考。