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。

铁皮石斛组培苗与菌根真菌共培养过程中的相互作用

由于人为的滥采滥挖和野外生境的退化,使得铁皮石斛(Dendrobium officinale)这种名贵的中药材一直处于极度濒危的状态。为了从菌根真菌的角度给人工保育铁皮石斛提供理论指导,对铁皮石斛的组织培养苗人工接种‘GDB181’菌株(Epulorhiza sp.)。培养60d后,接菌苗平均鲜重增长率比对照苗高出了84.8%。在营养元素含量方面,接菌苗的B、Si、Fe、Cu和Mn元素含量的净增率分别为780%、533%、192%、191%和128%,均在100%以上;其他元素含量也有不同程度的增加(除Zn外),结果证明两者有效地建立了共生关系。在显微和超微结构的观察中发现:真菌菌丝随机破坏铁皮石斛的根被入侵到外皮层,并从外皮层细胞不断扩展延伸到皮层的大型细胞,最后在大型细胞中被分解消化。在真菌侵染过程中,被侵染的皮层细胞的细胞壁严重扭曲变形,菌丝在皮层细胞形成菌丝结,菌丝结常位于细胞核附近或包围细胞核。在皮层的大型细胞中,菌丝细胞被植物的溶酶体包围,部分或全部被消解,出现脱壁或失去细胞质甚至成为空腔等变化,最终形成衰败的菌丝残骸,溶酶体也随之消失。溶酶体分布越多的部位,菌丝细胞消解变形越严重。含有菌丝残骸的皮层细胞可被新侵染的菌丝重新定殖,这一菌丝侵染被消化再侵染的过程在铁皮石斛生长发育过程中可不断重复发生。

铁皮石斛发酵酒的工艺优化研究

该试验主要研究了芽孢杆菌(Bacillus)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)发酵制备铁皮石斛酒的工艺参数。以铁皮石斛为主要原料,通过单因素及正交试验优化铁皮石斛发酵酒的生产工艺。结果表明,其最优生产条件为芽孢杆菌∶酿酒酵母菌=1∶10(V/V),菌种活化液添加量为2%,发酵温度为30℃,发酵时间7d。在此工艺条件下,制得的铁皮石斛发酵酒色泽均匀,口感适宜,入口柔和,香气宜人,感官评分可达97.5分,总酸为9.3g/L,酒精度为5.13%vol。

真菌对铁皮石斛原球茎酶活性和胞外pH的影响

小菇属真菌制成诱导子处理铁皮石斛的原球茎 ,引起原球茎胞外pH分两个阶段升高 ,不同方法制作的诱导子对胞外pH的影响不同。诱导子还诱导原球茎苯丙氨酸解胺酶 (PAL)、过氧化物酶 (POD)和脂氧合酶 (LOX)活性的升高。PAL和POD活性伴随着胞外pH的升高 ,也呈现两次升高的特点。

椰衣(果皮块)介质作为红掌和石斛兰栽培基质的初步研究

椰子果皮块是椰子重要加工废弃物。本文以在海南文昌市不同大小的椰果皮为材料,通过设定8个处理(YKD1、YKD2、YKD3、YKM1、YKM2、YKX1、YKX2、YKX3),分别测试各个处理的矿质元素及不同处理对红掌和石斛兰生理指标变化的影响。结果表明:以根系活力和叶绿素含量作为重要的指标评价,混合处理的叶绿素含量和根系活力较高,尤其是YKX3处理显著高于自然处理,表明混合处理较适于红掌和石斛兰生长发育;红掌可以在YKX1、YKX2、YKX3处理中正常生长发育,YKX3处理最适于石斛兰生长发育。该研究结果对开展椰子废弃物综合应用具有重要意义。

石斛篓象的取食行为与防治研究

石斛篓象成虫有其独特的取食行为习性:喜食叶片柄端(0～1/3)、茎干顶端(2/3～1),成虫一般只从叶的背面取食。应加强石斛苗移栽前的处理以及移栽后的监测和管理;可在石斛篓象幼虫、成虫的盛发期,依据特有的危害症状分别对其进行人工防治;可在石斛篓象成虫产卵高峰期后(1月底)采收3年生及以上石斛植株,从而减少田间虫口基数。化学农药防治成虫时,要重点喷施在叶片背面和茎干顶端。

浅述云南石斛资源现状及开发利用技术

石斛是常用名贵中药材,应用广泛。但石斛属植物自然繁殖力极低,生长缓慢,加之掠夺性采挖,致使野生石斛资源已经严重枯竭。石斛的栽培也一直存在着成活率低、产量低等问题,因此,石斛药源一直处于紧张状态,亟待解决。结合云南省林下资源开发,走组织培养与栽培相结合之路,通过人工栽培扩大资源量,实现石斛资源的保护和可持续利用。

华石斛胶膜菌的菌种鉴定及其发酵液中氨基酸的检测

从华石斛(Dendrobium sinense T.Tang et F.T.Wang)根部中分离得到1株真菌S1。通过显微镜观察菌丝形态,PCR扩增ITS-5.8S rDNA序列,测序并在NCBI中进行同源比较,确定其种类;采用高效液相色谱法对该菌株发酵液中的游离氨基酸进行检测。结果表明:根据形态学和分子生物学鉴定的方法,将从华石斛分离的S1菌株鉴定为胶膜菌科(Tulasnellaceae)胶膜菌属(Tulasnella sp.)真菌,该菌在PDB和DE发酵液中均检测到17种氨基酸,其中脯氨酸(Pro)、半胱氨酸(Cys)和赖氨酸(Lys)3种氨基酸含量远高于其他氨基酸的含量。

云南石斛农业生产环节SOP规程构建的探讨

现对云南濒危天然药材资源—云南石斛农业生产环节的SOP体系的构建进行了探讨,提出了涵盖种质资源基地、良种繁育基地、商品生产基地的农业生产环节的SOP体系构建,阐述了云南石斛这一濒危中药材资源的拯救、开发利用与商品化生产的有机结合需要对组培快繁技术环节、种质改良防退化的育种工作环节以及无公害栽培环节加以综合规划和管理,使之形成一个良性循环发展的云南石斛生产的SOP规程体系。

铁皮石斛发酵酒品质特性研究

以铁皮石斛为原料,研究了产乳酸芽孢杆菌(Bacillus sp.)DU-106和酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)171发酵铁皮石斛酒的理化性质,并测定了发酵前后的活性成分、有机酸组成及含量、发酵酒体组成成分变化。结果表明,最佳发酵条件为芽孢杆菌∶酿酒酵母=1∶10(V/V),接种2%菌种活化液,30℃发酵7 d。此优化条件下,铁皮石斛酒的p H值为3.75,总酸含量为0.98%,酒精度为5.2%vol,可溶性固形物含量8%。发酵后多糖含量增加至4.99 g/L,花色苷含量增加至16.82 mg/L,有机酸含量发生明显变化,其中酒石酸、乳酸、乙酸、柠檬酸含量分别升高至280.39 mg/L、126.28 mg/L、55.19 mg/L、16.78 mg/L,苹果酸含量由53.01 mg/L降低至33.86 mg/L,且发酵前后组分差异显著,发酵后产生了2,5-二羟基-3-噻吩羧酸等化合物。混合菌发酵促进了铁皮石斛中有益物质的溶出,提高了铁皮石斛酒的营养价值。

苦荞石斛叶复合发酵酒的工艺优化

以苦荞和铁皮石斛叶为主要原料,以酒精度和总酸含量为指标,通过单因素试验及正交试验优化苦荞石斛叶发酵酒的生产工艺。结果表明,其最优发酵条件为发酵时间9 d,接种量1.5%,发酵温度32℃,白砂糖添加量18%。在此工艺条件下制得的苦荞石斛叶复合发酵酒香气宜人,酸度适中,总酸为8.8%,酒精度为7.8%Vol。

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。

瘤菌根菌对铁皮石斛生长和营养成分的影响

【目的】了解瘤菌根菌与铁皮石斛建立共生关系后对植株地上部生长和营养物质积累的影响。【方法】通过液体培养瘤菌根菌属菌株,浇灌无菌盆栽铁皮石斛苗的根部共培养,观察铁皮石斛植株的农艺性状的变化,并比较不同年限铁皮石斛鲜条的营养物质含量的变化。【结果】接菌处理的铁皮石斛盆栽苗比未接菌的对照生长旺盛,叶色浓绿,植株健壮,1年条和2年条的有效茎杆数分别增加了65.67%和74.25%,单茎重分别增加了55.29%和51.45%,差异显著(P<0.05),提高了铁皮石斛的产量。接菌后还提高了粗多糖、石斛碱、粗蛋白和氨基酸的含量,其中接菌后1年条的粗多糖和粗蛋白含量较未接菌的对照分别提高了30.39%和18.7%,差异显著(P<0.05);接菌后1年条和2年条的氨基酸总量显著增加,分别增加了27%和30.25%;粗纤维和灰分的含量在接菌后减少,分别减少了17.76%和36.36%,差异显著(P<0.05)。【结论】接入瘤菌根菌能够显著提高铁皮石斛的产量和营养成分的含量,说明增加产量与提高营养物质含量并不矛盾,这对铁皮石斛的有机菌肥的开发应用、人工栽培有机种植以及鲜条采收时间具有重要的指导意义。

胶膜菌属真菌S7(Tulasnella sp.)促进铁皮石斛种子萌发代谢产物研究

胶膜菌属真菌S7(Tulasnella sp.)能与兰科植物铁皮石斛的种子共生萌发,其提取物也有促萌发活性.本文首先通过活性跟踪确认菌丝体提取物乙酸乙酯(ethyl acetate fraction of mycelium extract,MyE-E)馏分,发酵液提取物石油醚(petroleum ether fraction of fermentation broth extract,FBE-P)和乙酸乙酯(ethyl acetate fraction of fermentation broth extract,FBE-E)馏分是S7提取物的活性部位;进而通过柱层析、液相制备等技术从FBE-E馏分分离化合物并检测其活性.从FBE-E分离的12个化合物,经鉴定为:邻苯二甲酸二异丁酯(1)、邻苯二甲酸二丁酯(2)、吲哚-3-甲醛(3)、香草酸(4)、异香草酸(5)、丁香酸(6)、反式阿魏酸(7)、3,5-二羟基苯甲酸(8)、3,4-二羟基苯甲酸(9)、吲哚-3-甲酸(10)、1,5,5-三甲基-6-乙酸基-环己烯-3-酮(11)和苯甲醇(12).在1/2MS培养基上,化合物4和12分别为1和100μmol/L时有加快种子萌发和促进原球茎发育的作用;化合物3和10为100μmol/L时有加快种子萌发的作用.本文研究首次明确了萌发菌S7促进铁皮石斛种子萌发的代谢产物.

石斛篓象成虫的寄主选择行为研究

【目的】揭示石斛篓象成虫对不同寄主的选择行为机制,发展新型害虫防治技术。【方法】采用陷阱式嗅觉测量仪、叶碟法分别测定石斛篓象成虫对4种石斛茎、叶的嗅觉反应和取食反应,采用罩笼试验测定成虫对4种寄主整株植物的选择行为。【结果】供试的4种寄主石斛中,鼓槌石斛(Dendrobium chrysotoxum)1年生叶对雌、雄成虫均有一定的引诱作用,而1、2年生茎的气味对雌、雄成虫选择反应差异不显著。石斛篓象雌、雄成虫均最喜食球花石斛(D.thyrsiflorum),尤其喜食球花石斛1年生茎、叶。罩笼试验结果表明,雌、雄成虫对球花石斛的选择性均显著高于其他3种石斛,而对1年生球花石斛的选择性又显著高于2年生。【结论】该研究结果提示我们可采用鼓槌石斛1年生茎、叶气味物质和球花石斛品种的科学组合或不同石斛品种科学搭配的栽培方法来控制该象甲危害。

胶膜菌属真菌S7糖类成分对铁皮石斛种子萌发的影响

目的研究胶膜菌属真菌S7(Tulasnella sp.)糖类成分对铁皮石斛种子萌发的影响。方法通过水提醇沉法制备S7菌丝多糖和发酵液多糖。三氟乙酸水解制备菌丝多糖和发酵液多糖的水解物。利用柱前衍生高效液相色谱法(PMP-HPLC)测定多糖的单糖组成。在水琼脂和1/2 MS培养基中分别添加菌丝多糖及其水解物,发酵液多糖及其水解物,以及菌丝多糖特有单糖组分和混合单糖组分,研究S7糖类成分对铁皮石斛种子萌发的影响。结果水琼脂培养基对照组(WACK1)萌发率(88.65±4.71)%,种子能萌发至3级(原球茎)。与WACK1相比,添加菌丝多糖及其水解物对萌发率没有显著影响(P>0.05),但种子能萌发至4级(1片叶);添加发酵液多糖水解物能显著降低萌发率(P<0.05)。菌丝多糖由葡萄糖、半乳糖、葡萄糖醛酸、木糖、甘露糖、岩藻糖、核糖和阿拉伯糖组成,摩尔比为15.05∶1.00∶0.70∶0.35∶0.30∶0.29∶0.13∶0.13。发酵液多糖由阿拉伯糖、半乳糖、木糖和葡萄糖醛酸组成,摩尔比为1.22∶1.00∶0.71∶0.47。岩藻糖是菌丝多糖特有的单糖组分。1/2 MS培养基对照组(MSCK)萌发率和5级萌发率(2片叶)分别为(98.10±0.46)%和(50.97±4.33)%。与MSCK相比,添加0.20~20 mg·L-1岩藻糖对萌发率没有显著影响(P>0.05),但5级萌发率有显著提高(P<0.05),是MSCK的1.36~1.47倍。结论S7菌丝体多糖及其水解物具有促进铁皮石斛原球茎发育的作用,岩藻糖是S7菌丝多糖水解物中促进种子萌发后进一步分化发育的活性成分。

胶膜菌属真菌S7(Tulasnella sp.)及提取物对铁皮石斛种子萌发的影响

兰科植物种子细小,无胚乳,自然条件下依赖共生的真菌为其提供营养实现种子萌发.前期研究表明,在燕麦琼脂(oatmeal agar, OMA)培养基上与兰科铁皮石斛种子共生培养时,胶膜菌属真菌S7(Tulasnella sp.)能促进种子萌发.本文用S7培养物在6种基质上进行播种实验,考察S7的田间使用效果;将S7提取物分别加入OMA和MS培养基中,考察S7提取物对铁皮石斛种子萌发的影响.研究发现:(ⅰ)不使用S7,种子在3种基质上能够出芽,最高出芽率为1.96%±1.26%,在1种基质上能形成幼苗,最高成苗率为0.96%±1.07%.使用S7,种子在6种基质上都能够出芽并形成幼苗;种子在泥炭土:锯末(1:1)基质上的萌发效果最好,出芽率和成苗率分别达到26.68%±6.26%和20.97%±6.93%.这些结果验证了S7具有促进铁皮石斛种子萌发作用,可应用于田间播种,同时说明播种基质能够影响S7的作用.(ⅱ) OMA培养基中添加高浓度S7菌丝体提取物后,培养50天形成原球茎,比对照组提前了20天;60天时形成叶片,对照组原球茎未见继续发育;培养80天种子萌发率为54.90%±2.46%,与对照组相比提高了57.6%(P<0.05),出芽率为9.11%±4.17%,对照组仅为0.41%±0.38%.这些结果提示, S7菌丝体提取物中含有可以促进种子萌发与原球茎发育的物质.本研究为进一步探索该菌的实际应用价值,并探索共生真菌中促进兰科种子萌发的活性代谢产物奠定了基础,为兰科种子共生萌发的机制研究开拓了新的思路.

药用石斛规模化种植中的病害问题及防治策略

近年来药用石斛种植产业在浙江、云南、安徽、贵州等省发展迅速,逐渐进入规模化生产。随着种植年限的增加和种植面积的扩大,人工栽培过程中的病害问题日益凸现,并有逐渐加重的趋势。该文结合文献报道及实地调研,对我国目前石斛种植中病害的种类、发病规律、地区差异、防治措施等进行综述,根据病害发生特点及影响流行的因素,指出当前生产中石斛病害防治中存在的问题,阐明病害在石斛种植产业发展中的制约作用。提出加强基础研究,建立石斛种质抗病评价方法,以调节设施栽培环境等农业措施为重点,配合农药的合理使用的病害综合防治策略。

云南绿春石斛属植物资源及其开发利用

通过对绿春县特别是黄连山自然保护区范围内的调查,公布了该县野生石斛的种类、生长环境、地理分布和用途等.分析了其资源保护和开发利用的现状、前景,提出了相应的保护和开发利用的可行性建议.

菌根栽培铁皮石斛的研究

目的为菌根真菌在铁皮石斛栽培生产中的应用奠定基础。方法以生物量为指标,在种植基地筛选出优势菌株;进一步考察其初始用菌量和补充施用对铁皮石斛生长和化学成分的影响。结果栽培16个月,接种优势菌株M2(Mycena sp.)的3个处理组茎干重均显著高于对照组(P<0.05);其中初始用量1.0 g·丛^(-1)的处理(M)茎干重最高,比对照提高了39.2%,比初始用量0.5 g·丛^(-1)的处理(L)提高了11.1%(P<0.05);菌根栽培对铁皮石斛茎多糖化学性质基本没有影响,能提高茎中柚皮素和联苄类化合物含量。菌根栽培后补充施菌,能增强M2促进植物生长的作用,补充施菌组茎干重比未补充施菌组提高了18.0%(P<0.05),但补充施菌对多糖化学性质有一定影响。结论菌株M2用于铁皮石斛的栽培生产有良好的应用前景。