土生空团菌与虎榛子形成的菌根及其对虎榛子生长的影响

Ostryopsis davidiana is a special species in China, and is also advantagous shrub of Daqing Mountains weak ecological system; Cenococcum geophilum (Fr.) spread widly in the world and have strong adaptability. C.geophilum (Fr.) applied to experiments can be isolated from O.davidianas thin roots. It can be proved by seedling back-inoculation to O.davidiana that inoculated mycorrhizae infectious rate reaches to 67.2, and that formed mycorrhiza is the same as wild mycorrhiza. It was found that the typical sclerotium organs in seedling back-inoculation substrate. The experiments prove that C.geophilum(Fr.) has no obvious affect on O.davidianas overground parts, however, it has apparent promotion to growth of ground iameter and roots. Inoculation disposal root/shoot ratio is 2.18 times more than comparative disposal one. This may be the reason that O.davidiana can grow normally while other plants on Daqing Mountain become degraded and extinct.

土生空团菌(Cenococcum geophilum Fr.)的菌种鉴定及其遗传多样性的初步分析

【目的】鉴定外生菌根真菌土生空团菌(Cenococcum geophilum Fr.(Cg))菌种,分析土生空团菌的遗传多样性,探讨影响土生空团菌遗传分化的因素。【方法】采用形态特征结合PCR方法,从分离自6种寄主植物的27个中国菌株和来自法国的5个Cg菌株中鉴定出20个Cg菌株。利用PCR-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)和随机扩增片断多态性DNA(RAPD)两种分子标记方法对这20个Cg菌株进行遗传多样性分析。【结果】PCR-RFLP方法以通用引物ITS1和ITS4对20个Cg菌株的核糖体DNA转录间隔区(ITS)进行了PCR扩增,扩增产物用3种内切酶(EcoRⅠ、HinfⅠ和MboⅠ)酶切,酶切图谱显示菌株间有明显差异。RAPD方法用经过筛选的随机引物(5'-CGCACCGCAC-3')对20个菌株的基因组DNA进行PCR扩增,扩增产物的片段大小在300～2000bp范围之间,共产生19个多态性位点。根据电泳图谱上DNA带的数目、位置及强度进行数值化,用聚类分析软件计算菌株间的遗传距离和遗传相似性,根据遗传距离构建20个菌株的系统聚类图。【结论】来源于不同寄主及地域的20株Cg有着较丰富的遗传多样性;地理环境和寄主对Cg遗传多样性的影响不大。

浅析土生空团菌自然侵染率与植被、根际土壤因子的关系

为了明确土生空团菌环境适应机理,以内蒙古地带性植被为研究对象,调查和测定了不同森林类型区土生空团菌自然侵染率、植被类型、土壤养分含量变化,探讨土生空团菌自然侵染率与植被、土壤因子的关系。结果表明,从植被类型来看,大兴安岭兴安落叶松、黑里河油松、大青山虎榛子、乌拉山白桦、贺兰山青海云杉等宿主植物土生空团菌自然侵染率均为30%以上,不同森林类型区油松土生空团菌自然侵染率也存在一定的差异。从根际土壤因子分析,土生空团菌自然侵染率与根际土壤有机质(r=0.492)、全氮(r=0.479)呈明显正相关(P<0.05),与根际土壤速效磷(r=0.575)呈极显著正相关(P<0.01)。

土生空团菌(Cenococcum geophilum Fr.)菌株筛选及其与油松幼苗合成效应

本文采用菌落形态观察和分子生物学相结合的方法,对11个菌株进行鉴定。并通过土生空团菌菌株筛选及其与油松幼苗合成试验,探讨土生空团菌菌根形态及其对宿主的作用。结果表明:(1)从菌落颜色形态特征和rDNAITS序列的Blast比对结果来看,本文所选的11个菌株均为土生空团菌的菌种。(2)优良土生空团菌与油松幼苗的根系共生,形成典型的外生菌根,菌根感染率达20.1%,而对照苗无菌根感染现象。(3)土生空团菌对油松幼苗生长的影响:菌根苗总生物量比对照提高186.7%;叶干重增加152%;根干重增加294.3%;根茎比提高189.4%;苗高增加56.5%;侧根数增多166.7%,对促进油松幼苗生长作用明显。

大青山油松人工林地根际土壤理化因子对土生空团菌分布的影响

[目的]为明确菌根与根际土壤环境的互作关系。[方法]以大青山油松人工林为研究对象,探讨大青山油松人工林地根际土壤理化因子对土生空团菌分布的影响。[结果]油松人工林地阴坡中部位根际土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量均高于阴坡下部、阴坡上部,而土生空团菌主要分布在油松人工林地阴坡中部样地。[结论]油松人工林地根际土壤理化因子对土生空团菌分布具有一定的影响。

虎榛子愈伤组织对土生空团菌菌丝生长的影响

新研究表明植物不能形成菌根的障碍是缺失一种植物形成菌根的信号物质,这种信号物质可以诱导菌根真菌菌丝的生长和分枝,为下一步研究植物与外生菌根真菌互作的生化机制和互作过程中的信号传导途径提供理论基础,建立虎榛子愈伤组织与其外生菌根真菌的共培养体系,在纯培养条件下采用干重法,测定虎榛子愈伤组织、愈伤组织匀浆液和愈伤组织分泌物对2株土生空团菌[Cenococcum geophilum Fr.(Cg)]菌株生长的影响。结果表明,供试Cg菌株与宿主的愈伤组织共同培养可以明显地促进菌丝的萌发和生长,而愈伤组织匀浆液和愈伤组织分泌物也可促进菌丝体早期生长,其中共培养法培养促生作用最强,尤为突出,2菌株单菌落的生物量分别达到63.5mg和45.2mg。初步研究表明,虎榛子愈伤组织与菌根菌共培养可以明显促进菌丝生长,证明虎榛子愈伤组织细胞在生长的过程中会分泌一类生化物质对外生菌根真菌菌丝的生长有促进作用,但究竟有哪些物质在起作用,是进一步研究的内容。

土生空团菌的遗传多样性分析

为了研究土生空团菌的遗传多样性,对来自中国、美国、瑞士和法国等菌株的rDNA ITS区进行序列分析,利用Popgene32和phylip软件进行数据计算和聚类分析。序列分析表明土生空团菌rDNA ITS区的序列长度为422–447bp,遗传距离在0.000–0.051之间。居群结构和聚类分析结果表明:(1)土生空团菌有一定的遗传多样性,且遗传差异主要来自于居群内;(2)基因流Nm>1,遗传漂变不是导致土生空团菌居群遗传分化的主要因素;(3)土生空团菌的遗传分化受到地理环境的影响,而与宿主来源没有明显相关性。

土生空团菌培养基优化与摇瓶培养

在单因素试验的基础上,通过正交试验对CgSO1、CgSB2、CgO5和SPOP2这4株土生空团菌[Cenococcumgeophilum Fr.(Cg)]的培养基配方分别进行了优化.结果发现,来源不同的Cg菌株对培养基组分需求存在一定差异,碳氮源、微量元素、无机盐以及维生素都不相同,CgSO1、CgSB2、CgO5对葡萄糖和麦芽汁的混合C源以及牛肉浸膏利用最好,SPOP2对麦芽汁以及酒石酸铵的利用最好,适量的微量元素、无机盐以及维生素B1会促进Cg的生长.经平板培养基优化后的培养基配方可应用到液体培养中,这4株Cg菌经液体培养后菌丝产量分别达到了13.2、12.4、18.9和15.1g/L,均可满足液体发酵的生产要求.

土生空团菌对白云母的风化作用及解钾特性

【目的】为了提高森林土壤含钾硅酸盐矿物利用率和改善树木钾素营养,探讨外生菌根真菌对白云母矿物的解钾及风化效应。【方法】通过5种外生菌根真菌在贫钾条件下与白云母的相互作用,考察了3种常用培养基对菌株解钾能力的影响;采用解钾效果最高的土生空团菌在Modified Melin-Norkrans(MMN)培养基条件下,进一步研究了21d浸出过程中主要矿质元素的释放量、生物量、剩余葡萄糖量、产生的小分子有机酸种类及含量、菌丝-矿物微环境的改变,利用扫描电子显微镜观测白云母被风化的痕迹。【结果】培养基对不同外生菌根真菌解钾能力的影响各异,其中土生空团菌在MMN培养基条件下解钾能力最强,其解钾量与生物量、剩余葡萄糖量、pH值显著相关。土生空团菌能够分泌有助于菌丝-矿物粘附的胞外多糖以形成菌丝-矿物微环境,并富集有机酸,促进微环境内钾的释放;菌丝不仅能够粘附在白云母表面产生刻蚀作用,还能破坏矿物深入其内部。【结论】外生菌根真菌具有促进白云母风化并释放钾素的能力,这种能力可能与菌丝、有机酸、多糖的协同作用有关。

萝卜对土生空团菌菌丝生长的影响

纯培养条件下,测定了十字花科植物萝卜(Raphanus sativus L.)种子、幼苗、根系分泌物及幼苗提取物对土生空团菌[Cenococcum geophilum Fr.(Cg)]菌株CgSO1、CgSB2、CgO5、SPOP2和Cg5#菌株生长的影响。结果表明供试Cg菌株与萝卜种子共培养,或将萝卜根系分泌物和幼苗提取物加入到培养基中,均促进了Cg菌丝生长。高温灭菌处理使萝卜根系分泌物和幼苗提取物对Cg菌株的促生作用更强,而高温灭菌后的萝卜幼苗段对菌株生长影响不大。其中经高温灭菌处理的幼苗水提取物对5菌株的促生作用最大,CgSO1、CgSB2、CgO5、SPOP2和Cg5#每菌落的菌丝干重分别达到:54.8、45.8、63.9、41.2和50.5 mg。

土生空团菌(Cenococcum geophilum Fr.)18S rDNA中的Ⅰ型内含子

【目的】分析土生空团菌[Cenococcum geophilum Fr.(Cg)]18S rDNA中Ⅰ型内含子的核苷酸序列和二级结构特征,探讨影响土生空团菌遗传多样性的因素。【方法】对23个Cg菌株18S rDNA的3'端进行PCR扩增,对其中14个菌株的扩增片段测序。利用MAGE version 4.0软件构建Neighbor-Joining系统发育树,利用Mfold预测内含子的二级结构。【结果】序列分析表明,19个中国菌株中14个在18S rDNA中有Ⅰ型内含子。结合GenBank中的相关数据,可知Cg菌株18S rDNA中内含子的序列长度为488-590 nt,显示出92.3%-100%的同源性。在其5'端序列比较保守,在3'端序列差异较大。二级结构分析表明Cg菌株18S rDNA中的内含子都有10个配对区(P1-P10),在P5区域由P5,P5a,P5b,P5c,P5d组成,在P9的3'端有2个配对区(P9.1、P9.2)。【结论】来源于不同寄主及地域的Cg菌株有丰富的遗传多样性,本文没发现地理因素和寄主来源对Cg的遗传分化有影响。

外生菌根真菌土生空团菌种群遗传多样性与结构研究

土生空团菌Cenococcum geophilum是生态系统中广泛分布的外生菌根真菌,具有丰富的遗传多样性和重要的生态功能。为揭示土生空团菌的种群遗传多样性和结构,本研究对采集自中国10个森林地点的桦木科Betulaceae、壳斗科Fagaceae和松科Pinaceae植物根系219份样品高通量测序的土生空团菌ITS2序列进行分析。结果表明4380条土生空团菌ITS2序列共划分为137个单倍型(Hap1-Hap137),其中Hap1是3科植物的优势单倍型并分布于所有地点,有48个单倍型分布于少数几个地点,但有88个单倍型仅分布于单个地点。非参数(Kruskal-Wallis)检验结果表明地点对土生空团菌单倍型的丰度和多样性具有显著影响,而宿主植物科对其无显著影响。分子方差分析(AMOVA)结果显示土生空团菌在10个地理种群间和3个植物科种群间的遗传分化均不明显,而遗传分化主要来自于种群内的个体差异。基于K-2P遗传距离的邻接法(NJ)树显示10个地理种群可以划分为3支,壳斗科土生空团菌种群的遗传距离比桦木科和松科远。土生空团菌单倍型组成在不同地点间和不同植物科间均有明显差异,有些土生空团菌单倍型具有地点和植物科的偏好性。研究结果为进一步揭示土生空团菌遗传多样性的生态功能提供科学依据。

一种有效地提高银杉人工菌根苗诱导率的方法

银杉（Cathaya argyrophylla）是一种极其珍稀的濒危松科植物。该研究建立了一种有效的银杉人工菌根诱导技术。通过将银杉种子播种于琼脂培养基7d后，切除1／5—1／3的种皮以及胚乳，从而使银杉种子的发芽率达到60％以上；同时筛选出既适合外生菌根菌土生空团菌（Cenococcum geophilum）平铺扩展生长的要求，又能满足银杉幼苗生长的培养基RM，使银杉的侧根能最大程度地与菌丝接触，确保了菌根的诱导率；通过紫外线照射加70％酒精或0．05％NaOCl的表面消毒的双重处理，使不能高压灭菌的容器达到表面消毒效果，同时验证了用该灭菌法既能达到完全的灭菌效果又不会对植物的生长产生不良影响，而且银杉小苗的菌根形成率达到87．5％。该方法对于银杉的菌根学研究以及其它基础研究具有实际应用价值。