Tree species as hosts for arbuscular mycorrhizal and dark septate endophyte fungi

A survey of 35 tree species （belonging to 28 genera in 19 families） in Aliyar, South India was carried out to ascertain their arbuscular mycorrhizal （AM） and dark septate endophyte （DSE） fungal status. All the tree species examined had AM association. AM and DSE coloni- zation is reported for the first time in 20 and 14 species respectively. Co- occurrence of AM and DSE was observed in 14 （40%） tree species. The extent of DSE colonization was inversely related to the extent of AM fungal colonization. Six tree species had Arum-type, 18 had intermediate- type and 11 had typical Paris-type AM morphology. AM fungal spore morphotypes belonging to 11 species in two genera were isolated from the rhizosphere soil. AM fungal spore numbers were not related to the ex- tent of AM colonization and Glomus dominated spore diversity. AM association individually and along with DSE were found respectively in the 63% and 44% of the economically important tree species. The occur- rence of AM and DSE fungal association in economically important indigenous tree species indicates the possibility of exploiting this asso- ciation in future conservation programmes of these species.

Transcriptome analysis for understanding the mechanism of dark septate endophyte S16 in promoting the growth and nitrate uptake of sweet cherry

Sweet cherry is one of the most popular fresh fruits in the world.Previously,we isolated a soilborne dark septate endophyte(DSE)strain,S16,which promoted the growth of Gisela 5 sweet cherry rootstock.However,little is known about the molecular mechanism of the effect of S16 on the growth of sweet cherry.In this study,the physiological parameters and transcript profiles of sweet cherry roots were analyzed under S16 treatment compared with a control to elucidate the molecular mechanisms of the effect of this strain on sweet cherry growth.After inoculation with S16,sweet cherry seedlings exhibited more vigorous growth.Moreover,we identified 4249 differentially expressed genes(DEGs)between S16-treated plants and the control.Many of the DEGs are involved in pathways related to plant growth,such as cellular metabolic and plant hormone pathways.Additionally,some genes involved in nitrate regulation were also enriched;and these genes may be involved in the regulation of nitrate uptake in plants.Physiological index detection demonstrated that S16 could improve the nitrate assimilation of sweet cherry via NO3–transporters.This RNA-seq dataset provides comprehensive insight into the transcriptomic landscape to reveal the molecular mechanisms whereby the DSE influences the growth of sweet cherry.

深色有隔内生真菌(DSE)功能和重金属耐性机制研究进展

重金属污染具有滞留时间久、难恢复和难治理等特点,重金属污染土壤修复备受关注。深色有隔内生真菌(Dark septate endophytes,DSE)可与多种植物建立良好的共生关系,其在促进植物生长、与植物联合共生增强植物对重金属的耐性机制及修复重金属污染土壤方面发挥着重要作用。为系统阐述DSE功能及其对重金属耐性机制,本文综述了DSE的结构特征及定植规律,其促进宿主植物生长的作用机制,重点分析了重金属胁迫下DSE的应答机制(吸附螯合、调控基因表达、抗氧化应激和“区室化”作用等),总结了DSE-植物共生体系在修复重金属污染土壤中的应用现状和前景,以期为DSE在重金属污染环境中的应用提供理论参考。

宁夏沙生药用植物AMF、DSE侵染特征及DSE鉴定

为研究宁夏沙生药用植物根系丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)的侵染特征及DSE物种多样性,在宁夏各地采集健康的黄耆、苦豆子和柠条等13种沙生药用植物的根样,显微观察AMF和DSE的侵染特征,采用形态学结合分子生物学鉴定,研究DSE物种多样性。结果表明:13种植物根系中均有AMF定植;除乳浆大戟外12种植物根系均有DSE定植;AMF定植率高于DSE定植率。在苦豆子、沙蒿、沙冬青、黄耆、柠条5种植物根系分离得到4株DSE菌株,分别是Cladosporium cladosporioides、Alternaria sp.、Aspergillus fumigatus、Paraphoma chrysanthemicola。

无人机飞播参数优选与DSE浸种荞麦生态修复效应研究

陕北矿区地势复杂多变、地形沉陷及地裂缝导致机械生态修复困难,基于北方天途八旋翼无人机,以荞麦为试验对象,研究了飞播参数对无人机飞播作业的影响,并探究了深色有隔内生真菌(DSE)浸种后无人机飞播荞麦生态修复效应。结果表明:飞播参数对荞麦种子有效幅宽与飞播均匀性有显著影响,获得无人机最优飞播参数为高转速、飞行高度2.5 m、飞行速度4 m/s、作业间距6 m;该飞播参数下荞麦DSE接菌区,其生长期株高、地径和地上生物量分别比对照区提高了11%、25%、49%;接种DSE可有效提高荞麦叶片叶色值和光合速率,促进荞麦根系生长,提高荞麦产量和品质,无人机飞播联合DSE浸种促生技术可为西部煤矿区复杂地形生态修复奠定技术基础。

叶面涂抹DSE菌液对蛋白桑生长发育影响及其生态修复前景

微生物复垦技术在西部干旱–半干旱煤矿区生态修复中已被广泛应用,便捷的微生物菌剂施用方式对于提高采煤沉陷地生态治理效率具有重要意义。试验以蛋白桑为研究对象,供试菌剂为深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE),采用温室盆栽试验,设置DSE菌液根际接种(GXZR)、DSE菌液叶片涂抹(YMTM)和对照蛋白桑(CK)3个处理,探究不同菌液接种方式对蛋白桑生长发育影响及其生态修复前景。结果表明,与CK相比,YMTM与GXZR处理均能显著提高蛋白桑地上生物量,增加幅度为1.9~3.3倍;同时YMTM与GXZR处理促进了蛋白桑对土壤C、N、P的吸收,全碳分别提升164.8%和121.8%、全氮分别提升177.7%和132.4%、全磷分别提升113.6%和28.7%。此外,YMTM与GXZR处理蛋白桑的相对饲用价值显著提升1.04和1.07倍。这些结果表明,DSE叶面涂抹促进蛋白桑对土壤C、N的吸收,使蛋白桑株高、冠幅、根茎叶生物量也得到显著提升,具有较强的碳汇作用。此外,DSE菌液叶面涂抹能够使DSE快速定殖于蛋白桑叶片,具有养分吸收快、利用率高、见效快的特点。因此,DSE叶面涂抹可作为一种新的微生物菌肥施用方式在矿区生态修复中应用,为煤矿区土地复垦与生态修复提供技术支撑。

土层重构模式下接种DSE对玉米根系形态及水分利用的影响

干旱半干旱区煤矿露天开采破坏了地表形态,加速水土流失,水资源的缺失严重影响了露天矿排土场植被恢复的效果。土层重构与微生物修复技术为解决露天矿排土场植被缺水困境指明了方向,但目前对土层重构下植物根系形态特征与土壤水分利用的关系以及深色有隔内生真菌(DSE)在其中起到的重要作用缺乏足够的认识,因此,本研究旨在探究土层重构模式下玉米根系生长和水分利用情况以及DSE的作用机制。研究对象为玉米,在温室进行为期4个月的土层重构室内模拟试验。试验布设3组处理,分别为空白对照(N-CK)、土层重构不接种DSE(L-CK)、土层重构且接种DSE(L-DSE)。试验结果表明:①与纯砂土处理相比,土层重构处理的玉米根系总根长度降低了39.7%,根系中小于0.3 mm细根的比例提高了8.86%,深层(50~70 cm)土壤水分的利用率提高了16.1%。②与土层重构不接种DSE处理相比,接种DSE玉米的叶片脯氨酸含量提高了69.8%,30~50 cm土层根系根尖数、比根长分别提高了106.6%、38.5%,且深层水分的利用效率相较于纯砂土处理及土层重构不接种DSE处理分别增加了29.3%、11.1%。③玉米根系的根尖数与比根长是土层重构模式下实现对深层土壤水分高效利用的关键根系特征。综合研究表明,土层重构有助于优化玉米根系结构,提高细根所占比例及根尖数目,改善缺水环境下玉米的水分利用模式,且土层重构模式下接种DSE可以通过提高玉米叶片脯氨酸含量,优化玉米根系结构等途径提高对深层土壤水分的利用率,进而提高作物的长期抗旱能力。

DSE及其代谢物对紫花苜蓿促生作用及其矿区生态修复潜力

煤炭开采造成矿区土地生产力降低,生态脆弱问题加剧,微生物联合植物复垦技术是矿区生态修复常用手段,合适的菌剂接种方式对加快矿区生态修复具有重要意义。深色有隔内生真菌(Dark Septate Endophytes,DSE)是一类普遍存在于植物根系的内生真菌,其代谢物具有植物生长刺激素的功能。以紫花苜蓿为研究对象,在浸根方式和模拟土培方式2种接种方式下,设置DSE菌丝(HD)、代谢物(MD)、菌丝及其代谢物(HD+MD)及空白对照(CK)4个处理,探究DSE及其代谢物对紫花苜蓿的促生作用机制。结果表明:浸根方式下菌丝及其代谢物联合处理的紫花苜蓿长势最佳,总生物量、总叶绿素、根体积、全氮含量分别比对照组增加了83.78%、35.54%、132.12%、82.16%,DSE在紫花苜蓿根系定殖率可达68.89%,且以菌丝结构定殖为主。模拟土培方式下DSE代谢物对紫花苜蓿的促生作用显著,定殖以微菌核结构为主。相关性分析表明,与接种方式相比较,DSE接种处理与菌丝定殖率、微菌核定殖率、总定殖率、根长、根表面积、根投影面积呈显著正相关(P<0.05),与地上部鲜重、根鲜重、总鲜重、根体积、全氮、全钾呈极显著正相关(P<0.01)。DSE及代谢物通过定殖率和光合作用调控紫花苜蓿的生长,为矿区生态修复绿色菌肥的的开发利用提供了理论依据。

朝天委陵菜DSE的分离鉴定及动态生长特性

为明确药食两用植物朝天委陵菜(Potentilla supina)与深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)之间的关系,以酸性品红染色和直接镜检观察朝天委陵菜根内DSE的定殖情况,采用常规组织分离方法分离DSE菌株并纯化培养,利用形态学和分子生物学相结合的方法鉴定DSE菌株,通过平板和液体培养了解DSE菌株的动态生长特性.结果显示:朝天委陵菜根内有DSE菌株定殖,菌丝和微菌核定殖率分别为59.2%和10.4%;从根部分离得到19株内生真菌,其中包含9株DSE,是朝天委陵菜内生真菌优势种.经形态学观察、比较和rDNA-ITS分析,将9株DSE中的CTW-9菌株鉴定为链格孢(Alternaria alternata),登录号为MT451845,该菌株在PDA平板和PDB培养液中均可正常生长并完成生活史,菌丝能形成哈氏网和类泡囊等结构.综上所述,DSE菌株在朝天委陵菜根部有较高的定殖率,CTW-9菌株的菌丝常形成哈氏网和类泡囊等特殊结构,可能有助于植物从环境中吸收和积累水分及营养物质.

新疆沙冬青AM和DSE真菌的空间分布

2012年6月从新疆阿图什市选取康苏、膘尔托阔依(阳)、膘尔托阔依(阴)和上阿图什4个样地,采集新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus)根围0—10、10—20、20—30、30—40和40—50cm5个土层土壤样品,研究了新疆沙冬青AM和DSE真菌定殖规律以及土壤因子的生态作用。结果表明,AM和DSE真菌平均总定殖率分别为83.2%和53.22%,说明AM和DSE真菌能与新疆沙冬青根系形成良好共生关系。AM和DSE真菌具有明显空间异质性,AM总定殖率最大值在20—30cm土层,样地间表现为康苏=上阿图什>膘尔托阔依(阳)>膘尔托阔依(阴);DSE土层间无规律性变化,样地间为膘尔托阔依(阳)>膘尔托阔依(阴)>康苏>上阿图什。相关性分析表明,AM菌丝、泡囊和总定殖率与DSE定殖率极显著负相关,AM定殖强度与DSE菌丝和总定殖率显著负相关,丛枝定殖率与DSE菌丝和总定殖率极显著正相关,说明两者间存在生态位竞争。土壤速效P、总球囊霉素和酸性磷酸酶与AM总定殖率极显著正相关,pH与AM总定殖率显著负相关;脲酶与DSE极显著正相关,pH和碱解N与DSE显著负相关。

深色有隔内生真菌(DSE)对甘蔗苗生长影响初探

【目的】筛选出对甘蔗苗具有显著促生功能的菌株,为实现甘蔗生产节肥减耗、促进蔗地生态系统良性循环提供科学依据。【方法】将从日本引进的6个深色有隔内生真菌(DSE)菌株分别接种甘蔗组培苗和盆栽苗,评价其对甘蔗苗生长的影响。【结果】供试菌株能不同程度地提高甘蔗组培苗的株高和盆栽苗的干重,其中菌株LtVB3(Meliniomyces variabilis)的促生作用较为突出,接种该菌株后甘蔗组培苗株高和干重分别较对照提高了68.69%和56.66%,与对照相比均达到显著差异水平,甘蔗盆栽苗干重较对照提高40.00%,促生效果较为稳定。【结论】DSE中存在对甘蔗具有较好促生作用的菌株,其中菌株LtVB3具有较好的开发利用潜能。

深色有隔内生真菌(DSE)引进菌株对铁皮石斛的接种效应

【目的】深色有隔内生真菌(DSE)是一类与植物共生的内生真菌,研究DSE对铁皮石斛苗生长的影响,可为铁皮石斛专用菌肥的开发利用提供理论依据。【方法】试验分为7个DSE菌株分别与铁皮石斛组培苗和盆栽苗共生培养两个阶段,按不同DSE菌株接种铁皮石斛组培苗设7个处理,另以不接种菌株为对照处理,测定不同处理下铁皮石斛组培苗生长指标;按不同DSE菌株制成的菌液浇灌盆栽苗设7个处理,以未浇菌液为对照处理,测定不同处理下铁皮石斛盆栽苗生长指标。【结果】供试菌株均能与铁皮石斛苗共生,其中菌株24L-4处理的促生作用较为突出;接种该菌株后,铁皮石斛组培苗的株高、叶宽、茎径和干重分别较对照处理显著增长33.3%、65.7%、27.3%和45.1%;铁皮石斛盆栽苗的茎径、鲜重和干重分别较对照显著增长104.0%、83.9%和114.7%;显微镜观察发现该菌株的深色有隔菌丝和类似微菌核的定殖结构分布于铁皮石斛根部皮层的细胞内。【结论】DSE真菌能明显提高铁皮石斛的生产能力,具有较好的开发利用潜力。

甘蔗根围深色有隔内生真菌(DSE)的分离及接种效应

从广西8个甘蔗主产区分离得到10个DSE菌株。这些菌株的核糖体DNA的28S基因D1/D2区序列与Genbank中最相似序列构建的系统发育树结果表明:10个菌株在系统树上聚为3个大分支。其中4个菌株以68%的支持率与枝孢属Cladosporium、茎点霉属Phoma、Lophiostoma sp.和Emericella sp.聚为一大类;5个菌株在84%的支持率上与Conlarium sp.、Cercophora sp.和Schizothecium sp.聚为一大类;1个菌株与Phialocephala fortinii聚为一类,支持率为100%。10个菌株均能与甘蔗共生而无致病性,其中7个菌株接种甘蔗组培苗平均干重高于对照,选取干重最高的2个菌株接种甘蔗盆栽苗,接种处理的平均株高、茎宽、鲜重和干重均高于对照。

大石围天坑群深色有隔内生真菌(DSE)群落组成及其对先锋植物抗旱能力的影响

为探究大石围天坑群深色有隔内生真菌(DSE)资源并发掘其生态功能,采用白菜为诱饵植物对广西大石围天坑群原始森林土样中的DSE菌株进行诱捕分离,并结合形态学特征观察和ITS1-5.8S-ITS4-28S rDNA基因序列分析进行鉴定;从中选择4株DSE菌株接种当地先锋植物,进行自然干旱胁迫实验,并测定植株萎蔫指数、恢复浇水后的萎蔫率和相关生理生化指标。共从土样中分离筛选获得22个DSE菌株,分属Exophiala、Chaetothyriales、Aspergillus、Oidiodendron、Tetracladium、Schizothecium、Camarops、Chaetomium等13个属,呈现出丰富的物种多样性。干旱胁迫下,菌株TK566和TK731能在一定程度上提高任豆(Zenia insignis)和苏木(Caesalpinia sappan)这两种当地石漠化修复先锋树种幼苗的抗旱和生长能力。由于内生真菌-植物互作方式非常复杂,DSE是否从酶系统调控层面来影响植物的抗旱性则仍需进一步研究。本研究结果表明大石围天坑群DSE资源丰富,且部分菌株对提高植物抗旱性和生长具有正向作用,具有良好的开发利用潜力。

一株抗香蕉枯萎病DSE菌株的筛选鉴定及抗病机理初探

通过平皿和盆栽共生对抗法,筛选到1株对香蕉枯萎病具有防治作用的深色有隔内生真菌L-14,2种方法的防效分别达到72.4%和56.5%,接种该菌株可显著提高香蕉幼苗的鲜重。形态观察和28S r DNA序列比对分析结果表明,该菌株为裂壳菌(Schizothecium sp.)。使用该菌株浸根处理接种香蕉苗后,植株系列抗氧化保护酶如苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)及超氧化物歧化酶(SOD)的活性均显著高于对照,而菌株L-14与香蕉枯萎病菌混合接种处理样品的PPO和SOD活性显著高于单独接种处理,表明接种该生防菌能增强香蕉的抗氧化防护系统,提高其对香蕉枯萎病的抗性。

盐胁迫对2株深色有隔内生真菌(DSE)生长及营养代谢的影响

采用菌物学、生物化学等方法,对樟子松根部深色有隔内生真菌(DSE)D011和D014的分类地位进行分子验证,并从菌株生长和营养代谢的角度研究了DSE对盐胁迫的响应。结果表明:1)菌株D011和D014的ITS序列分别与Phialocephala.fortinii(D011)和P.helvetica(D014)相似度达到95%,Gen Bank登录号分别为KF973 196和KF973192;2)在Na Cl和Na2SO4胁迫条件下,DSE菌株D011和D014的生长和营养代谢与盐浓度呈明显的相关性,不同盐浓度条件下差异显著(p<0.05),在CNa C l≤0.4 mol/L和CNa2SO4≤0.2 mol/L的低中浓度盐胁迫条件下,D011和D014菌丝生长和对碳、磷相对利用率受抑制程度均较低,生长速率同对照相比相差不大,随着盐胁迫浓度的增高(CNa C l≥0.5 mol/L和CNa2SO4≥0.3 mol/L),菌株生长受到明显抑制,代谢缓慢。菌株间比较,DSE菌株D014的耐盐性好于菌株D011。

蒙古沙冬青根系DSE定殖与土壤因子典范对应分析

为进一步明确不同荒漠地区蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)根系深色有隔内生真菌(DSE)生态分布与土壤环境之间的关系,分别于2015年7月从乌海、磴口、阿拉善左旗、民勤和沙坡头5个样地采集蒙古沙冬青根围0~10、10~20、20~30、30~40和40~50cm共5个土层土壤样品,运用典范对应分析(CCA)方法系统研究了DSE生态分布及其与土壤因子的相关性.结果表明,蒙古沙冬青根系DSE分布与环境密切相关,其分布在不同样地间差异显著,定殖率表现为阿拉善左旗>乌海>沙坡头>民勤>磴口.5个样地DSE平均定殖率为52.02%,说明蒙古沙冬青与DSE能形成良好根-菌共生关系.不同样地土壤性质差异显著,对DSE分布具有重要影响.主要表现为同一样地不同土层,DSE分布与土壤理化指标均表现出浅土层大于深土层的趋势.CCA结果表明,DSE菌丝、微菌核、定殖率和定殖强度在CCA排序轴上得到较好分化.CCA二维排序图表明,乌海样地影响DSE菌丝定殖的主要土壤因子为酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(ALP)和速效P;磴口样地主要为碱解N和有机C;阿拉善左旗样地主要为ALP和pH;民勤样地主要为pH、ALP和土壤脲酶(Urease);沙坡头样地主要为ACP、Urease和碱解N.研究表明,不同地区DSE分布受不同土壤因子影响,这可为荒漠地区土壤状况评估以及改善提供依据.

甘蔗优良DSE促生菌株的筛选及田间接种效果

深色有隔内生真菌（DSE）是一类与植物互惠共生的内生真菌,研究DSE对甘蔗苗生长的影响,为探索其在甘蔗生产节肥减耗和保护蔗地生态系统中的应用提供理论依据。通过DSE与甘蔗组培苗的室内共生试验进行初步筛选,然后采用5×105 cfu/m L菌液淋根的方法在室内盆栽条件下进行复筛,再选用潜力菌株在田间测试其对甘蔗生长的影响,以期筛选出对甘蔗具有明显促生效果的DSE菌株。结果表明：在盆栽条件下所有DSE菌株（组合）接种甘蔗后甘蔗的株高、总鲜重、地上部干重和总干重与对照相比均有不同程度的提高,提高范围分别在11.4%~30.9%、7.5%~65.3%、5.3%~58.0%和6.0%~64.7%;9个菌株（组合）接种甘蔗后甘蔗的地下部干重比对照增加了0.7%~103.6%不等;在田间试验中,8个菌株（组合）中有7个接种甘蔗后甘蔗的总鲜重比对照提高了2.0%~50.1%,其中的3个菌株处理使甘蔗的株高提高了6.9%~10.0%。表明DSE真菌对提高甘蔗的生产能力和保护蔗地的生态环境具有较好的开发利用潜力。

深色有隔内生真菌S12菌株遗传转化体系的建立及GFP标记菌株的获得

【目的】建立深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE)的遗传转化体系,获得绿色荧光蛋白(GFP)标记的DSE转化子,为研究DSE在植物根系的侵染定殖行为和侵染定殖规律奠定基础。【方法】以前期从健康枸杞根系分离的1株DSE菌株枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)S12菌株为供试材料,确定潮霉素B对其的最低抑制质量浓度,然后研究菌龄(13,15,17,19和21 h)、酶解时间(1.0,1.5,2.0,2.5,3.0和3.5 h)、崩溃酶质量浓度(10,15,20,25,30和35 mg/mL)和渗透压稳定剂种类(NaCl、KCl、CaCl_(2)和MgSO_(4))对S12菌株原生质体制备的影响。采用聚乙二醇(PEG)介导原生质体转化法将PDL2质粒(含hph和gfp基因)转入S12菌株,对所获转化子进行表型、GFP荧光、PCR及拮抗活性(以尖孢镰刀菌枸杞专化型Fusarium oxysporum f.sp.Lycium barbarum LR-1菌株为靶标菌)检测,筛选与野生型S12菌株无明显差异且带有GFP标记的转化子。【结果】S12菌株在YPD液体培养基中培养17 h,以0.7 mol/L NaCl为稳渗剂,用30 mg/mL的崩溃酶酶解2.5 h,原生质体制备数量最多,为4.53×10^(6)mL^(-1)。通过PEG介导,将PDL2质粒(含hph和gfp基因)转入S12菌株,可得47株转化子,转化效率2.35株/μg,从中筛选出10株生长速度和产孢量与野生型S12菌株无明显差异的转化子。荧光观察、PCR和拮抗活性检测结果表明,外源基因已成功整合到S12菌株中,成功建立了S12菌株的遗传转化体系,并获得了GFP标记菌株,有6株转化子对LR-1菌株的抑菌率与野生型S12菌株无明显差异。【结论】成功建立了遗传稳定性良好的S12菌株遗传转化体系,筛选出了6株抑菌效果与野生型菌株相当的转化子。

植物深色有隔内生真菌(DSE)的研究进展

对公开发表的有关植物深色有隔内生真菌(Dark Sepatate Endophytes,DSE)研究资料比较分析显示,DSE在世界各种生态类型的植物根内广泛存在,但目前对此类真菌生态功能的研究还处于起步阶段。为了给DSE的更深入的研究提供有启发意义的思路和框架,文章回顾和讨论了DSE的研究历史、类群组成、生态分布和可能的生物学功能。认为DSE—植物共生应当具有多方面的功能而非仅限于促进植物对营养的吸收。强调这一类群鲜为人知的根定植真菌的广布性和潜在的生态学意义,以引发研究者对此类真菌的广泛兴趣。