石 鑫,王朝恩,劉 勇,姜海燕,靳善童
(內蒙古農業大學林學院,內蒙古呼和浩特 010019)
沙地云杉內生真菌分布
石 鑫,王朝恩,劉 勇,姜海燕*,靳善童
(內蒙古農業大學林學院,內蒙古呼和浩特 010019)
摘要[目的]明確沙地云杉內生真菌的種群分布。[方法]利用傳統分離培養方法,分離、培養、鑒定沙地云杉內生真菌的種群組成。[結果]從沙地云杉各部位樣品中共分離到內生真菌146株,其中有21株未產孢,經顯微鏡形態觀察鑒定,產孢的125株內生真菌分屬于21個屬,其中交鏈孢屬為優勢屬,分離頻率為34.93%。[結論]沙地云杉不同樹齡、不同部位分離獲得的內生真菌在數量、分布和種群上存在一定差異。
關鍵詞沙地云杉;內生真菌;分離鑒定
內生菌是指那些在其生活史中的某一段時期生活在植物組織內,對植物組織未引起明顯病害癥狀的真菌[1]。內生真菌能夠促進植物從環境中獲取營養物質并促進其生長,提高宿主植物對生物脅迫和非生物脅迫的抵抗能力[2-4]。同時,內生真菌還能協助宿主植物抵抗病蟲害[5-8]。由于內生真菌具有在植物體內獨立自主分裂繁殖和傳遞的特性,使之可能成為生物防治中有潛力的微生物農藥和增產菌[9-10]。
沙地云杉(Piceamongolica)是云杉屬的一種,是世界上珍稀樹種,只分布在內蒙古小騰格里沙漠東部邊緣的固定沙地上。沙地云杉林為改造內蒙古東部和東北西部沙地、我國三北防護林體系建設和防風固沙、控制土地沙漠化以及改善當地農牧區人民生活環境等提供了線索和前景。但近年來,沙地云杉林逐年衰退,長勢不良,病蟲害發生嚴重,甚至達到了頻臨滅絕的邊緣。白音敖包自然保護區是沙地云杉林分布最集中、面積最大、最具代表性的區域,筆者研究了該保護區沙地云杉不同部位、不同樹齡內生真菌的種群類型及分布特征,以期為探索沙地云杉的適生機制提供參考。
1材料與方法
1.1材料
1.1.1供試材料。在內蒙古白音敖包沙地云杉林內設置樣地,在樣地中采集無病蟲害健康針葉、嫩枝、粗枝、樹皮部位作為試驗材料。采集標本時按樹冠的上、中、下3部分取樣。1.1.2培養基。PDA培養基:馬鈴薯200 g,葡萄糖20 g,瓊脂16 g,水1 000 mL;青霉素80 μg/mL(用于分離)。
1.2方法
1.2.1樣品消毒。取健康沙地云杉的干皮、枝條、針葉和球果,用自來水沖洗干凈,晾干,在無菌條件下用75%乙醇處理30 s,無菌水沖洗2~3次,0.1%氯化汞溶液處理3 min,無菌水沖洗3~5次。取最后一次無菌水洗液涂于平板上,在恒溫培養箱中25 ℃培養3~4 d,觀察有無菌落產生,若發現皿中無菌落生成,則證明該材料表面消毒徹底,否則不能使用。
1.2.2分離培養。將消毒過的植物材料分別在無菌條件下切割成0.2 cm×0.2 cm的小塊(片)接種于培養基上,每個培養基接種3~5個樣本,每個樣本設3次重復。將全部培養基放入25 ℃恒溫培養箱中培養5~10 d后,當培養基中有菌落形成時,挑取菌落邊緣生長旺盛的菌絲接入PDA培養基中,純化后即得內生真菌。
1.2.3內生真菌的鑒定。經過純化后的分離菌株,結合菌落形態、顏色、生長速率及顯微鏡下觀察菌絲、孢子梗和孢子的形態以及孢子與營養體間的著生關系,結合菌落形態、顏色對照有關資料確定真菌的分類學地位[11-13]。
2結果與分析
2.1沙地云杉內生真菌種群系統分布由表1可知,從沙地云杉各部位中分離到內生真菌146株(其中未產孢 21株),經顯微鏡形態觀察鑒定125株分屬于4目4科21屬,其中交鏈孢屬為優勢屬,青霉屬和曲霉屬為亞優勢菌屬,三者分離頻率分別為34.93%、8.22%、8.90%。
2.2沙地云杉不同樹齡內生真菌種群組成由表2可知,從幼齡沙地云杉中共分離出內生真菌50株,分屬于10個屬。從中齡沙地云杉中共分離出內生真菌46株,分屬于12個屬。從老齡沙地云杉中共分離出內生真菌50株,分屬于14個屬。在幼齡、中齡、老齡3個不同齡級中,交鏈孢屬的分離頻率均最高,分別為17.12%、7.53%、10.27%,說明交鏈孢屬是不同齡級沙地云杉的優勢菌屬。另外,沙地云杉內生真菌的種群和數量也在不斷增加。

表1 沙地云杉內生真菌的種群系統分布

表2 沙地云杉不同樹齡內生真菌的種群組成
2.3沙地云杉不同部位內生真菌種群分布由表3可知,從沙地云杉葉部共分離出內生真菌29株,分屬于10屬;枝部共分離出內生真菌89株,分屬于14屬;球果內共分離出內生真菌8株,分屬于6屬;樹皮部共分離出內生真菌20株,分屬于7屬。枝部內生真菌分離頻率最高,為60.96%,多樣性也最明顯;球果內生真菌的分離頻率為5.48%,在4個部位中最低。針葉和樹皮2個部位的分離頻率居中,分別為19.86%和13.70%。由此可見,沙地云杉針葉、枝條、球果和樹皮幾個部位的內生真菌在數量、種群分布和優勢種群方面存在一定差異。曲霉屬、青霉屬、交鏈孢屬、枝孢屬4個屬的真菌在沙地云杉的大多部位都有分布,說明該4個屬是沙地云杉的穩定內生真菌。

表3 沙地云杉不同部位內生真菌的種群組成
3結論與討論
從沙地云杉中分離得到146株內生真菌(其中未產孢21株),經顯微鏡下鑒定分屬于4目4科21屬。其中交鏈孢屬為優勢菌屬,分離頻率為34.93%。沙地云杉在不同齡級中分離出的優勢菌屬都是交鏈孢屬,隨著樹齡的增長,沙地云杉內生真菌的種群和數量在不斷增加。分析其原因,內生真菌隨著樹齡的增加也不斷得到了積累,隨著年齡的變化沙地云杉內生真菌也發生著動態變化。
沙地云杉的各個部位都能分離出不同種群和數量的內生真菌,分離出來的不同部位的菌都有其獨特性,這些菌存在普遍的差異。枝部內生真菌分離頻率最高,為60.96%,種類最多,多樣性也最明顯;球果內生真菌的分離頻率為5.48%,在4個部位中最低。而在曲霉屬、青霉屬、交鏈孢屬、枝孢屬4個屬中,曲霉屬和青霉屬都在針葉部位的分離頻率最高,分別為5.48%和4.11%。而交鏈孢屬在枝條部位分離頻率最高,為29.45%。枝孢屬在針葉和球果部位的分離頻率最高,都是1.37%。可見,采集部位不同,內生真菌的種群數量和分布有很大差異。
參考文獻
[1] 張雪,劉應高.華山松葉棲內生真菌的分離鑒定及篩選[J].中國森林病蟲,2009,28(1):1-6.
[2] KLECZEWSKI N M,BAUER J T,BEVER J D,et al.A survey of endophytic fungi of switchgrass(Panicumvirgatum)in the Midwest,and their putative roles in plant growth[J].Fungal ecology,2012,5:521-529.
[3] LORO M,VALERO-JIMéNEZ C A,NOZAWA S,et al.Diversity and composition of fungal endophytes in semiarid North-west Venezuela[J].Journal of arid environments,2012,85:46-55.
[4] PORRAS-ALFARO A,BAYMAN P.Hidden fungi,emergent properties:Endophytes and microbiomes[J]. Annual review of phytopathology,2011,49:291-315.
[5] NAIK B S,SHASHIKALA J,KRISHNAMURTHY Y L.Study on the diversity of endophytic communities from rice (OryzasativaL.)and their antagonistic activitiesinvitro[J].Microbiological research,2009,164:290-296.
[6] 杜少康,陳雙林.銀杏葉部內生真菌多樣性的研究[J].菌物學報,2009,28(4):504-511.
[7] HE L,LIU N,WANG Y,et al. Isolation an antimicrobial action of endophytic fungi from sophora flavescens and effects on microorganism circumstances in soil[J]. Procedia environmental sciences,2013,18:264-270.
[8] 易曉華,朱明旗,王智輝,等.除蟲菊內生真菌類群與分布的初步研究[J].菌物研究,2008,6(2):78-82.
[9] PETERS S,DRAEGER S,AUSTH J.Interactions in dual cultures of endophytic fungi with host and non-host plant calli[J].Mycologia,1998,90:360-367.
[10] 盧圍,路浩,趙寶玉,等.小花棘豆產苦馬豆素內生真菌的篩選與鑒定[J].畜牧獸醫學報,2011,42(3):429-436.
[11] 魏景超.真菌鑒定手冊[M].上海:上海科學技術出版社,1982:129-649.
[12] 邵力平,沈瑞祥,張素軒,等.真菌分類學[M].北京:中國林業出版社,1984:54-346.
[13] 巴尼特H L,亨特B B.半知菌屬圖解[M].沈崇堯,譯.北京:科學出版社,1977.
[14] 郭良棟.內生真菌研究進展[J].菌物系統,2001,20(1):148-152.
[15] ANGELINI P,RUBINI A,GIGANTE D,et al.The endophytic fungal communities associated with the leaves and roots of the common reed(Phragmitesaustralis)in Lake Trasimeno(Perugia,Italy)in declining and healthy stands[J]. Fungal ecology,2012,5:683-693.
Distribution of Endophytic Fungi inPiceamongolica
SHI Xin, WANG Chao-en, LIU Yong, JIANG Hai-yan*et al
(College of Forestry, Inner Mongolia Agricultural University, Huhhot, Inner Mongolia 010019)
Abstract[Objective] The aim was to study species distribution of endophytic fungi in Picea mongolica. [Method] Endophytic fungi of Picea mongolica were separated, cultivated and identified by traditionally isolated culture. [Result] A total of 146 strains endophytic fungi was isolated from different parts of Picea mongolica, 21 strains were not forming spores, 125 strains belonged to 21 genera, through observation and identification by microscope, Alternaria was the dominant genera, separated 34.93%. [Conclusion] The quantity, distribution and species structure of endophytic fungi exist certainly difference in different ages and parts of Picea mongolica.
Key wordsPicea mongolica; Endophytic fungi; Isolation and identification
基金項目內蒙古農業大學博士基金項目(BT10-10);內蒙古農業大學2014年學生科技創新基金項目。
作者簡介石鑫(1990- ),男,內蒙古呼和浩特人,碩士研究生,研究方向:森林病理。*通訊作者,副教授,博士,從事森林病理研究。
收稿日期2016-03-06
中圖分類號S 718.81
文獻標識碼A
文章編號0517-6611(2016)11-020-03