三峡库区耐淹植物内生真菌多样性及生物活性研究

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所谓内生真菌(fungal endophytes),是指那些生活史的全部或者部分阶段在健康的植物的组织、器官或者细胞间隙中的一类真菌[1]。它们虽然生存在植物的体内,但是并不使植物表现出任何的病症,或者暂时不会使植物表现出病症[2,3]。总起来说,内生真菌在微生物的多样性中占有非常重要和积极的地位,它们普遍存在于各种各样的植物中[4]。据报道,内生真菌的种类大约有高达150万种,而迄今为止,人们仅仅描述了大约6-7%的内生真菌,还有大量的内生真菌等待着人们去挖掘和研究[5,6]。正是因为内生真菌具有这么庞大的数量,所以它们在我们的科研中具有非常巨大的价值以及潜力。研究表明,内生真菌具有抗病抑菌、抵抗病虫害、增加农作物的抗逆性、促进植物的生长等作用,同时其次生代谢产物还具有抑制藻类生长、抑制病原菌生长等作用,而且在抗癌药物的研发中也具有举足轻重的作用[7]。正是基于以上原因,我们对三峡库区的耐淹植物疏花水柏枝(Myricaria laxiflora)以及中华蚊母(Distylium chinense)的内生真菌进行研究,并尝试首次对中华蚊母体内的内生真菌进行分离鉴定以及生物抗性筛选。我们将分离得到的内生真菌进行抗真菌以及抗藻实验,以研究其内生真菌对生态环境的影响。我们分别从疏花水柏枝的根部以及茎部分离得到45株和46株内生真菌,经过形态学以及分子生物学鉴定分别将它们分为17以及11个形态属。其中以粪壳菌纲,子囊菌纲以及座囊菌纲的菌为疏花水柏枝根部内生真菌的优势种群。而茎部则是以细极链格孢和链格孢为优势种群。我们分别从疏花水柏枝的根部以及茎部选取了30以及15株内生真菌进行体外对峙实验、牛津杯实验和抑藻实验。从对峙结果可以看出,疏花水柏枝根部所选出的30株内生真菌并不对大丽轮枝菌表现出拮抗作用,有11株内生真菌对烟草炭疽病菌表现出拮抗作用,有5株对白菜黑斑病菌表现出拮抗作用,其中有1株内生真菌表现出很强的拮抗作用,而对于粉红色镰刀菌,则有9株表现出拮抗作用,其中有3株表现出较强的拮抗作用。而茎部内生真菌的拮抗结果则是,5株对大丽轮枝菌表现出拮抗作用,7株对烟草炭疽病菌表现出拮抗作用,7株对白菜黑斑病菌表现出拮抗作用,3株对粉红色镰刀菌表现出拮抗作用。当我们将得到的内生真菌进行液体培养,用其产生的次生代谢产物对上述所使用的四种病原菌进行牛津杯实验时,很遗憾,无论是根部的内生真菌还是茎部的内生真菌的次生代谢产物均未对以上四种病原菌表现出抑制作用。与此同时,我们用内生真菌的次生代谢产物进行抑制铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)实验。实验结果表明,有20株内生真菌的次生代谢产物对铜绿微囊藻具有不同程度的抑制作用,其中3株菌表现出很强的抑制作用,抑制率达到了50%~60%,3株次之,抑制率达到40%~50%,5株较强,抑制率达到20%~40%,其它则具有微弱的抑制作用。而对于茎部,有7株表现出对藻类的抑制,仅有1株表现出较强的抑制作用,抑制率达到47.7%,1株次之,为29.8%,其余的则为轻微的抑制作用。我们从中华蚊母的根部和茎部分别得到了109和52株内生真菌,经过形态学和分子生物学鉴定,他们分别属于13以及11个分类属。其中根部以拟茎点霉属、炭角菌和新壳梭孢菌为优势菌群而茎部则以拟茎点霉属和新壳梭孢菌为优势菌群。从体外对峙的结果来看从中华蚊母根部所挑选出的20株内生真菌,有2株对大丽轮枝菌表现出拮抗作用,4株对烟草炭疽病菌表现出拮抗作用,7株对白菜黑斑病菌表现出拮抗作用,11株对粉红色镰刀菌表现出拮抗作用。而对于中华蚊母茎部的内生真菌,则有2株对大丽轮枝菌表现出拮抗作用,5株对烟草炭疽病菌表现出拮抗作用,3株对白菜黑斑病菌表现出拮抗作用,10株对粉红色镰刀菌表现出拮抗作用。与疏花水柏枝内生真菌次生代谢产物的抑菌结果相同,中华蚊母内生真菌的次生代谢产物也不具有抗菌性。然后,我们同样用中华蚊母内生真菌的发酵液对铜绿微囊藻进行了处理。结果表明,中华蚊母根部的内生真菌有14株对铜绿微囊藻表现出不同程度的抑制作用,其中3株表现出很强的抑制效果,抑制率达到了50~60%,其它13株的抑制效果则相对较弱。而对于中华蚊母茎部的内生真菌,结果表明,有10株对铜绿微囊藻表现出抑制作用,但是仅仅有1株菌表现出很强的抑制效果,抑制率达到了50~60%,其它9株的抑制效果则相对较弱。上述研究结果说明,三峡库区的耐淹植物疏花水柏枝以及中华蚊母的内生真菌具有很强的多样性,其内生真菌对多种病原菌以及铜绿微囊藻也具有很好的抑制作用。因此,我们有合理的理由推测,三峡库区植物的内生真菌也存在着很强的多样性,它们在抑菌和抑藻方面具有巨大的潜力。
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