AM真菌提高植物抗逆性的机制

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae,AM)真菌是自然界中最广泛的植物共生真菌,可以提高宿主对生物和非生物逆境的抗性。AM真菌能通过改善养分吸收、增加渗透调节物质的积累,提高抗氧化酶类活性、强化渗透调节作用并维持植物内源激素平衡,增加生长素的合成,调节碳氮代谢,刺激胁迫诱导基因表达,增强植物根系及菌丝本身对重金属元素的固持作用等提高植物对非生物逆境(如干旱、高低温、重金属、盐碱)的抗性;并能通过构建菌丝网络,形成对根部入侵病原真菌的机械屏障,增强抗病性相关酶活性,合成与抗病性相关的次生代谢产物,增强抗病、虫相关基因的表达,菌丝传递抗虫防御信号,能提高邻近植株的抗虫性,增强植物的抗病虫能力。本文归纳了近几年来国内外有关AM真菌影响植物抗逆性及其作用机理的研究进展,并对AM真菌在促进植物抗逆性方面的研究作了展望。     

长枝木霉菌抑菌谱测定及其抑菌作用机理研究

为了初步明确长枝木霉菌(Trichoderma longibrachiatum)对植物病原菌的抑菌谱和抑菌作用机理,采用对峙培养和显微观察相结合的方法测定了长枝木霉菌对12种植物病原菌生长的抑制作用,并通过显微观察的方法研究了长枝木霉菌对12种病原菌的抑菌机理。对峙培养结果表明,长枝木霉菌对苹果树腐烂病菌(Valsa ceratosperma)和棉花立枯病菌(Rhizoctonia solani)的生长抑制作用最强,生长抑制率分别为86.4%和72.5%,且培养3 d后长枝木霉菌的菌落可覆盖苹果树腐烂病菌整个菌落和棉花立枯病菌菌落边缘,并在苹果树腐烂病菌菌落表面和棉花立枯病菌菌落边缘产生大量孢子,拮抗等级分别为Ⅰ和Ⅱ级;对小麦叶斑病菌(Bipolaris triticicola)的生长抑制作用最弱,生长抑制率仅为27.5%,拮抗等级为Ⅲ级。抑菌作用机理试验结果表明,长枝木霉菌与12种病原菌相互作用后可通过产生抑菌圈、营养和空间竞争作用、重寄生作用,覆盖或深入病原菌菌落内部生长,占领病原菌的生长空间,以及菌丝与病原菌菌丝相互缠绕和交错,且缠绕的部位出现明显缢缩,最终使部分病原菌菌丝细胞原生质浓缩和菌丝断裂。因此,长枝木霉菌对供试的12种植物病原菌生长均具有一定抑制作用,并且明确了其抑菌作用机理。     

植物病害对中国豆科牧草及家畜生产的影响

豆科植物是重要的饲用及绿肥作物,植物病害是豆科牧草生产的重要限制因素。本研究基于CNKI和Web of Science数据库,将近年来中国学者对豆科牧草病害的研究进行了分析,豆科牧草病害田间发病率可达1.1%～100.0%,牧草降低产量3.0%～70.0%;粗蛋白和粗脂肪分别下降18.3%～37.5%和19.9%～38.2%,氨基酸含量降低17.4%～50.0%,粗纤维增加13.0%～44.3%;病害亦可影响牧草生理生化,如显著降低抗坏血酸、赤霉素(GA)、水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)等含量,增加丙二醛(MDA)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等酶活性30.0%以上;一些病害可产生毒素或雌性激素类物质,引致家畜中毒,降低家畜生产性能。同时对该领域的研究进行了展望,对今后研究提出了建议。     

草坪禾草根腐病病原菌生物学特性研究

从草坪禾草根腐病病株不同发病部位分离到的病原菌,经致病性测定确定该病原菌为腐霉属的瓜果腐霉。本试验研究了不同温度、光照、pH值、碳氮源营养和多种培养基对瓜果腐霉菌菌落扩展、孢子囊产量和卵孢子产量的影响。结果表明,瓜果腐霉菌菌落扩展的温度范围为15~40℃,最佳温度为30~35℃,孢子囊产生的最适温度为15~25℃,卵孢子产生的最适温度为20~25℃。菌落在pH值为7~8的培养基上能够迅速扩展,孢子囊产量最大的pH值为9~10,pH值为6时卵孢子的产量最大。黑暗条件有利于菌丝生长和卵孢子的产生,光照条件下孢子囊产量最大,紫外光处理能加速菌丝的生长和孢子囊的产生,但同时却抑制了卵孢子的形成。淀粉对孢子囊和卵孢子的产生有明显的促进作用;瓜果腐霉可以很好的利用NH₄NO₃产生孢子囊,而脲有利于卵孢子的产生。     

利用马铃薯残渣等废弃物生产长枝木霉颗粒剂的研究

【目的】利用马铃薯残渣等废弃物作为培养基质研制一种具有较高产孢量和较长货架期的长枝木霉颗粒剂.【方法】通过测定长枝木霉在马铃薯残渣、餐厨垃圾、植物叶片等培养基质中的产孢量和孢子萌发率,采用固体培养和液体发酵的方法,筛选生产长枝木霉的最佳培养基质,并研究其加工工艺.【结果】培养基质筛选结果表明,植物叶片基质中杨树叶和泡桐叶产孢量最高,为1×109 cfu/g,经1∶1混合加入不同餐厨垃圾后均能产孢,但产孢量和孢子萌发率均较马铃薯残渣低,故确定马铃薯残渣为最佳固体培养基质;加入珍珠岩后的马铃薯残渣固体培养基,产孢量明显提高,且与珍珠岩5∶1混合,产孢量最大,为5.66×109 cfu/g;马铃薯残渣液体培养基的浓度为60mL/g时产孢量最高,为9.995×108 cfu/g,但显著低于其固体培养基;加工工艺优化表明:最佳的粘结剂为凹凸棒土,最佳贮藏容器为黑色玻璃瓶,最长贮藏期可达8个月,萌发率为53.81%.【结论】最终获得生产长枝木霉颗粒剂的最佳培养基质并优化了加工工艺.     

内生真菌在禾草体内的分布特征

以醉马草(Achnatherum inebrians)、中华羊茅(Festuca sinensis)、野大麦(Hordeum brevisubulatum)及披碱草(Elymus dahuricus)为研究材料,通过光学显微镜和透射电子显微镜对植株茎节间、叶鞘、叶片及种子进行观察,发现Epichloё内生真菌普遍存在于茎节间、叶鞘、叶片及种子中。菌丝体在4种禾草体内分布特点较为相似,茎节间菌丝体分布密集,叶鞘次之,叶片中则分布较为稀疏,均沿细胞伸长方向纵向生长,呈直线或弯曲状,细长无分支;对种子的观察发现,除在醉马草糊粉层内很难观察到菌丝体外,Epichloё内生真菌普遍存在于中华羊茅、野大麦及披碱草的糊粉层中,4种禾草的种皮及胚中均明显的观察到了菌丝体的存在。     

醉马草-内生真菌共生体中生物碱的抑菌活性

本研究以Epichloё属内生真菌侵染(E+)和未被侵染(E-)的醉马草(Achnatherum inebrians)生物碱提取液为材料,测定其对麦角菌(Clavieps purpurea)、德氏霉(Drechslera erythrospila)、燕麦镰孢(Fusarium avenaceum)、根腐离蠕孢(Bipolaris sorokiniana)、新月弯孢(Curvularia lunata)、半裸镰孢(Fusarium semitectum)、腐皮镰孢(Fusarium solani)和细交链孢(Alternaria alternata)8种植物病原真菌菌落生长和孢子萌发的抑制率,明确醉马草生物碱提取液的抑菌活性。高效液相色谱(HPLC)检测结果发现,E+醉马草提取液中含有麦角新碱和麦角酰胺两种生物碱,其浓度分别为26.178和369.074 mg·kg-1,而E-醉马草提取液中不含这两种生物碱。不同浓度的E+和E-醉马草提取液对供试植物病原真菌的菌落繁殖和孢子萌发均具有不同程度的抑制作用,E+对真菌菌落生长的抑制率要大于E-,其中对腐皮镰孢菌落生长和孢子萌发的抑制率最大,分别达到63%和57%。生物碱提取液浓度与供试真菌孢子萌发抑制率呈显著正相关(P0.05)。内生真菌的侵染提高了醉马草提取液的抑菌活性,共生体中含有生物碱成分,具体的抑菌机制和机理有待后续研究。     

长枝木霉对禾谷胞囊线虫卵的寄生和毒杀作用及其机制

为了明确长枝木霉Trichoderma longibrachiatum对小麦禾谷胞囊线虫Heterodera avenae卵的防治潜力和作用机制,在室内测定了长枝木霉分生孢子悬浮液对小麦禾谷胞囊线虫卵的寄生和毒杀作用,并通过温室盆栽试验测定了长枝木霉分生孢子悬浮液对小麦禾谷胞囊线虫卵的防治效果.室内试验中1.5×107 CFU/mL的长枝木霉分生孢子悬浮液处理12 d对小麦禾谷胞囊线虫卵的寄生率和卵孵化的相对抑制率分别为91.33％和88.35％.温室盆栽试验中1.5×107 CFU/mL处理对土壤中胞囊、线虫和根系中线虫的相对防治效果分别为89.84％、92.67％和88.30％;接种卵悬浮液和长枝木霉分生孢子悬浮液后,小麦幼苗株高、根系长度、地上部鲜重和根系鲜重的增长率分别为66.72％、159.31％、169.09％和170.19％;叶绿素总量和根系活力显著高于对照,分别为17.52 mg/g和356.25 μg·g-1·h-1.研究表明长枝木霉可作为小麦禾谷胞囊线虫的生防制剂.     

长枝木霉对6种牧草种子发芽与生理效应的影响

为了解长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)对牧草种子发芽及生理效应的影响,用长枝木霉T6菌株分生孢子悬浮液处理3种禾本科和3种豆科牧草的种子及幼苗,分析种子形态学指标和幼苗生理学指标的变化.结果表明:不同浓度的长枝木霉孢子悬浮液处理后,对牧草种子的发芽率、幼苗根长、芽长及干重均有明显的促进作用,与对照差异显著(P＜0.05),对其生理指标也有不同程度的影响,除丙二醛含量低于对照外,叶绿素含量、根系活力、蛋白质含量、可溶性糖含量、过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸酶(PAL)活性均显著高于对照(P＜0.05).证明了长枝木霉对牧草有明显的促生作用,并筛选出孢子悬浮液最适的促生浓度为1×106个·mL-1.     

生防木霉菌T_2菌株对禾草腐霉病抑菌作用及机制研究

深绿木霉对引起禾草腐霉病原菌瓜果腐霉有明显的抑制作用。深绿木霉菌与瓜果腐霉对峙培养结果表明,深绿木霉菌可以包围、覆盖瓜果腐霉的菌落,同时产生大量孢子;当孢子悬浮液的浓度为4.65×106个/mL时,对瓜果腐霉菌的抑制率达53.56%。通过深绿木霉菌孢子悬浮液和3种药剂对草坪禾草腐霉病病原菌抑制效果的比较,深绿木霉孢子悬浮液浓度为1×107个/mL时与25%甲霜.霜霉的抑菌效果接近,分别为77.37%和79.57%。显微观察结果表明,深绿木霉菌丝缠绕在瓜果腐霉菌菌丝上,穿透菌丝在其内生长;或与瓜果腐霉菌的菌丝平行生长,再侵入瓜果腐霉菌内寄生。深绿木霉菌对瓜果腐霉的主要作用机制为重寄生作用。