色氨酸对醉马草内生真菌共生体麦角生物碱含量的影响

本研究以被甘肃内生真菌(Neotyphodium gansuense)侵染的醉马草(Achnatherum inebrians)为材料,在温室条件下,研究了不同浓度(0、250、500、750 mg·L-1)色氨酸对醉马草幼苗麦角酰胺和麦角新碱两类麦角生物碱含量的影响。结果表明,不同浓度的色氨酸均能显著降低醉马草幼苗的鲜质量、株高、分蘖数(P0.05),显著增加植株中麦角酰胺和麦角新碱含量(P0.05)。     

麦角生物碱在醉马草内生真菌共生体中的空间分布

本研究检测了2007年9月采自新疆哈密(HM)、青海铁卜加(TBJ)、甘肃肃南(SN)、甘肃天祝(TZ)、甘肃夏河(XH)5个不同地理种群的醉马草内生真菌共生体的麦角生物碱含量,结果表明,醉马草种群内不同器官中麦角新碱及麦角酰胺含量均不同,且麦角新碱的含量均显著高于麦角酰胺的含量(P<0.05)。5个种群间麦角酰胺、麦角新碱及总生物碱的含量除叶鞘外,均以HM最高,分别为53.656,117.784和160.816mg/kg干重。相关性分析表明,植株叶片、茎秆和果穗麦角酰胺、麦角新碱及总生物碱的含量均与种群生长的年均温度呈正相关关系。     

乙烯利及水杨酸对醉马草幼苗生长及生物碱含量的影响

本研究主要通过对醉马草(Achnatherum inebrians)幼苗进行水杨酸(Salicylic acid,SA)和乙烯利(Ethephon)处理,测定了醉马草幼苗的形态指标及其生物碱含量,探讨了醉马草幼苗在以上两种处理条件下麦角类生物碱含量的变化情况。结果表明,在Ethephon和SA处理下,与对照相比,醉马草幼苗的生物量、株高有所增加,但无显著差异(P0.05),而带菌醉马草幼苗麦角酰胺和麦角新碱的含量显著增加(P0.05)。     

外源脱落酸对醉马草内生真菌共生体幼苗建植过程的影响

醉马草为多年生禾本科草本植物,广泛分布于我国西北干旱-半干旱草原,其与内生真菌形成的互惠共生体具有较强的抗逆性,在自然生境中具备一定的竞争力。种子萌发及幼苗生长是植物生活史最重要的时期,决定植物未来的竞争力。通过发芽和盆栽试验,以携带(endophyte-infected, E+)和未携带(endophyte-free, E-)内生真菌的醉马草为材料,设置5个不同脱落酸(ABA)浓度,研究外源喷施ABA对醉马草内生真菌共生体幼苗建植过程的影响。结果表明:2.0 mg·L^-1的ABA浓度对醉马草种子的发芽率、胚芽长、胚根长有显著的促进作用;1.0 mg·L^-1 的ABA浓度较CK组对醉马草的净光合速率、根冠比、根表面积、根直径、根体积和根头数有显著的促进作用,但当ABA浓度为4.0 mg·L^-1时表现为抑制作用。上述结果说明内生真菌具有对外源ABA的利用能力,但这与外源ABA的浓度有很大关系。     

内生真菌和丛枝菌根真菌互作对醉马草幼苗生长和镉耐性的影响

本研究通过接种土壤从枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌孢子,探讨了在温室盆栽条件下,甘肃内生真菌(Epichlo?gansuensis)在不同重金属镉(Cd²⁺)离子胁迫下对醉马草(Achnatherum inebrians)根系AM真菌侵染率的影响,以及内生真菌、Cd²⁺和AM真菌三者互作对醉马草幼苗生长的影响。结果表明,Cd²⁺和内生真菌互作对醉马草菌根侵染率无显著(P> 0.05)影响,菌根侵染率随着Cd²⁺浓度的增加呈现先升后降的趋势,在高浓度Cd²⁺(0.9 mmol·L^–1)条件下,内生真菌侵染(endophyte-infected, EI)的醉马草植株菌根侵染率显著(P <0.05)高于不带菌(endophyte-free,EF)的植株。低浓度Cd²⁺(0.3 mmol·L^–1)显著(P <0.05)促进了醉马草的生长,而高浓度Cd²⁺     

内生真菌对醉马草白粉病抗性的影响

为研究内生真菌对醉马草白粉病抗性的影响,在温室条件下,对自然发生不同程度白粉病(健康、轻度感病和重度感病植株)的带内生真菌(E+)和不带内生真菌(E-)的醉马草植株的发病率、病叶率、病情指数及各项生理生化指标进行测定。结果表明,E+醉马草的发病率48%显著低于E-醉马草的发病率97%(P0.05),E+的病叶率60%显著低于E-醉马草病叶率86%(P0.05),E+醉马草的病情指数为50.76,E-醉马草的病情指数为82.49;通过各项生理生化指标的测定发现与健康植株相比,在轻度和重度发病植株中,内生真菌的存在可以显著(P0.05)提高醉马草叶片的叶绿素含量和脯氨酸含量,E+醉马草的SOD酶活性和POD酶活性也显著高于E-醉马草,同时内生真菌显著地降低了醉马草叶片中丙二醛(MDA)的含量。据此说明内生真菌的存在能够提高醉马草抗白粉病的能力。     

低温处理下外源水杨酸和脱落酸与内生真菌互作对醉马草共生体的影响

醉马草是我国西北地区的一种天然烈性毒草,其所携带的内生真菌(Epichloё)能促进共生体的生长和提高共生体的生物与非生物抗性。以5 ℃下正常生长一个月的带内生真菌(E⁺)醉马草幼苗和不带内生真菌(E^-)醉马草幼苗为实验材料,测定了外源SA和ABA处理下醉马草幼苗生理生化指标。结果表明,与对照比较,SA和ABA处理增加了叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性,降低了丙二醛含量;SA处理下,在胁迫第4天时,内生真菌显著(P<0.05)提高了脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性,分别提高了51.8%和62.1%。胁迫第6天时,叶绿素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量和过氧化物酶活性均达到显著(P<0.05)水平,且SA⁺比SA^-分别显著(P<0.05)提高了23.0%,25.4%,23.7%,18.0%;ABA处理下,内生真菌能显著(P<0.05)提高叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性,但在胁迫第6和8天时,内生真菌却显著(P<0.05)降低了丙二醛含量,ABA⁺比ABA^-分别显著(P<0.05)降低了21.1%和34.3%。表明一定浓度的SA或ABA与内生真菌互作能缓解低温胁迫对醉马草幼苗的伤害。     

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。     

内生真菌对醉马草根际土壤线虫群落的影响

为明确内生真菌对醉马草根际土壤线虫群落特征的影响,于2014年6,8和10月,对带内生真菌和不带内生真菌醉马草根际土壤进行采样,利用淘洗-过筛-蔗糖离心法分离线虫,根据线虫形态学特征进行鉴定,结果表明,本研究共捕获土壤线虫11889条,分别隶属于线虫动物门2纲6目22科37属,带内生真菌醉马草根际土壤线虫个体密度高于不带内生真菌醉马草,而类群数、多样性指数(H')、均匀度指数(J)和丰富度指数(SR)均低于不带内生真菌醉马草,但处理间差异不显著,表明尽管内生真菌使醉马草根际土壤线虫个体密度有所增加,使类群数有所降低,但是内生真菌的存在对醉马草土壤线虫多样性没有影响;与不带内生真菌醉马草相比,带内生真菌醉马草根际土壤线虫MI指数显著升高,而PPI指数和PPI/MI值显著降低,表明内生真菌在一定程度上确实改变了土壤线虫功能类群组成,其中主要影响植物寄生线虫。     

醉马草内生真菌对其伴生种硬质早熟禾和针茅生长的影响

本研究以我国西北部的天然草原广泛分布的烈性毒草醉马草和其主要伴生种针茅、硬质早熟禾为供试材料,研究内生真菌侵染的禾草与其他禾草的竞争作用。结果表明,带菌(E+)醉马草抑制了针茅、硬质早熟禾种子的萌发和幼苗的生长,发芽率分别下降了17.1%和13.6%,胚芽长分别降低了23.2%和16.3%;带菌(E+)醉马草对针茅、硬质早熟禾的株高均有显著的抑制作用(P<0.05),从发芽后第1周便显著抑制了2种供试禾草的生长;在与醉马草混种时,带菌(E+)醉马草对针茅和硬质早熟禾的分蘖数以及单株生物量均有显著的抑制作用(P<0.05)。不带菌(E-)醉马草对2种供试禾草以上的各项指标均没有产生显著的影响(P>0.05),且针茅、硬质早熟禾对醉马草没有显著影响(P>0.05)。综上所述,带菌(E+)醉马草对针茅和硬质早熟禾有强烈持续的竞争抑制作用,而不带菌(E-)醉马草则对2种禾草没有显著的影响。     

甲基托布津对醉马草种带内生真菌的灭菌活性

以中国西北天然草原的常见有毒植物——醉马草(Achnatherum inebrians)为研究材料,进行了内吸式杀菌剂——70%甲基托布津(thiophanate methyl)对醉马草种传内生真菌灭菌活性及种子萌发和幼苗生长影响的研究。结果表明,100倍甲基托布津可100%杀灭醉马草种传内生真菌,但该处理会显著降低(P0.05)醉马草幼苗的发芽指数,而对其它测量指标不造成显著影响(P0.05);其次为200倍药剂浸泡处理6 h,内生真菌杀灭率仅为61.2%,该处理种子发芽和幼苗生长与100倍药剂处理相比差异显著(P0.05)。因此,若不考虑对种子发芽指数造成的影响,甲基托布津稀释100倍、浸种2 h为剔除醉马草种传内生真菌的最佳方法。     

不同方法对醉马草防控效果的比较

以醉马草(Achnatherum inebrians)严重发生区域为研究对象,探究物理、化学和生物方法对醉马草的防控效果,以期获得适宜的防控方法。结果表明:不同防控方法在防控当年就对醉马草种群高度、盖度、密度和地上生物量表现为一定的抑制作用;对可食牧草盖度、密度,群落多样性指数、均匀度指数表现出一定程度的促进作用。综合评价其防控效果,使用10%浓度草甘膦+皂粉(点喷)(H2)对醉马草的防除效果较好;建议在醉马草零星分布区采用人工拔除(W1),成片分布区采用高频刈割(W2);若想建立有益植物群落,则可直接补播补紫花苜蓿(Medicago sativa)+无芒雀麦(Bromus inermis)+紫羊茅(Festuca vubra)(1∶1.5∶1)(S2);化学和物理防控后,也可辅助补播,以稳定防控效果。     

醉马草根际土壤对6种高寒草甸植物种子萌发和幼苗生长的影响

为明晰醉马草(Achnatherum inebrians)对高寒草地植物的化感效应,以醉马草根际土壤作为种子萌发的发芽床,研究醉马草根际土壤对6种高寒草甸植物垂穗披碱草(Elymus nutans)、醉马草、冷地早熟禾(Poa crymophila)、矮生嵩草(Kobresia humilis)、甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)和酸模(Rumex acetosa)种子萌发的影响。结果表明:醉马草根际土壤对6种高寒草甸植物种子的发芽率、发芽指数、活力指数、根长和芽长均具有一定的抑制作用,且对发芽指数和活力指数的抑制效应大于对发芽率的抑制效应。醉马草根际土壤对垂穗披碱草、冷地早熟禾、矮生嵩草和甘肃马先蒿胚根生长的抑制均大于对其胚芽生长的抑制,对醉马草和酸模胚根生长的抑制均小于对其胚芽生长的抑制。利用各植物种子的发芽率、发芽指数、活力指数、根长和芽长的相对值,采用隶属函数法对6份植物种子萌发期抑制效应进行综合评价,抑制效应强弱依次为:矮生嵩草酸模甘肃马先蒿垂穗披碱草醉马草冷地早熟禾。     

醉马草根围土壤对牧草种子萌发的影响

为了探讨醉马草(Achnatherum inebrians)根围土壤对牧草种子萌发的化感作用,采用培养皿滤纸法在人工气候箱中,研究了秋季醉马草根围土壤0-5、5-10、10-15和15-20 cm 4个土层水浸液在2、1、0.2和0.1 g·mL-1 4个质量浓度下对无芒雀麦(Bromus inermis)、紫花苜蓿(Medicago sativa)和红豆草(Onobrychis viciaefolia)3种牧草种子萌发的影响。结果表明,醉马草根围土壤水浸液对3种牧草种子萌发率、发芽势、萌发指数、胚根长、胚芽长、根芽重没有明显的规律性。从综合化感效应指数来看,3种牧草萌发受限从强到弱依次为紫花苜蓿无芒雀麦红豆草,水浸液对无芒雀麦和红豆草不存在抑制作用,对紫花苜蓿具有一定的抑制作用,浓度越大抑制作用越强;各土层水浸液对无芒雀麦和红豆草呈现促进作用,5-10,10-15和15-20 cm 3个土层对紫花苜蓿起着一定的抑制作用。醉马草水浸液的化感作用在低浓度条件下(0.2 g·mL-1)对无芒雀麦和红豆草种子萌发具有显著促进作用,但其他浓度间具有一定的波动性,整体化感效应表现出随着浓度增加促进作用减弱。     

不同株高对醉马草生物量分配的影响

为了研究不同株高对醉马草（Achnatherum inebrians）器官生物量分配的影响,从而更好地了解其整体的生存策略,本试验以生长在草原生境下的醉马草为对象,测定大株、中株、小株3种株高的醉马草生长特性。试验结果表明,不同株高醉马草除了叶和根生物量之间没有显著性差异（P>0.05）外,穗和茎生物量以及总生物量之间均有显著性差异（P<0.05）;醉马草株高越高穗和茎生物量分配越多,叶生物量分配越少（P<0.05）,对根生物量分配没有影响（P>0.05）;3种株高醉马草生殖构件与营养构件生物量比例大小顺序依次为大株>中株>小株,其值分别为1.202、0.486和0.373,不同株高醉马草种群根冠比没有显著差异（P>0.05）;随醉马草株高的增加,叶生物量/茎生物量和根生物量/穗生物量的比值显著减小（P<0.05）,叶生物量/穗生物量、叶生物量/根生物量、根生物量/茎生物量和茎生物量/穗生物量的比值均不受株高大小变化的影响（P>0.05）。醉马草各构件间除了穗生物量和茎生物量,总生物量与茎、叶、根生物量间表现为极显著正相关外（P<0.01）,其他构件之间没有显著性差异。可见,不同株高下醉马草的生物量分配及各构件之间的关系,显示了其灵活的生长和资源分配策略。     

我国醉马草的几种病害

对我国醉马草的7种病害的病原茵、症状、危害和分布分别进行了描述,它们分别是：锈病(Puccinia stipae-sibiricae(Ito)Greene et Cumin．)、白粉痛(Blurneria graminis (Golov．)Speer)、茎黑粉病(Ustilago hypod ytes Fries)、麦角病(Sphacelia sp．)、离蠕孢叶斑病(Bipolaris sorokiniana(Sacc.)Shoemaker)、苗腐病(Alternaria alternata(Fr．)Keissl．)和内生真菌病害(Neotyphodium sp．)。其中白粉病、离蠕孢叶斑病和苗腐病为新记录病害。