甘肃马先蒿寄生对禾草内生真菌共生体共生关系的影响

根寄生植物-甘肃马先蒿是高寒草地重度退化阶段主要滋生毒杂草种类,利用根部吸器与侵染内生真菌的禾草(紫花针茅和麦宾草)建立寄生关系。当禾草成为甘肃马先蒿和内生真菌共同寄主(宿主)时,有关内生真菌调控甘肃马先蒿对禾草根寄生危害的相关研究较少。以侵染Epichlo?属内生真菌(E+)和未侵染内生真菌(E-)的紫花针茅和麦宾草为研究对象,观测甘肃马先蒿寄生对E+、E-紫花针茅和麦宾草株高、分蘖、根茎比、生物量变化和根部吸器数量及显微结构差异。结果表明:甘肃马先蒿寄生显著降低紫花针茅和麦宾草株高、分蘖和生物量,内生真菌侵染显著影响甘肃马先蒿根寄生处理禾草的生长特性。紫花针茅E+、E-植株被甘肃马先蒿寄生后,E+植株分蘖、生物量和根茎比明显高于E-植株,而E-植株根部功能性吸器数量明显高于E+植株;麦宾草与甘肃马先蒿建立寄生关系后,E-植株株高、分蘖、生物量和根茎比明显高于E+植株,E+植株根部功能性吸器数量明显高于E-植株。由此可见,甘肃马先蒿与禾草建立寄生关系后,内生真菌与禾草间的共生关系处于互惠共生和相互拮抗的动态变化,草地群落其他植物与禾草间相互作用能调节禾草与内生真菌的共生关系。     

不同密度甘肃马先蒿寄生和内生真菌互作对紫花针茅内源激素及生物碱含量的影响

根寄生植物是禾草生长过程中的一种生物逆境,禾草内生真菌能增强其对生物或非生物逆境的耐受能力;然而,有关禾草内生真菌对不同密度根寄生逆境下禾草生长、内源激素水平和生物碱含量变化的研究鲜有报道。基于此,通过开展温室盆栽试验,以建立根寄生关系的带菌(E+)和未带菌(E-)紫花针茅及根寄生植物-甘肃马先蒿为研究对象,比较E+和E-紫花针茅在不同甘肃马先蒿寄生强度下生长、内源激素和生物碱含量变化。结果表明,与未寄生紫花针茅相比,随着甘肃马先蒿密度增加,紫花针茅生物量降低80%,株高、分蘖数和根长均降低25%,吲哚乙酸、脱落酸含量分别增加43%和51%,细胞分裂素含量降低50%。内生真菌侵染显著提高紫花针茅生长特性,增加内源激素和生物碱含量;带菌紫花针茅在根寄生逆境下生物碱含量持续增加,同时甘肃马先蒿利用根部木质部通道可获取寄主内生真菌合成的生物碱。由此可见,内生真菌通过调控紫花针茅体内有关生长和逆境预警相关内源激素水平及改变生物碱含量的方式增强紫花针茅对甘肃马先蒿根寄生逆境的耐受能力,为利用禾草内生真菌共生体修复甘肃马先蒿型退化草地提供新视角。     

禾草内生真菌共生体对根寄生植物光合特性影响的研究

甘肃马先蒿是青藏高原退化草地主要发生的毒害草,利用根寄生特性甘肃马先蒿从禾草体内获取光合产物。禾草内生真菌能调控根寄生植物与禾草间寄生关系,然而有关根寄生植物寄生感染或未感染内生真菌禾草后光合特性影响方面的研究鲜有报道。基于此,本研究以寄生紫花针茅和麦宾草E+、E-的甘肃马先蒿为研究对象,主要开展甘肃马先蒿单独种植和寄生禾草条件下光合特性的对比研究。结果表明:甘肃马先蒿寄生禾草后净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用率显著降低,而胞间二氧化碳浓度却显著增加。寄生禾草带菌植株的甘肃马先蒿净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用率高于寄生不带菌植株的甘肃马先蒿,而寄生带菌麦宾草植株的甘肃马先蒿胞间二氧化碳浓度显著低于寄生不带菌植株的甘肃马先蒿。由此可见,禾草内生真菌共生体对根寄生植物光合作用具有一定防控作用,这将为根寄生毒害草生物防治提供新思路。     

内生真菌对盐胁迫下紫花针茅种子萌发和幼苗生长的研究

紫花针茅是青海湖流域盐渍化危害严重的高寒草地优势禾草之一,天然草地中紫花针茅保持较高的内生真菌侵染率,内生真菌侵染能提高禾草耐盐能力,然而有关盐胁迫下,内生真菌提高紫花针茅种子萌发和幼苗生长的研究鲜有报道。以带菌(E+)和不带菌(E-)的紫花针茅种子为研究对象,研究不同浓度的单盐(NaCl、Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaHCO₃)和复合盐(NaCl+Na₂CO₃)胁迫对E+和E-种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：随盐浓度增加,紫花针茅种子发芽率、发芽势和发芽指数不断降低,而内生真菌的存在抑制了其下降趋势;幼苗和胚根生长抑制强度随盐浓度增加,且种子萌发相对盐害率也持续增加。Na₂CO₃和Na₂SO₄对紫花针茅种子萌发和幼苗生长产生的盐害较强。由此可见,内生真菌侵染是紫花针茅适应青海湖流域盐渍化土壤且成为高寒草原优势禾草的原因之一,这将为利用内生真...     

内生真菌对锈病感染布顿大麦生长和生理特性影响的研究

Epichloё属内生真菌与禾草建立互利共生关系,内生真菌能显著增强禾草对生物和非生物逆境的耐受能力,然而有关内生真菌对感染锈病禾草生长和生理特性方面的研究鲜有报道。基于此,本研究以带菌(E+)和不带菌(E-)布顿大麦为研究对象,比较锈病侵染条件下带菌和不带菌植株生长和生理特性差异。结果表明:E+布顿大麦分蘖数显著高于E-植株,而E+植株锈病感病率和相对含水量显著低于E-植株。同时,E+植株抗氧化酶活性(CAT、POD、SOD)、脯氨酸和可溶性蛋白含量显著高于E-植株,而E+植株丙二醛含量显著低于E-植株。另外,新疆温宿地区布顿大麦E-植株叶绿素a和类胡萝卜素含量显著高于E+植株,而甘肃临泽地区E+布顿大麦叶绿素a和类胡萝卜素含量却显著高于E-植株。由此可见,内生真菌能通过促进共生体积累渗透调节物质和增加抗氧化酶活性途径提高布顿大麦的耐锈病能力。     

青海高原禾草内生真菌资源的调查和分离

青海高原的高寒特性决定其生境内禾草植物的多样性和特异性,然而有关青海高原地区禾草内生真菌的研究报道较少,本研究对青海高原地区48个样点内禾草植物内生真菌带菌率和内生真菌分离进行了研究。结果表明,14种禾本科植物内生真菌平均感染率低于50%,而12种植物内生真菌平均感染率大于50%。其中,缘毛鹅观草(Roegneria pendulina)、紫花针茅(Stipa purpurea)、醉马草(Achnatherum inebrians)、中华羊茅(Festuca sinensis)、硬质早熟禾(Poa sphondylodes)、微药羊茅(F. nitidula)、毛稃羊茅(F. kirilowii)和紫羊茅(F. rubra)的平均带菌率均超过80%。同时,同属禾草植物内生真菌带菌率存在差异。禾草内生真菌分离率较低,其中紫花针茅、麦宾草(Elymus tangutorum)、光稃早熟禾(P. psiolepis)和异针茅(S. aliena)内生真菌在菌落和分生孢子形态上存在差异。可见,青海高原禾草内生真菌带菌率较高,同时不同禾草内生真菌可能存在多样性。     

青藏高原高寒草地优势禾草-紫花针茅内生真菌分离和鉴定

紫花针茅作为青藏高原高寒草原群落中主要优势禾草之一,关于该植物所感染禾草内生真菌的形态和分类研究尚未见报道.本研究采用分离培养获取不同样点的紫花针茅内生真菌菌落,利用特异性引物克隆紫花针茅内生真菌序列,并与Genbank中下载的序列共同构建系统进化树.结果表明,青海省紫花针茅样品带菌率高达100%,而其他区域样品均不带菌.分离的内生真菌菌落从菌落形态,生长速度及分生孢子形态等特征均与Epichloё属内生真菌的形态特征相似.系统进化关系表明,它们分别与北美洲竖针茅体内无性态内生真菌Epichloё chisosa,醉马草内生真菌Epichloё inebrians及甘肃内生真菌Epichloё gansuensis具有较近的亲缘关系,进一步说明紫花针茅所感染内生真菌与宿主间未体现出严格的宿主特异性.     

青海格尔木地区高寒草甸两种植物群落构成与鼠害发生的相关性研究

鼠害是引起高寒草甸植被变化的主要因素之一。本研究通过样方法对紫花针茅+杂类草群落和嵩草群落植物种重要值、类群生物量构成及鼠害概况进行相关分析。结果表明:紫花针茅+杂类草群落和嵩草群落的植物种构成差异较大,二者的类群生物量构成与重要值的变化类似。紫花针茅+杂类草群落生物量构成主要以禾草和杂类草植物为主,其分别占总生物量的38.8%和30.0%;而嵩草群落的生物量构成主要以莎草植物为主,占总生物量的86.2%。鼠害对紫花针茅+杂类草群落的影响比嵩草群落的影响大更大。     

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。     

内生真菌对高寒草地紫花针茅凋落物分解的影响

禾草内生真菌对于提高宿主植物对生物和非生物胁迫的耐性发挥着积极作用,然而,禾草内生真菌共生体凋落物分解对于草地生态系统养分循环的影响仍不清楚.本研究以紫花针茅为研究对象,比较带内生真菌(E+)与不带内生真菌(E-)植株凋落物分解过程中重量及全氮、木质素和纤维素含量,以及木质素:N、纤维素:N与全氮、木质素和纤维素残留率...     

禾草内生真菌的多样性及意义

禾草内生真菌是一个多样性十分丰富的微生物类群,因其具有重要的生理和生态作用而成为当前国内外研究的热点。禾草内生真菌的多样性主要有种的多样性、宿主多样性、生境多样性、形态多样性以及遗传多样性。主要是感染冷季型禾草的香烛菌属(Epichloё)及其无性态Neotyphodium属。全球生态环境复杂、宿主植物多样性丰富,导致内生真菌的多样性更加丰富,从而会发现更多新的真菌分类单元,这在菌种收集和保藏方面独具优势。内生真菌可使禾草提高抗逆性并适应逆境甚至极端环境条件,这对于深入探讨内生真菌-宿主之间的相互作用,有目的性和科学性地构建新的禾草内生真菌共生体及植物微生态系统的研究都具有十分重要的意义。     

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。     

Pb胁迫下内生真菌侵染对德兰臭草生长及生理的影响

采用盆栽试验,对带菌(E+)和不带菌(E-)的德兰臭草进行不同浓度的铅(Pb)胁迫处理,探究Pb胁迫下内生真菌侵染对德兰臭草生长及生理的影响。结果表明,随着Pb浓度的升高,德兰臭草的株高呈现先增加后减少的趋势,当胁迫浓度达到1500 mg·L^-1时,德兰臭草的株高受到了显著的抑制,且根鲜重的下降幅度最大,显著低于对照82.5%(P<0.05);德兰臭草叶片中MDA含量显著增加(P<0.05),在胁迫浓度为2000 mg·L^-1时,E+植株MDA含量显著高于对照87.3%(P<0.05);德兰臭草体内的脯氨酸含量也呈现先增加后减少的趋势,当胁迫浓度达到500 mg·L^-1时,E+植株脯氨酸含量显著高于对照35.2%(P<0.05)。与不带菌植株相比,E+植株地上和地下的生物量均高于E-植株;E+德兰臭草的MDA显著低于E-(P<0.05),在Pb浓度为2000 mg·L^-1时,E+植株的MDA含量显著低于E-25.0%(P<0.05);E+植株的脯氨酸含量在Pb浓度为1500 mg·L^-1时显著高于E-植株84.1%(P<0.05)。总的来说,感染内生真菌的德兰臭草减轻了Pb对宿主的毒害,增强其对重金属Pb胁迫的生理生化适应能力。     

喷施茉莉酮酸甲酯及感染内生真菌促进醉马草抗虫性的生理作用研究

醉马草所携带的内生真菌能促进共生体的生长和提高共生体的生物与非生物逆境抗性。在温室栽培条件[温度:(25±2) ℃;湿度:37.7%~48.3%]下,以来自甘肃榆中的醉马草种质资源,栽培E+、E-幼苗后分别喷施200和400 mg·L^-1浓度茉莉酮酸甲酯(methyl jasmonate,MJ)以模拟昆虫的取食,测定了醉马草的生理生化指标。结果发现:与对照相比,外源喷施MJ能够诱导醉马草幼苗可溶性糖含量、叶绿素含量显著(P<0.05)降低,总酚含量显著(P<0.05)增加。MJ处理对E+和E-醉马草防御能力的诱导有所不同,对于E-醉马草,MJ处理显著提高了其防御酶多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶的活性;而对于E+醉马草,MJ处理显著(P<0.05)增加胰蛋白酶抑制剂的活力。表明MJ处理对内生真菌侵染的醉马草主要通过降低可溶性糖含量、增加总酚含量以及提高体内蛋白酶抑制剂活性等途径来降低宿主植物的适口性,从而抑制植食性昆虫的取食,对其抗虫性有增益效应。     

内生真菌侵染对野大麦根际土壤化学特性和微生物群落的影响

以Epichloё bromicola内生真菌侵染野大麦形成的带菌(E+)和不带菌(E-)植株为研究材料,将其种植在从甘肃玛曲、榆中和临泽采集的土壤中,温室培养8个月。分析在不同土壤中种植3、6和8个月后,E+和E-植物的地上干重;及植物建立后6和8个月的土壤碳、氮、磷、pH、细菌丰度、真菌丰度、土壤氮循环中涉及的关键细菌,旨在探究内生真菌侵染野大麦对宿主生境土壤的影响。结果表明:不同土壤中内生真菌的存在显著提高了野大麦的干物质量;相同带菌情况下(E+或E-),临泽土壤中干物质量最高,玛曲土壤中干物质量最低;三种土壤中E+植物的干物质量两两间差异显著,而在榆中和玛曲土壤中E-植物的干物质量差异不显著。内生真菌侵染显著增加了土壤全氮含量和氨氧化细菌的丰度。内生真菌对土壤总碳、微生物生物量碳、pH、细菌、真菌、反硝化细菌和氧化亚氮还原菌丰度的影响因土壤类型和植物生长时间的不同而存在差异。内生真菌对土壤总磷含量无显著影响,但各土壤类型之间差异显著,且随植物生长时间的延长而显著变化。证实,Epichloё bromicola内生真菌侵染对野大麦生境土壤化学和微生物特性的影响与土壤类型密切相关,且随着宿主植物生长时间的延长发生显著变化。因此,建议内生真菌对土壤的影响需长期实地研究,这有助于深刻理解驱动土壤性质变化的机制。     

AM真菌与禾草内生真菌对黑麦草抗旱性的影响

通过温室盆栽试验,从植物生长、养分吸收和抗逆相关酶等方面探究了AM真菌与禾草内生真菌互作对黑麦草(Loliumperenne)抗旱性的影响,以期为充分利用两类微生物来提高植物抗逆性提供理论依据。本研究包括单独接种AM真菌、禾草内生真菌,AM真菌+禾草内生真菌以及无AM真菌和无禾草内生真菌4种处理,黑麦草分别由含有禾草内生真菌(E+)和不含禾草内生真菌(E-)种子建植获得。并于黑麦草生长38 d后,按照土壤最大持水量的15%、30%、45%和60%设置4个水分梯度,共16种处理。结果表明,接种AM真菌与禾草内生真菌显著促进了45%和60%土壤水分条件下黑麦草的生长,促进了其对N、P的吸收,增强了黑麦草体内过氧化物酶活性,降低了丙二醛浓度,表明本研究所用共生微生物仅在较为干旱条件下提高了植物的耐旱性。     

Neotyphodium属禾草内生真菌和球囊霉属菌根真菌对野大麦生长的影响

禾草内生真菌提高宿主对生物及非生物胁迫抗性的同时也促进植物生长, 丛枝菌根真菌促进植物根系对营养元素尤其是磷的吸收和贮存, 野大麦(Hordeum brevisubulatum)中同时存在这两种共生体。本研究比较了温室条件下这两种共生体共存及单独存在时对野大麦生长的影响和其相互作用。结果表明, 内生真菌可抑制丛枝菌根真菌的侵染;内生真菌和菌根真菌均可显著增加野大麦地上生物量, 菌根真菌可显著增加其地下生物量。二者共存时野大麦的全N含量显著小于单个共生体的处理;仅带菌根的野大麦P含量显著大于二者共存时的处理, 内生真菌通过对菌根真菌的抑制降低了野大麦对P的吸收和积累。