不同生境下野生铁皮石斛内生真菌多样性的初步研究

采集湖南省新宁县崀山世界自然遗产风景名胜区和广西省乐业县雅长兰科植物自然保护区这两个生境中处于生长期的铁皮石斛（Dendrobium of ficinale）的营养根,并进行分离培养。通过对分离所得的41个菌株进行形态观察和ITS序列测定相结合的鉴定,共获得内生真菌34种。对担子菌和子囊菌分别进行了系统发育树构建结果显示,子囊菌为优势种类（31种）,以炭角菌目（Xylariales）和肉座菌目（Hypocreales）的种类为主,担子菌则以胶膜菌科（Tulasnellaceae）为主。Simpson多样性指数分析结果表明,不同生境下野生铁皮石斛内生真菌的多样性都很高,且雅长的高于崀山的。     

铁皮石斛促生内生真菌的筛选与鉴定

从铁皮石斛根中分离得到37株内生真菌,经过与组培苗共生筛选,获得9株促生菌,其中3株真菌对铁皮石斛的鲜质量增长率、根数增长率和芽数的促生效果最好。采用形态学观察和ITS序列测定相结合的方法对这9株促生菌进行鉴定。经形态学观察,初步鉴定出2株,均为瘤菌根菌属。根据rDNAITS序列分析显示,2株与Epulorhizasp．的相似性分别为100％和96％,1株与Guignardiacamelliae的相似性达100％,1株与MycosphaereUacruenta的相似性为99％。另外5株促生真菌分类地位尚不能确定,但这5株菌株与登录号为EU482263、GQ996178、AM901831、GU566294和GU566256的序列相似性分别达96％、95％、99％、98％和100％。     

不同生长条件下铁皮石斛内生细菌多样性及活性菌株的筛选

目的 比较和分析野生与人工栽培铁皮石斛Dendrobium officinale 内生细菌分布特点,筛选有较强定殖能力的活性菌株,为促进野生铁皮石斛驯化、提高药材品质奠定基础。方法 采用组织块分离法分离铁皮石斛根、茎、叶各部位的内生细菌,利用16S rDNA序列和系统发育树对分离菌株进行分析鉴定,体外筛选具有解磷、解钾、固氮、产铁载体、产IAA、拮抗病原菌的促生活性菌株,回接后再分离,观察内生细菌在组培苗中的定殖动态。结果 从铁皮石斛中分离到285株内生细菌,其中,217株分离自野生铁皮石斛,归类于3门9属,以芽孢杆菌属Bacillus和不动杆菌属Acinetobacter为优势菌群存在于根、茎、叶中,其菌株数分别占总分离菌株数的79.26%和8.76%;68株内生细菌分离自人工栽培铁皮石斛,归类于1门3属,以伯克霍尔德菌属Burkholderia和埃希菌属Escherichia为优势菌群存在于根、茎中,其菌株数分别占总分离菌株数的54.41%和30.88%。泛菌属Pantoea在野生和人工栽培铁皮石斛中均有分布。野生铁皮石斛内生细菌的物种数(9)和多样性指数(0.85)明显高于人工栽培铁皮石斛(物种数为3,多样性指数为0.61)。活性筛选共获得38株菌株,占筛选菌株的45%,4株野生铁皮石斛的活性内生细菌中有3株在人工组培苗具有较好的定殖性。结论 野生与人工栽培铁皮石斛内生细菌的类群结构和生物多样性具有明显差异,铁皮石斛内生细菌蕴含丰富的促生潜力。     

铁皮石斛根系促生内生真菌的筛选

[目的]开展铁皮石斛根系促生内生真菌的筛选,为铁皮石斛的批量化生产提供生物防治基础。[方法]采用组织分离法对铁皮石斛根系内生真菌进行分离纯化,再通过单一回接试验将已分离内生真菌回接到铁皮石斛组培苗中,40 d后观察铁皮石斛根系生长情况,60 d后统计成活率。通过铁皮石斛根系生长指标,筛选出对根系促生作用最显著的内生真菌。[结果]从铁皮石斛根系中共分离得到21株内生真菌,筛选出8株优势促生根系内生真菌,其中回接菌株F5的铁皮石斛组培苗生根率最高,达99.00%,回接菌株F14的铁皮石斛苗成活率达100.00%,为对照组的395%。[结论]该研究成功解决了铁皮石斛移栽成活率低的难题。     

铁皮石斛内生真菌的研究进展

铁皮石斛是国家珍稀药用植物。自然状态下,只有真菌与种子或根形成共生关系后,才能正常地萌发和生长发育。研究铁皮石斛内生真菌对挽救这一濒危物种具有重要的意义。该文对铁皮石斛内生真菌的多样性和促生作用的研究进展进行综述,为进一步研究提供参考。     

杜仲内生真菌中抗苹果炭疽病活性菌株的筛选

对杜仲植株中的内生真菌进行分离纯化,共得到32株内生菌株。通过离体平板对峙培养检测、光学显微镜观察,以及测定在活体果实上的拮抗活性,研究杜仲拮抗真菌与病原菌及其寄主植物苹果果实之间的相互作用。对峙培养显示杜仲内生真菌DZGS07对苹果炭疽菌有较强拮抗作用,具有较强的营养和空间竞争能力,显微观察表明其能造成病原菌菌丝畸形等现象。在生防研究中,内生真菌DZGS07对苹果炭疽病具有较好的生防潜力,处理后的第7天防效达84.19%;对该菌株的ITS 序列进行测定分析,初步鉴定DZGS07为炭疽菌属(Colletotrichum)的真菌。     

铁皮石斛内生真菌及其代谢产物研究进展

铁皮石斛(Dendrobium officinale)是我国传统中药材,富含多糖、生物碱、氨基酸、酚类等多种药理学活性成分。近年来,随着人们对健康生活品质的追求,铁皮石斛日益受到国内外学者的广泛关注。但其生长缓慢,病害时常发生,产量和品质受到严重影响。研究表明,内生真菌在铁皮石斛的生长过程中具有重要作用,本文重点梳理已报道的铁皮石斛内生真菌多样性及二者共生关系,概括内生真菌对铁皮石斛生长发育及病害防治的作用,并归纳其代谢产物的生物学活性,为铁皮石斛栽培产业中绿色防控和增产增收技术的开发与科学应用提供参考。     

内生真菌对铁皮石斛种苗生长的影响

为研究内生真菌对铁皮石斛种苗生长的影响,并筛选出有利于铁皮石斛种苗生长发育的内生真菌。该研究从金钗石斛根部分离、筛选和鉴定得到3种内生真菌,将其分别配制成体积分数20%、40%和60%的液体菌剂,对铁皮石斛种苗进行接种试验。在温室栽培条件下共培养150 d后,调查统计各处理组铁皮石斛种苗生物量,并利用石蜡切片法显微观察真菌侵染情况,以及重分离真菌鉴定。结果表明,菌株FC6和FC8对铁皮石斛种苗的生长有明显的促进作用,且均能与铁皮石斛种苗形成菌丝团共生结构,菌株FC9则不能。通过对铁皮石斛种苗根部重分离的真菌鉴定,确定重分离得到了原接种真菌;菌株FC6和FC8能够侵入铁皮石斛种苗的根部组织,并在其皮层细胞中扩展、定殖,形成良好的共生关系。其中,菌株FC6对铁皮石斛种苗促进效果最佳。     

不同内生真菌对铁皮石斛幼苗生长的效应

为弄清齿瓣石斛促生真菌对铁皮石斛幼苗生长的促生效应,利用2种从齿瓣石斛根中分离筛选获得的促生菌根真菌,采用注射器注射接种法分别将单一菌剂及混合菌剂接种到松树皮基质上与铁皮石斛幼苗进行共生培养,分析2种真菌及其不同接菌方式对铁皮石斛株高及生物量等生长指标的影响。结果表明:共生培养130d后,与对照组相比,FDdS-5接种组对铁皮石斛幼苗叶长、株高及干重具有显著促进作用,FDdS-9接种组对叶数、根数、分蘖数、根长、株高、茎粗、鲜重及干重具有显著促进作用,混合菌剂(V_(FDdS-5)∶V_(FDdS-9)=1∶1)接种组对根数、叶长、根长、株高、茎粗、鲜重及干重具有显著促进作用,且与单菌株接菌组相比,混合菌株接种对株高的促生作用为协同效应,在茎粗、鲜重及干重指标上表现为累加效应。齿瓣石斛促生真菌同样能促进铁皮石斛幼苗的生长,混合接种有可能更大地发挥微生物的效能。     

铁皮石斛内生真菌的分离鉴定及其促宿主生长作用

利用微生物学传统分离培养方法从野生铁皮石斛根部分离内生真菌,依据形态学和真菌18SrDNA ITS序列分析对菌株进行分类,并采用正交设计法优化菌丝体液体培养基,考察发酵液对铁皮石斛组培苗生长的影响,以期为人工种植铁皮石斛提供优良菌肥。结果显示,共分离到4株内生真菌,其中TPSH1、TPSH2、TPSH3为镰刀菌属(Fusarium),TPSH4为柱霉属(Scytalidi-um)。优化后确定培养液的组分为:麦麸25g/L,土豆20g/L,蔗糖10g/L,1/2MS。菌株发酵液分别喷施铁皮石斛组培苗8周后,与对照(1/2MS)相比,以TPSH4菌株液体发酵8d,对铁皮石斛生长促进作用明显,成活率提高30.43%,植株高度增加了31.21%,鲜质量增加40.61%。TPSH4为具有促宿主生长作用的新菌株,其发酵液可作为菌肥,用以促进人工栽培铁皮石斛的生长。     

铁皮石斛RRT家族全基因组鉴定及表达分析

多糖是药用植物铁皮石斛(Dendrobium officinale)的主要成分之一。鼠李半乳糖醛酸聚糖Ⅰ鼠李糖转移酶(rhamnogalacturonⅠrhamnosyltransferase, RRT)在Ⅰ型鼠李半乳糖醛酸聚糖的合成中起重要作用。利用生物信息学在全基因组水平鉴定出4个铁皮石斛RRT家族基因( DoRRT1、 DoRRT2、 DoRRT3、 DoRRT4),通过逆转录定量PCR检测该基因家族在不同组织和胁迫下的表达情况。结果表明：在系统发育上DoRRT1、DoRRT3被聚为一组,DoRRT2、DoRRT4被聚为一组;DoRRT蛋白均为亲水蛋白质,可定位于高尔基体;DoRRT蛋白的α-螺旋和无规卷曲较多;4个DoRRT蛋白均有O-FucT保守结构域;组织表达显示 DoRRT1、 DoRRT2、 DoRRT4在根、茎、叶中均有表达,且在地上部的转录水平较高;胁迫表达表明 DoRRT2、 DoRRT4在高温胁迫下表达显著下调, DoRRT2在PEG模拟干旱条件下表达显著下调,说明 DoRRT2、 DoRRT4参与非生物胁迫响应。以上结果为深入研究DoRRT的生物学功能提供数据...     

霍山石斛生物碱的提取及铁皮石斛的鉴别

采用超声波辅助酶法提取霍山石斛中的生物碱，通过对固液比、超声时间、超声功率、酶解时间、复合酶（纤维素酶和果胶酶1∶1等活力混合）质量分数的单因素试验和正交试验，确定提取最佳的条件；通过气相色谱-质谱法对霍山石斛中生物碱的组成成分进行分析；通过傅里叶变换红外光谱及二阶导数变换谱图快速鉴定霍山石斛和铁皮石斛。结果表明，当固液比为1:40（g·mL^-1），超声时间为20 min，超声波功率为200 W，复合酶（纤维素酶和果胶酶1∶1等活力混合）添加量1.5%，酶解时间1.5 h为提取条件时，提取效率最佳，生物碱得率为0.053%。根据气相色谱-质谱法检测结果可得知，相对于铁皮石斛，霍山石斛的石斛碱和6-羟基石斛次碱为其特殊生物碱。二阶导数变换谱图可更直观地通过二者峰形状、个数和强度的不同来区分。因此，可以将气相色谱质谱联用和傅里叶红外光谱结合在一起来高效鉴定霍山石斛与铁皮石斛。     

铁皮石斛可溶性酸性转化酶基因克隆与表达分析

【目的】克隆铁皮石斛Dendrobium officinale可溶性酸性转化酶基因SAI,分析该基因生物学信息及时空表达特异性。【方法】基于同源序列克隆铁皮石斛SAI基因c DNA全长,采用生物信息学方法进行序列分析,并采用qRTPCR进行组织特异性表达分析。【结果】铁皮石斛SAI基因全长为1 595 bp,c DNA编码区1 368 bp,Genbank登录号为KU598852。该基因编码455个氨基酸,蛋白相对分子质量为50 700。NCBI BLASTx分析表明,该基因氨基酸序列与柑橘Citrus unshiu酸性转化酶基因、甜橙C.sinensis酸性β-呋喃果糖苷酶基因序列相似性最高,达77%,与其他植物酸性转化酶基因的相似性均高于68%。聚类分析表明,铁皮石斛SAI基因与玉米Zea mays液泡转化酶基因、甘蔗Saccharum officinarum SAI基因亲缘关系最近。该基因编码的蛋白质属于非跨膜结构的亲水性热稳定蛋白,定位于液泡中。SAI基因在2年生铁皮石斛的茎中表达量最高,3年生的叶中表达量最低。【结论】成功克隆铁皮石斛液泡酸性转化酶基因,该基因在铁皮石斛不同组织不同生育时期的表达量差异较大。     

绣线菊内生真菌的分离及对植物病原菌的抑制作用

采用组织分离法,以PDA培养基为分离培养基,从绣线菊的根、茎和叶中分离获得39株内生真菌。平板对峙结果表明, 21株活性菌株对6种植物病原菌（辣椒疫霉病原菌、番茄枯萎病原菌、苹果腐烂病原菌、苹果炭疽病原菌、葡萄灰霉病原菌、小麦赤霉病原菌）有不同程度的抑制作用,其中菌株XXT10对苹果腐烂病原菌、苹果炭疽病原菌、番茄枯萎病原菌、小麦赤霉病原菌的抑制率分别达到73.2%、72.5%、39.5%和42.7%。通过测得的ITS rDNA 序列与GenBank数据库中已知序列比对后该菌为链格孢属菌。生物学特性试验表明,该菌株在28～32℃时,选择PDA培养基,分别以乳糖和蛋白胨作为碳、氮源,酸碱度中性的条件下,菌落的生长状况最佳。     

木麻黄内生真菌次生代谢产物及生物活性

【目的】分离和鉴定木麻黄Casuarina equisetifolia枝条和果实中的内生真菌,筛选具有抗菌和抗氧化活性的内生真菌。【方法】采用组织块分离法分离木麻黄枝条和果实中的内生真菌,通过菌落观察和分子生物学相结合的方法对分离到的内生真菌进行鉴定;采用薄层层析-生物自显影法测定木麻黄内生真菌次生代谢产物对细菌的抑制活性,采用多孔板-DPPH显色法测定抗氧化活性。【结果】从木麻黄枝条和果实中共分离鉴定得到12株内生真菌,枝条和果实内生真菌存在明显的差异,相同的菌株只有2株,分别为Cef-1(Pseudofusicoccum sp.)和Cef-7(Pestalotiopsis sp.);12株内生真菌分属于9个不同的属中,分别为Pseudofusicoccum、葡萄座腔菌属Botryosphaeria、拟盘多毛孢属Pestalotiopsis、木霉属Trichoderma、曲霉属Aspergillus、裂菌属Rhytidhysteron、拟茎点霉属Phomopsis、镰刀菌属Fusarium和炭疽菌属Colletotrichum。其中,葡萄座腔菌属种类最多,为木麻黄内生真菌的优势种群,其次是拟盘多毛孢属真菌。抗细菌活性的结果表明,Cef-2(Botryosphaeria sp.)表现出最强的抑制活性,对所有供试细菌的抑菌斑直径均大于10 mm,强于阳性对照硫酸链霉素,Cef-1和Cef-9(Fusarium sp.)对青枯病菌Ralstonia solanacearum也表现出较好的抑制活性。内生真菌Cef-2表现出最好的抗氧化活性,IC50为0.80mg/mL。【结论】木麻黄枝条和果实中均存在内生真菌且均以葡萄座腔菌属为优势种群,2个部位真菌的种类存在明显差异。内生真菌Cef-2表现出最强的抗细菌和抗氧化活性,可作为候选菌株进一步分离和鉴定其活性成分。     

铁皮石斛SEP3基因的生物信息学分析及敲除载体的构建

SEP3(SEPALLATA3)基因是MADS-box家族中的一员,在花器官的形成和发育过程中具有重要作用.为了解SEP3基因在铁皮石斛(Dendrobium officinale)中的成花转变机理,从铁皮石斛转录组序列中获得一个SEP3基因序列,并命名为DoSEP3.预测其编码区长度为354 bp,预测编码117个氨基酸.DoSEP3蛋白相对分子质量13457.87 Da.其不稳定系数为60.53,亲水性的平均值为-0.121,是不稳定的亲水性蛋白,主要在内质网和细胞核中起作用.二级结构主要以α-螺旋为蛋白质最大量的结构元件,跨膜区分析推测DoSEP3蛋白质具有一个跨膜区.进一步的氨基酸比对显示,铁皮石斛DoSEP3蛋白与金钗石斛SEP3蛋白亲缘关系最近,可能具有类似的功能.基于生物信息学分析,利用CRISPR/cas9技术构建铁皮石斛基因敲除载体,并使用农杆菌介导法进行遗传转化,且已获得阳性原球茎,可为后续的SEP3基因表达研究奠定基础.     

铁皮石斛两个DEAD-box RNA解旋酶基因克隆及特征分析

为获得铁皮石斛DEAD-box RNA解旋酶(RH, RNA Helicase)基因并进行表达及序列分析,利用RACE从其叶片cDNA中分离RH基因,对编码蛋白相关理化特性进行生物信息分析;采用MEGA 6.0构建系统进化树;借助定量PCR技术检测基因表达特性。结果表明:分离到铁皮石斛两个DEAD-box RH基因 DoRH1和 DoRH2(GenBank注册号KT957555和KT957556),全长为1 648 bp和1 851 bp,各编码1条由428和499个氨基酸组成的肽链,编码蛋白相对分子质量分别为48 206和55 432,等电点5.51和8.65; DoRH1和DoRH2蛋白均包含3个保守的RH结构域和多个基元,无信号肽或跨膜域,预测均定位在细胞核;两个基因与植物DEAD-box RH家族基因相似性高达80%以上; DoRH1、 DoRH2分别聚在拟南芥、水稻、大豆和雷蒙德氏棉DEAD-box RH家族基因进化树的Ⅲ、Ⅳ支; DoRH1和 DoRH2表达模式不同, DoRH1在根、茎、叶中表达量无显著差异, DoRH2在根中的相对表达量为叶中的3.26倍,茎与叶中无差异...     

紫苏内生真菌Penicillium sp.12Y25化学成分及抑菌活性研究

【目的】研究紫苏内生真菌Penicilliumsp.12Y25的化学成分及其抑菌活性,为开发新型天然药物提供参考。【方法】以分离自山西太原健康紫苏茎秆的内生真菌为研究对象,采用硅胶柱层析和Sephadex LH-20凝胶柱层析等分离手段和现代光谱学技术,对其液体发酵产物的乙酸乙酯提取物进行了分离和结构鉴定;采用菌丝速率法,测试了分离化合物对番茄灰霉病菌、西瓜枯萎病菌和小麦赤霉病菌等植物病原菌的抗菌活性。【结果】从紫苏茎秆内生真菌Penicilliumsp.12Y25发酵产物的乙酸乙酯提取物中分离鉴定了10个化合物,分别为麦角甾醇过氧化物麦角甾-4,6,8,22-四烯-3-酮、9(11)-去氢麦角甾醇过氧化物、22E,24R-7,22-麦角甾二烯-3β,5α,6β-三醇、22E,24R-7,22-麦角甾二烯-3β,5α,6β,9α-四醇、麦角甾醇、单油酸甘油酯、α-亚麻酸、对甲氧基苯乙酸和对氨基苯乙酸,均为首次从该菌种中分离得到,其中22E,24R-7,22-麦角甾二烯-3β,5α,6β-三醇和22E,24R-7,22-麦角甾二烯-3β,5α,6β,9α-四醇对番茄灰霉菌和西瓜枯萎菌有中等强度的抑制活性。【结论】紫苏内生真菌Penicilliumsp.12Y25化学成分多样,部分化合物具有植物病原菌抗菌活性。