青檀內(nèi)生真菌多樣性的研究.pdf

1、本論文以青檀的內(nèi)生真菌及其宿主青檀為研究對(duì)象,首次對(duì)青檀內(nèi)生真菌的多樣性進(jìn)行了分析和研究,并且在分析優(yōu)勢(shì)種青檀內(nèi)生擬莖點(diǎn)霉的遺傳多樣性及宿主青檀遺傳多樣性的基礎(chǔ)上,探討了“菌植”間遺傳分化的相關(guān)性。
　　 采用常規(guī)的植物組織分離法及經(jīng)典的形態(tài)鑒定分類法分別對(duì)青檀內(nèi)生真菌進(jìn)行分離與鑒定。結(jié)果表明,青檀內(nèi)生真菌的菌群組成具有豐富的多樣性。從4650個(gè)青檀組織塊中,共分離3611株內(nèi)生真菌。根據(jù)形態(tài)特征,能夠產(chǎn)生孢子的內(nèi)生真菌被鑒定為

2、31屬,其中絲孢綱菌群占28.52％,腔孢綱菌群占49.43％,子囊菌菌群占2.52％,其余19.52％不產(chǎn)孢,暫歸為無(wú)孢菌群。明枝霉屬Hyalodendron、漢斯霉屬Hansfordia、孔球孢屬Gilmaniella、膝葡孢屬Gonatobotrys、節(jié)叢孢屬Arthrobotrys、燭臺(tái)霉屬Candelabrella、膠帚霉屬 Gliocladium、向基霉屬Basipetospora等為首次報(bào)道的植物內(nèi)生真菌種類。
　　

3、 通過(guò)分離率(Isolation rates,IR)、定殖率(Colonization rates,CR)、分離頻率(Isolationfrequency,IF)及多樣性指數(shù)H`)、豐富度指數(shù)(R)、均勻度指數(shù)(E)、優(yōu)勢(shì)度曲線(K-dominance)、相似性系數(shù)(Cs)等評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)青檀內(nèi)生真菌菌群的組成及生態(tài)分布特點(diǎn)進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:
　　 青檀內(nèi)生真菌的定殖率為67.4％,分離率為77.66％。青檀內(nèi)生真菌在不同季節(jié)

4、(春季:CR=57.24％,IR=63.56％；秋季:CR=76.88％,IR=91.63％),不同地點(diǎn)(南京:CR=49.14％,IR=56.67％；南陽(yáng):CR=74.19％,IR=87.31％；棗莊:CR=78.28％,IR=94.73％:泰安:CR=53.76％,IR=58.28％；宿州:CR=80.43％,IR=93.23％),不同組織部位(葉片:CR=71.61％,IR=84.06％；葉柄:CR=53.81％,IR=62.52

5、；枝條:CR=76.71％,IR=87.55％)等不同水平上,定殖率和分離率的大小存在差異。
　　 青檀內(nèi)生真菌的優(yōu)勢(shì)菌群(IF>10％)是擬莖點(diǎn)霉屬Phomopsis(22.10％)、交鏈孢屬Alternaria(20.66％)和無(wú)孢菌群sterile mycelium(19.52％)。優(yōu)勢(shì)種青檀內(nèi)生擬莖點(diǎn)霉被鑒定為新種,命名為:Phomopsis pteroceltidis Z.D.Jiang,Shuang L.Chen e

6、t X.Y Chai
　　 sp.nov.,主要特征是:載孢體三角形或近三角形,單腔,75.1-123.6×28.3-58.7μm,器壁暗褐色或黑色,壁厚2.7-6.7μm,有孔口,7.6-12.7μm,分生孢子梗無(wú)色,細(xì)長(zhǎng),有隔,叢生分枝,7.8-17.9×0.9-1.5μm。產(chǎn)孢細(xì)胞無(wú)色,內(nèi)壁芽生瓶體式產(chǎn)孢?？僧a(chǎn)生兩種類型的分生孢子,甲型分生孢子無(wú)色,單胞,紡錘形,兩端尖,具2個(gè)油球,6.8-8.3×1.8-2.41μm。乙

7、型分生孢子無(wú)色,單胞,線形,直或一端彎曲成鉤狀,25.6-31.8×0.7-1.5μm。
　　 青檀內(nèi)生真菌菌群及優(yōu)勢(shì)菌群的組成在不同地點(diǎn)、組織和季節(jié)間存在一定的變化。在地點(diǎn)之間,青檀內(nèi)生真菌菌株數(shù)量按照從高到低的順序依次為:棗莊(871)>宿州(867)>南陽(yáng)(812)>泰安(542)>南京(519)；種類數(shù)量按照從高到低的順序依次為:南陽(yáng)(23屬)>宿州(21屬)>泰安(20屬)>南京(18屬)=棗莊(18屬)；H`按照從大

8、到小的順序依次為:南京(2.32)>南陽(yáng)(2.20)=棗莊(2.20)>宿州(2.16)>泰安(2.05),平均值為2.19；R按照從大到小的順序依次為:南陽(yáng)(2.38)>宿州(2.15)>泰安(2.05)>南京(2.00)>棗莊(1.84),平均值為2.11；E按照從大到小的順序依次為:南京(0.79)>棗莊(0.75)>宿州(0.70)>南陽(yáng)(0.69)>泰安(0.67)。在不同地點(diǎn),優(yōu)勢(shì)菌群(IF>10％)的組成上,南陽(yáng)、棗莊、泰

9、安和宿州4地完全一致,而南京除了具有與其它地點(diǎn)相同的優(yōu)勢(shì)菌群(交鏈孢屬Alternaria、擬莖點(diǎn)霉屬Phomopsis和無(wú)孢菌群Sterile mycelium)之外,葉點(diǎn)霉屬Phyllosticta(14.07％)、莖點(diǎn)霉屬Phoma(15.80％)及刺盤孢屬Colletotrichum(13.29％)也是優(yōu)勢(shì)菌群。南京與棗莊間的內(nèi)生真菌菌群的相似性最高(Cs=0.84),而以南京與南陽(yáng)菌群的相似性為最低(Cs=0.60)。

10、　　 在組織之間,內(nèi)生真菌菌群的組成規(guī)律比較一致,在青檀的葉片、葉柄和枝條組織中都是以腔孢綱菌群占據(jù)最優(yōu)勢(shì),其次是絲孢綱菌群,比例最低的是子囊菌菌群。交鏈孢屬Alternaria和無(wú)孢菌群Sterile mycelium是3種組織中共同的優(yōu)勢(shì)菌群,擬莖點(diǎn)霉屬Phomopsis是葉柄和枝條中共有的最大優(yōu)勢(shì)菌群,葉點(diǎn)霉屬Phyllosticta(IF=13.70％)和刺盤孢屬Colletotrichum(IF=11.13％)是葉片中的優(yōu)勢(shì)

11、菌群,莖點(diǎn)霉屬Phoma(IF=12.68％)是枝條的優(yōu)勢(shì)菌群。菌株數(shù)量按照從高到低的順序依次為:枝條(1357)>葉片(1285)>葉柄(969)；H`按照從大到小的順序依次為:葉柄(2.27)>葉片(2.18)>枝條(2.03),平均值為2.16；R按照從大到小的順序依次為:葉柄(2.42)>葉片(2.32)>枝條(2.31),平均值為2.35；E按照從大到小的順序依次為:葉柄(0.71)>葉片(0.68)>枝條(0.61)。葉片與

12、葉柄之間的內(nèi)生真菌菌群的相似性最高(Cs=0.88),葉柄與枝條之間的相似性為最低(Cs=0.76)。
　　 青檀內(nèi)生真菌菌群的組成在春季和秋季存在較大的差異,春季以絲孢綱菌群的分離率最高(46.71％),其次為腔孢綱菌群(39.65％),子囊菌菌群比例最低(0.91％)；在秋季,腔孢綱菌群明顯占據(jù)優(yōu)勢(shì)(55.85％),絲孢綱菌群卻僅占16.60％,子囊菌菌群及無(wú)孢菌群均較春季的比例增加,分別達(dá)到3.58％和23.98％。青檀內(nèi)

13、生真菌優(yōu)勢(shì)菌群(IF>10％)的組成在春季和秋季節(jié)的情況是:擬莖點(diǎn)霉屬Phomopsis和無(wú)孢菌群Sterilemycelium是兩個(gè)季節(jié)共同的優(yōu)勢(shì)菌群,但春季最大的優(yōu)勢(shì)菌群是交鏈孢屬Alternaria(40.21％),而秋季除了最大的優(yōu)勢(shì)菌群擬莖點(diǎn)霉屬Phomopsis(26.13％)外,還有刺盤孢屬Colletotrichum(10.68％)。秋季分離獲得的青檀內(nèi)生真菌種類和菌株數(shù)量(31屬,2181株)要高于春季(18屬,143

14、0株)；秋季的H`和R也都高于春季；而E恰好相反。但是,春季和秋季發(fā)生的內(nèi)生真菌菌群之間仍具有較高的相似性(Cs=0.75)。
　　 運(yùn)用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)優(yōu)勢(shì)種青檀內(nèi)生擬莖點(diǎn)霉進(jìn)行了遺傳多樣性的研究。結(jié)果表明:青檀內(nèi)生擬莖點(diǎn)霉的物種多態(tài)性位點(diǎn)百分率為92.91％,而在居群水平上的平均多態(tài)位點(diǎn)百分率為54.47％。青檀內(nèi)生擬莖點(diǎn)霉5個(gè)地理居群的多態(tài)位點(diǎn)百分率存在差異,分別為南京56.74％、宿州53.90％、南陽(yáng)46.81％

15、、棗莊51.06％、泰安63.83％。青檀內(nèi)生擬莖點(diǎn)霉的遺傳變異主要發(fā)生在種群內(nèi)。青檀內(nèi)生擬莖點(diǎn)霉不同地理居群之間既存在著較高的遺傳相似性,又存在著一定的遺傳分化。遺傳一致度(I)的變化范圍在0.8196-0.9010之間,平均值為0.8491；遺傳距離(D)變化范圍在0.1042-0.1990之間,平均值為0.1640。青檀內(nèi)生擬莖點(diǎn)不同地理居群間的遺傳分化與地理分布之間的相關(guān)性不顯著(r=0.3774,p=0.9311>0.05)<

16、br>　　 運(yùn)用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)擬莖點(diǎn)霉宿主青檀不同地理居群的遺傳多樣性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:青檀物種水平的多態(tài)性位點(diǎn)百分率為100％,在居群水平上的平均多態(tài)位點(diǎn)百分率為82.54％。青檀5個(gè)地理居群間的多態(tài)位點(diǎn)百分率存在不同,分別為南京86.44％、宿州77.97％、南陽(yáng)80.51％、棗莊81.36％、泰安86.44％。青檀的遺傳變異主要發(fā)生在種群內(nèi)。5個(gè)青檀居群之間既存在著很高的遺傳相似性,又存在著一定的遺傳差異。遺傳一致度

17、(I)的變化范圍為0.8460-0.9129,平均值為0.8775；遺傳距離(D)變化范圍為0.0911-0.1669,平均值為0.1305。青檀不同地理居群之間的遺傳分化與其地理分布之間存在顯著的正相關(guān)(4=0.7758,P<0.05)。
　　 利用TFPGA(Tools For Population Genetic Analysis)軟件探討了“菌植”間遺傳分化的相關(guān)性,并進(jìn)行Mantel檢驗(yàn)。結(jié)果表明,兩者之間的相關(guān)性不顯