杜鹃花类菌根真菌和深色有隔内生真菌分离及其相互作用初步研究

作     者：吴佳育 

作者单位：东北林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨洪一

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：杜鹃花类菌根真菌 深色有隔内生真菌 互作 胞外酶 接种 

摘      要：杜鹃花类菌根真菌（Ericoid mycorrhizal fungi,EMF）和深色有隔内生真菌（Dark septate endophyte,DSE）可共定殖于杜鹃花科植物毛根中,可促进植物的养分吸收,但二者的相互作用关系尚不明确。探究两种真菌之间的互作关系,对杜鹃花科植物的生长发育具有重要意义。本研究以笃斯越橘（Vaccinium uliginosum）和红豆越橘（Vaccinium vitis-idaea）为实验材料,分离两种越橘毛根中杜鹃花类菌根真菌和深色有隔内生真菌,对两类真菌离体培养条件下的互作进行分析,并进一步探究了土壤基质培养基中单独接种和混合接种两种真菌对植物的影响及两种真菌在植物根中定殖的动态变化。主要实验结果如下:（1）以笃斯越橘毛根为试材,共分离得到68株真菌,经过形态学与分子生物学鉴定,得到23种真菌,其中杜鹃花类菌根真菌1种,为Cryptosporiopsis ericae,深色有隔内生真菌2种,分别为Phialocephala fortinii和Cadophora sp.。以红豆越橘毛根为试材,共分离出74株真菌,通过形态学与分子生物学鉴定,获得9种真菌,其中杜鹃花类菌根真菌1种,为Oidiodendron maius,深色有隔内生真菌2种,分别为Phialocephala fortinii和Leptodontidium sp.。（2）选取分离获得的杜鹃花类菌根真菌Oidiodendron maius菌株H14以及深色有隔内生真菌Phialocephala fortinii菌株H5进行摇瓶产酶实验。两种真菌产果胶酶活性均较高,菌株H5产多聚半乳糖醛酸酶活性可达170 U/m L;两种真菌产聚甲基半乳糖醛酸酶活性相近,可达180 U/m L。菌株H14产漆酶、多酚氧化酶、木质素过氧化物酶活性高于菌株H5。两种真菌也可产几丁质酶与中性蛋白酶,酶活性相似。Oidiodendron maius菌株H14的灭活菌丝体能够促进Phialocephala fortinii菌株H5产漆酶、多酚氧化酶、几丁质酶和木质素过氧化物酶;菌株H5的灭活菌丝体显著提高了菌株H14产漆酶、多酚氧化酶的能力。灭活菌丝体的存在抑制了真菌中性蛋白酶的活性。Oidiodendron maius菌株H14的可溶性代谢产物对Phialocephala fortinii菌株H5的生长有明显的抑制作用,而菌株H5的可溶性代谢产物促进了菌株H14的生长。在两种真菌共培养条件下,菌株H14为优势菌株。（3）将Oidiodendron maius菌株H14和深色有隔内生真菌Phialocephala fortinii菌株H5分别单接种、双接种于蓝莓无菌组培苗,分析两种真菌定殖量及其对植株生理生化指标的影响。发现单接种及双接种真菌均可使蓝莓植株过氧化氢酶、超氧化物歧化酶活性增加,提高植物叶片可溶性糖、叶绿素、游离脯氨酸含量,单接种与双接种对植物的影响差异不显著。根据两种真菌IGS特异序列设计引物,建立利用荧光定量PCR技术检测两种真菌DNA拷贝数的方法。通过计算两种真菌相对DNA拷贝数总和,发现双接种提高了两种真菌的定殖量,表明两种真菌在植物体内呈协同作用。竞争强度指数分析显示:在共定殖条件下,Phialocephala fortinii菌株H5为优势菌株。总体来看,Oidiodendron maius菌株H14和Phialocephala fortinii菌株H5在植物体外共培养条件下处于竞争关系,且菌株H14为优势菌株,其对菌株H5生长有一定的抑制作用。在植物体内共定殖条件下,菌株H14与菌株H5呈协同效应,菌株H5的定殖量较单接种有明显增加,为优势菌株,而菌株H14 DNA拷贝数变化幅度较小。