内生放线菌与丛枝菌根真菌对茅苍术组培苗生长及挥发油积累的影响研究

内生放线菌与丛枝菌根真菌对茅苍术组培苗生长及挥发油积累的影响研究

论文摘要

茅苍术(Atractylodes lancea (Thunb.) DC.),菊科苍术属,多年生草本,中医临床使用历史悠久。茅苍术体内高挥发油含量的特殊环境使其蕴含有独特的内生菌资源,而内生菌同样影响着茅苍术的生长发育及其药用活性成分的组成和积累。然而,茅苍术组培苗的生长、挥发油积累及道地性是否受到内生放线菌和丛枝菌根真菌的影响,目前还未有广泛深入的研究。内生放线菌分布于植物组织和器官内部,不仅营养供给充足,并且还能在植物的保护下免受外界环境的影响,更重要的是,内生放线菌避免同土壤和根际微生物竞争,有利于其发挥生物防治作用。本文通过多种分离培养基对茅苍术的根、茎、叶进行内生放线菌的分离并检测其抗菌活性,从获得的77株内生放线菌中,根据菌落颜色、形态等选择其中7株为代表菌株测序并进行16S rRNA系统发育分析。通过NCBI中的BLAST比对,以及构建的系统发育树表明,该7株放线菌均属于链霉菌属。抑菌活性筛选试验结果表明,77株内生放线菌中有31株对尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)具有拮抗作用,占分离总菌数的42.3%。由此表明,在茅苍术内生放线菌群中,具有抗菌活性的菌株占有相当大的比例。为了研究内生放线菌对茅苍术组培苗的生长、抗病及挥发油积累的影响,在无菌条件下对茅苍术组培苗分别接入3株具有抗菌活性的内生放线菌,试验采用五个不同处理,分别是空白不接菌对照组(CK),接种病原菌尖孢镰刀菌(F. oxysporum)对照组(F),分别接种3种内生放线菌与病原菌组(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)。结果发现,具有抗菌活性的内生放线菌在茅苍术组培苗体内定殖后,由于病原菌入侵,并未显著促进幼苗的生长。但在细胞防御酶系、细胞壁水解酶和细胞抗氧化酶系等各项酶活检测过程中,接种内生放线菌的处理组均不同程度地提高了各种细胞酶活性,并改变了挥发油中3种主要成分茅术醇、β-桉叶油醇和苍术素的百分含量,其中β-桉叶油醇的比例有所提高。为了研究丛枝菌根真菌对茅苍术组培苗移栽后成活率和生长及挥发油积累的影响,在温室条件下,采用组培苗炼苗技术,在茅苍术组培苗移栽时分别接种不同的丛枝菌根真菌。试验共设4个处理,分别为空白对照(CK)、接种Glomus etunicatum (1#),接种Glomus tortuosum (2#),接种Glomus mosseae (3#)。从试验当天开始定期采样测定PAL、PPO、POD、β-1,3-葡聚糖酶、SOD、CAT六种酶活性、叶绿素含量、可溶性蛋白含量,35天后收获苍术测定各项生长指标及挥发油含量。结果表明,1#、2#、3#组菌根侵染率分别为42.41%、47.81%、63.39%,且多数生长形态指标均高于对照,其中3#处理组平均单株叶片数最多,平均单株株高最大。在细胞防御酶系、细胞壁水解酶和细胞抗氧化酶系等各项酶活检测过程中,接种丛枝菌根真菌的处理均不同程度地提高了各种细胞酶活性,3#处理组的影响最为明显,可见该菌剂能够有效地刺激宿主植物产生高效的防御反应。AMF改变了挥发油中3种主要成分茅术醇、β-桉叶油醇和苍术素的百分含量,β-桉叶油醇的比例有所提高。综上所述,内生放线菌和丛枝菌根真菌能够刺激宿主产生高效的细胞防御反应。生产上,我们可以选择内生真菌、丛枝菌根真菌和内生放线菌协同作用,以抵御不良环境或病害,提高茅苍术的栽培效率。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 药用植物茅苍术简介
  • 1.1.1 生物学特性及资源分布
  • 1.1.2 挥发油成分和分析
  • 1.1.3 苍术药材的主要功效
  • 1.1.4 栽培学研究
  • 1.2 植物内生放线菌的研究进展
  • 1.2.1 植物内生菌的定义
  • 1.2.2 植物内生放线菌简介
  • 1.2.3 放线菌的分类
  • 1.2.4 植物内生放线菌的生物多样性研究进展
  • 1.2.5 内生放线菌与宿主植物的生物学作用
  • 1.3 丛枝菌根
  • 1.3.1 丛枝菌根简介
  • 1.3.2 AM真菌的分类与资源分布
  • 1.3.3 AM真菌的作用效果
  • 1.3.4 AM真菌在组织培养上的应用
  • 第二章 茅苍术内生放线菌的分离、初步鉴定及抑菌活性筛选
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 供试植物及样品采集
  • 2.1.2 供试植物病原菌
  • 2.1.3 供试培养基
  • 2.1.4 植物的表面清洗和消毒
  • 2.1.5 内生放线菌的分离
  • 2.1.6 植物表面消毒效果检测
  • 2.1.7 菌种纯化及保藏
  • 2.1.8 菌株形态和培养特征观察
  • 2.1.9 内生放线菌基因组DNA的提取及PCR扩增
  • 2.1.10 抑制植物病原真菌活性检测
  • 2.2 结果与分析
  • 2.2.1 表面消毒的可靠性
  • 2.2.2 内生放线菌分离结果
  • 2.2.3 内生放线菌鉴定结果
  • 2.2.4 内生放线菌抑菌活性筛选
  • 2.3 讨论
  • 第三章 内生放线菌对茅苍术组培苗的生长、抗病及挥发油积累的影响
  • 3.1 材料和方法
  • 3.1.1 实验材料
  • 3.1.2 研究方法
  • 3.2 结果与分析
  • 3.2.1 内生放线菌对茅苍术组培苗生长指标的影响
  • 3.2.2 接种内生放线菌对茅苍术组培苗细胞防御酶系(PAL、PPO)酶活性的影响
  • 3.2.3 接种内生放线菌对茅苍术组培苗细胞壁水解酶β-1,3-葡聚糖酶活性及可溶性蛋白浓度的影响
  • 3.2.4 接种内生放线菌对茅苍术组培苗细胞抗氧化酶系(SOD、CAT及POD)酶活性的影响
  • 3.2.5 接种内生放线菌对茅苍术组培苗积累挥发油的影响
  • 3.3 讨论
  • 第四章 丛枝菌根真菌对茅苍术组培苗的生长、抗逆及挥发油积累的影响
  • 4.1 材料和方法
  • 4.1.1 实验材料
  • 4.1.2 研究方法
  • 4.2 结果与分析
  • 4.2.1 AMF对茅苍术组培苗炼苗成活率的影响
  • 4.2.2 AMF对茅苍术组培苗生长指标的影响
  • 4.2.3 接种AMF对茅苍术组培苗细胞防御酶系(PAL、PPO)酶活性的影响
  • 4.2.4 接种AMF对茅苍术组培苗细胞壁水解酶β-1,3-葡聚糖酶活性及可溶性蛋白浓度的影响
  • 4.2.5 接种AMF对茅苍术组培苗细胞抗氧化酶系(SOD、CAT及POD)酶活性的影响
  • 4.2.6 接种AMF对茅苍术组培苗叶绿素含量的影响
  • 4.2.7 接种AMF对茅苍术组培苗积累挥发油的影响
  • 4.3 讨论
  • 参考文献
  • 全文小结与展望
  • 致谢
  • 相关论文文献

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