菌根真菌对铁皮石斛种子萌发及其生长的影响

论文摘要

兰科植物是一类非常重要的植物资源,不仅具有极高的经济价值和观赏价值,而且具有独特的药用价值和食用价值。然而,人们的大肆采挖和生境破坏已经导致其野生资源日趋濒危。尽管保护工作已受到各界人士的普遍关注,但人为的破坏程度和对野生资源的巨大需求仍未得到缓解,其保育工作困难而又艰巨。因此,基于内生真菌的兰科植物保育学研究,对维持物种多样性和兰花产业化发展等方面都有着重要的意义。本研究以我国特有种铁皮石斛（Dendrobium catenatum Lindley.）为研究对象,采集新鲜营养根进行内生真菌的分离,通过组培苗的回接实验筛选出促生真菌并进行鉴定,同时结合美花石斛的3株促生菌,研究铁皮石斛室内种子共生萌发,菌根真菌对原球茎和幼苗生理特性的影响,探讨内生真菌与铁皮石斛之间的专一性和对铁皮石斛的促生机制。主要结果如下：（1）通过切片分离法,共分离到37株内生真菌,消毒时间以3min最佳。PDA和FIM上分离到的真菌种类不同。经与铁皮石斛组培苗共生筛选,获得9株促生菌。采用形态学和rDNA-ITS序列分析相结合的方法对9株促生菌进行鉴定,结果显示菌株2株与Epulorhiza sp的相似性分别为100%和96%,1株与Guignardia camelliae的相似性达100%,1株与Mycosphaerella cruenta的相似性为99%。另外5株促生真菌分类地位尚不能确定,但它们分别与登录号为EU482263、GQ996178、AM901831、GU566294、GU566256的相似性达96%、95%、99%、98%和100%。（2）通过铁皮石斛种子与7株内生真菌室内共生培养100 d,发现菌株C22、C35、C42对种子致死,菌株C20、L12、L24b和L28均不同程度地促进了铁皮石斛种子的萌发,其中菌株L24b和L12极显著的提高了种子萌发率,并促进种子发育成幼苗；菌株C20和L28显著促进种子生长到原球茎。（3）铁皮石斛原球茎接种7株内生真菌后,菌株C35、C42、L12和L28对铁皮石斛的原球茎致死,菌株C22对原球茎的鲜重增长率具有极显著的促进作用。菌株C20、C22、L24b极显著促进原球茎中的N含量,显著促进K含量,菌株C22、C20显著提高P含量；菌株C22显著提高叶绿素a、b的含量。对接种菌株C20和C22以及对照的原球茎进行内源激素检测,发现这两株菌株能极显著地提高GA3含量。因此,菌株C22和C20对铁皮石斛原球茎的形态构建和生理特性具有明显的促进作用。（4）铁皮石斛组培苗与7株内生真菌共生培养,发现接菌苗的平均鲜重增长率和叶绿素a、b的含量均高于对照,但只有接种C42、C35和C22的苗的鲜重增长率达到显著水平,菌株C42对叶绿素a、b含量的提高达到显著水平,菌株C20、C42、C35和C22对N、P、K元素的吸收均有促进作用。对接种菌株C42、C35、C22和C20的组培苗以及对照进行3种内源激素的检测,发现接菌苗的GA3含量达到极显著水平,菌株C20、C35、C42极显著地提高IAA的含量,而ABA的含量均极显著地低于对照。因此,菌株C42、C35、C22和C20可应用于铁皮石斛的栽培和生产中。（5）菌根真菌与铁皮石斛的种子、原球茎和组培苗的共生实验中,未发现一株既对种子萌发有利,又能促进原球茎和组培苗的生长的内生真菌,铁皮石斛在各生长阶段所需的真菌种类不一样,存在两种类属以上的有利真菌,对内生真菌的范围较广。因此,铁皮石斛与内生真菌间均没有严格的专一性。（6）铁皮石斛原球茎和组培苗的生理指标测定发现,内生真菌主要是通过产生内源激素来调节铁皮石斛的生长发育的,其中GA3在三者中起着重要的作用,此外内生真菌促进植株对营养元素的吸收从而提高光合作用的能力,进而促进植株的生长发育。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 兰科植物菌根真菌的分类与鉴定
• 1.1.1 兰科植物菌根真菌的种类
• 1.1.2 兰科植物菌根真菌的鉴定
• 1.2 兰科植物与菌根真菌的专一性
• 1.3 菌根真菌对兰科植物的营养供应
• 1.3.1 维生素、氨基酸、激素等有机物
• 1.3.2 矿质营养
• 1.3.3 生物碱、多糖和各种活性酶
• 1.4 兰科植物种子共生萌发
• 1.5 研究目的和意义
• 1.6 研究内容和技术路线
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 技术路线
• 2 铁皮石斛促生内生真菌的分离与筛选
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 方法
• 2.2 结果
• 2.2.1 内生真菌的分离结果
• 2.2.2 不同消毒时间对内生真菌分离的影响
• 2.2.3 不同培养基对内生真菌分离的影响
• 2.2.4 共生培养基的筛选
• 2.2.5 促生菌的筛选
• 2.3 讨论
• 2.3.1 消毒时间对内生真菌分离的影响
• 2.3.2 培养基对内生真菌分离的影响
• 2.3.3 不同保藏方法对真菌的影响
• 2.3.4 共生培养基的筛选
• 2.3.5 内生真菌的促生效应
• 3 铁皮石斛促生真菌的分类鉴定
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 方法
• 3.2 结果
• 3.2.1 菌种性状描述及其显微形态
• 3.2.2 菌株PCR产物电泳结果
• 3.2.3 rDNAITS序列Blast比对结果
• 3.3 讨论
• 4 铁皮石斛种子室内共生萌发研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 方法
• 4.2 结果
• 4.2.1 种子生活力测定
• 4.2.2 种子共生萌发
• 4.3 讨论
• 4.3.1 种子生活力测定
• 4.3.2 菌根真菌的专一性
• 4.3.3 种子共生萌发
• 5 菌根真菌对铁皮石斛原球茎和幼苗生理特性的影响
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 供试菌株、材料和培养基
• 5.1.2 方法
• 5.2 结果
• 5.2.1 共生关系的建立
• 5.2.2 菌根真菌对原球茎、组培苗生长的影响
• 5.2.3 菌根化原球茎、组培苗的N、P、K含量
• 5.2.4 菌根化原球茎、组培苗的叶绿素含量
• 5.2.5 菌根化原球茎、组培苗内源激素的变化
• 5.3 讨论
• 5.3.1 菌根真菌对铁皮石斛原球茎和组培苗生长的影响
• 5.3.2 菌根真菌对原球茎、组培苗N、P、K含量的影响
• 5.3.3 菌根真菌对原球茎、组培苗内源激素的影响
• 5.3.4 菌根真菌对原球茎、组培苗叶绿素的影响
• 5.3.5 营养元素、内源激素和叶绿素之间的相互关系
• 5.3.6 菌根真菌与铁皮石斛原球茎和组培苗的专一性
• 6 主要结论和展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 6.2.1 共生真菌的混合接种
• 6.2.2 内生真菌次级代谢产物的研究
• 6.2.3 内生细菌的研究
• 参考文献
• 致谢