禾本科植物epichloae内生真菌在与宿主植物形成共生体时,可产生一系列生物碱。目前,国际上已报道多种禾本科植物中含有生物碱,并在与其共生的内生真菌中检测到生物碱合成基因的存在。本研究对我国北方部分地区的禾本科植物内生真菌资源进行探索,对分离菌株和实验室保藏菌株进行四类生物碱合成基因的检测和分析,以期预测我国禾本科植物内生真菌产四类生物碱的潜力,为评价这些禾草的毒性提供基础信息。2012年到2013年,本研究从江苏、河南、山东、辽宁、甘肃及内蒙古等6省市自治区共采集到禾本科植物样品5028株。利用植物的系统学特征对植物进行分类和鉴定,发现采集的植物样品属于9族19属。经过显微镜观察,发现植物样品总的含菌率为35.6%。植物样品的含菌率在不同属种间存在较大差异,同种植物含菌率存在地域差异。不同地区的臭草(Melica scabrosa)植株含菌率较高,为一新的内生真菌/禾草共生体。通过对含菌植株的分离,成功分离各属植物内生真菌共70株。对不同地区的51株臭草分离菌株进行分类地位的鉴定,依据分离菌株的形态学特征分为五个形态类型：17个菌株为Ⅰ型、10个菌株为Ⅱ型、18个菌株为Ⅲ型、2个菌株为Ⅳ型、4个菌株为V型。它们的菌落、分生孢子及分生孢子梗的形态学特征存在一定的差异性。菌落形态上,Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型分离菌株的菌落中央隆起,与培养基连接疏松；Ⅳ型的菌落呈现不规则形状；Ⅴ型的菌落大而平坦,与培养基连接紧密。分生孢子及分生孢子梗方面,Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅲ型分离菌株的形态较为相似,但大小不同;Ⅳ型分离菌株分生孢子及分生孢子梗较小,且产分生孢子较多;V型分离菌株在分生孢子及分生孢子梗大小和形态上都有别于其他型菌株。tefA、tubB和actG的序列特征显示,臭草分离菌株均为单起源菌株。在基于tefA、tubB和actG 3个序列片段分别构建的最大似然树(ML树)中,分离菌株的5个类型间表现出差异,Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型菌株与Neotyphodium gansuense聚为一支,V型菌株与Epichloe yangzii聚为一支。结合宿主植物的地理分布等特征,臭草分离菌株Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型被鉴定为N. gansuense, V型因菌株较少,是否为E. yangzii的无性型还有待进一步的研究。对大连不同地点的细叶早熟禾(Poa angustifolia)分离菌株进行分类地位的鉴定。依据形态学特征,细叶早熟禾分离菌株分为Pls型和Pdl型,在菌落、分生孢子及分生孢子梗等菌物学特征存在一定的差异。在基于tefA和tubB序列片段构建的最大似然树中,分离菌株均在ETC分支上与E. liyangensis的第二拷贝聚为一支。结合分离菌株的形态学特征和系统发育学特征,兼顾其它早熟禾属植物内生真菌的宿主植物种类和地理分布等特征,细叶早熟禾分离菌株有可能属于一个新的内生真菌类群。但由于缺乏有性世代,尚不能确定其分类地位。本研究利用前人设计的吲哚双萜类生物碱(Indole-diterpenes)、麦角类生物碱(Ergot alkaloids)、波胺(Peramine)和loline类四类生物碱合成基因的特异性引物,对我国本土8种禾本科植物中获得的43株epichloae内生真菌进行生物碱合成基因的检测与分布。检测结果表明我国禾本科植物内生真菌含有一种或多种生物碱合成基因簇,且不同内生真菌中生物碱合成基因簇的种类存在差异。LTM基因簇在我国北方报道的N. gansuense、N. sibiricum、细叶早熟禾内生真菌以及南方的鹅观草属内生真菌中都有分布；LOL基因簇在细叶早熟禾内生真菌和N. stromatolongum中有检出；EAS基因簇的关键基因dmaW、lpsA、lpsB在细叶早熟禾内生真菌、N. stromatolongum和鹅观草属内生真菌中都有不同程度的分布;perA基因在N. gansuense和N. sibiricum内生真菌中没有检出,却普遍存在于我国其他内生真菌中。这些研究结果显示了我国内生真菌的这些生物碱合成基因比较普遍,并具有遗传多样性。依据以上结果,结合本课题组前人的数据和这些生物碱的合成途径,我国内生真菌可能产生terpendole C、 N-formylloline(NFL)、peramine、ergopeptine等生物碱。本研究推测我国内生真菌具有产生物碱的潜力,今后需要加强epichloae内生真菌合成次生代谢产物能力的研究。