手参是一种广域零星分布的地生型兰科植物,为我国的传统中药,也是蒙药和藏药的常用药,具有极高的药用价值。手参的自然繁殖率极低,加之近年来的过度采挖及生境破坏等因素,当前其物种已处于濒危状态。兰科植物种子微小、没有胚乳,自然环境下,需要适宜的真菌提供营养才能萌发。基于兰科植物与真菌的天然共生关系,探寻能有效促进手参种子萌发的真菌进而将其应用到野生居群的生态恢复无疑对手参的种质保育以及资源再生具有重要意义。本文对手参种子的真菌共生萌发进行了研究,主要研究发现:采用Illumina MiSeq高通量测序技术研究了手参大地域跨度间菌根真菌区系组成的差异,发现胶膜菌是欧洲手参菌根真菌的优势类群,角担菌则是中国手参中的优势类群;而Sebacinaceae的OTU在欧洲和中国的手参中不存在共有现象。数据分析表明手参菌根真菌区系组成在中国、欧洲不同地域间存在显著性差异,且菌根差异性呈现显著的地理距离衰减。利用单菌丝团法及组织块法从西藏和甘肃的手参根部样品中分离获得菌根真菌,鉴定为4株角担菌科真菌和1株胶膜菌科真菌。通过对不同地区手参种子进行共生萌发真菌的筛选,最终发现分离自北京手参的GS2真菌促进了北京和吉林手参种子的萌发,分离自西藏手参的GZ1、GZ15和GZ16真菌促进了西藏手参种子的萌发。通过手参共生萌发真菌的特异性研究,发现手参种子在萌发阶段对共生萌发真菌的选择具有一定特异性。通过改变外界环境条件如培养基类型、光照和温度等对手参种子萌发的条件进行了研究,发现真菌是手参种子萌发的必要条件,外界环境因素对于手参共生萌发过程的影响较小,而光照是幼苗形态建成的重要影响因素。对共生萌发的种子进行了细胞及亚细胞水平的形态观察,进而从转录组水平对共生萌发的分子机制进行了初步研究。选用两株促萌发效果明显不同的菌株进行萌发实验,于播种25天后取材进行RNA提取及转录组测序,最终获得27962条真菌共生萌发的差异表达基因,差异表达基因功能分析发现手参种子萌发是分子信号识别和营养输送共同作用的结果。为明确所获得的菌株能否在自然条件下仍能促进手参种子萌发,我们进行了尝试。采用菌株拌播的方式首次实现了手参种子在自然条件下的真菌共生萌发,供试菌株GS2在人工栽培方面显示出较好的应用前景。通过本文的研究,我们明确了手参在大地域跨度间的菌根真菌区系组成差异,筛选获得了有效促进手参种子共生萌发的真菌菌株,并在自然条件下实现了手参种子的真菌共生萌发。本文的研究结果为进一步实现手参的人工栽培和野生居群生态恢复奠定了良好基础。