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草原是绿色生态环境的重要屏障,同时承载着畜牧业的发展。近年来,我国草原生态及服务功能严重衰退,主要体现之一为草原毒害草化。毒害草是指天然草原上存在的对牲畜和生态环境有毒或有害的植物,其中有毒黄芪属（Astragalus）与棘豆属（Oxytropis）植物,是我国草原分布最广、影响最大的毒害草类群。国际上统称这些植物为疯草。疯草的滋生蔓延,降低了草原植被生物多样性,加剧了放牧功能的丧失。疯草毒性是由宿主植物体内共生的内生真菌Alternaria sect.Undifilum合成有毒生物碱苦马豆素（Swainsonine,SW）造成的,牲畜采食后能引起疯草病。疯草的前期研究主要集中在苦马豆素的合成通路、影响因素及动物中毒机制等方面。而关于疯草与内生真菌共生关系的研究较少。探究疯草中内生真菌与植物共生的生物学意义及生态学效应将有助于我们探究疯草扩张和蔓延的本质。因此,本论文以内生真菌和疯草共生如何对其生长产生影响为总体科学问题,以典型疯草—黄花棘豆的内生真菌A.sect.Undifilum为研究对象,通过其与黄花棘豆或拟南芥共培养的方式,对其互作机制进行研究。通过:一、对共生/非共生状态下黄花棘豆的生长特征、营养物质积累及植物激素水平等方面的测定,探究A.sect.Undifilum对宿主植物黄花棘豆生长发育的影响。二、建立A.sect.Undifilum与模式植物拟南芥的共培养体系,对内生真菌促植物生长发育的机理进行研究;以生长素通路对植物生长的调节为研究主体,利用其合成、信号及转运等相关突变体和转基因株系,从基因和蛋白水平验证了A.sect.Undifilum对拟南芥的促生机制。三、通过对黄花棘豆内生真菌挥发性代谢物质的检测,更深层次解析A.sect.Undifilum促植物生长的物质基础。主要研究结果如下:（1）以黄花棘豆种子为实验材料,采用含有100μg/m L氯霉素的培养基对内种皮真菌进行分离、纯化,通过菌落形态鉴定、ITS测序分析和系统进化树,确定分离到的真菌属于疯草A.sect.Undifilum,将其命名为Alternaria sect.Undifilum OoNwu521。通过剥离种皮的方式,构建黄花棘豆无菌苗,在实验室中建立黄花棘豆与A.sect.Undifilum OoNwu521的单一共生体系。结果发现:A.sect.Undifilum OoNwu521主要分布细胞间隙,与宿主植物细胞壁紧密连接;菌丝体沿细胞壁细胞纵向紧密排列分布,菌丝粗细均匀,与茎髓细胞保持协同生长;A.sect.Undifilum OoNwu521的定殖对宿主黄花棘豆幼苗有促生作用,感染内生真菌的幼苗的鲜重与根长显著高于不含内生真菌的幼苗。（2）以黄花棘豆幼苗为研究对象,分析了不同磷浓度下E+（Endophyteinfected）与E-（Endophyte-free）黄花棘豆幼苗生理特征的变化。结果表明:内生真菌A.sect.Undifilum OoNwu521主要通过刺激黄花棘豆幼苗根部发育,促进黄花棘豆幼苗生长,在培养中期,E+地上部分鲜重显著增加。E+与E-植株碳氮含量检测表明:随着磷浓度增加,黄花棘豆E+幼苗中氮含量积累增加显著,碳含量变化不显著,碳氮比显著减少。激素IAA含量检测表明E+株系生长素含量显著高于E-。上述结果推测A.sect.Undifilum OoNwu521可能通过调控黄花棘豆幼苗体内生长素激素含量,在低磷环境中具有促进植物生长发育的作用。（3）采用Illumina Hi Seq 4000测序技术平台对不同浓度磷处理20 d后的12个黄花棘豆E+和E-植物样本进行了RNA-seq测序,共获得85.71 Gb Clean Data和40249条unigenes,其中有36267条（90.11%）获得了功能注释。注释结果显示:黄花棘豆转录组基因注释比对到鹰嘴豆（Cicer arietinum）、蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）、大豆（Glycine max）、木豆（Cajanus cajan）和三叶草（Trifolium pratense）的同源基因依次位列前5位。通过基因表达差异共筛选到1178个差异基因,这些差异基因主要富集于苯丙氨酸代谢、脂肪酸代谢和植物激素信号途径等KEGG通路,揭示这些应答途径可能在黄花棘豆共生体系在低磷响应中发挥重要作用。（4）以模式植物拟南芥为研究对象,以共培养的方式将A.sect.Undifilum OoNwu521菌片接种到培养基上拟南芥幼苗根尖部分,探究A.sect.Undifilum OoNwu521菌株对植物生长发育的影响。结果表明:A.sect.Undifilum OoNwu521能够显著促进拟南芥的生长,表现为:整株植物鲜重增加、主根变短、侧根数增多,根毛密度增大等,拟南芥内源生长素水平也显著升高。通过生长素通路的基因表达谱分析,A.sect.Undifilum OoNwu521增强了拟南芥生长素合成关键基因CYP79B2和CYP79B3、运输基因AUX1和EIR1及生长素反应因子AXR3和ARF1,以及生长素PIN家族基因的表达。进一步采用生长素受体突变体tir1-1,生长素信号突变体axr3-1、axr4-1来确定生长素信号在A.sect.Undifilum OoNwu521调控拟南芥生长根发育过程中的作用;生长素运输突变体pin2和aux1-7确定A.sect.Undifilum OoNwu521在生长素的极性运输的作用,A.sect.Undifilum OoNwu521影响了生长素极性运输相关蛋白PIN家族的基因的转录和蛋白丰度。以上结果表明,内生真菌A.sect.Undifilum OoNwu521通过依赖生长素信号和极性运输调控拟南芥生长发育。（5）以A.sect.Undifilum OoNwu521发酵液与菌丝体为材料,探讨了石油醚、氯仿等不同萃取部位所含成分对拟南芥生长的影响,结果表明:石油醚萃取物更能显著增加拟南芥的鲜重,表明促生活性成分主要富集在石油醚萃取部位。进一步的研究发现,将A.sect.Undifilum OoNwu521与拟南芥隔离共培养后,拟南芥的主根受到了明显抑制,而鲜重、侧根数与光合作用相关的叶绿素含量都显著增加,表明挥发性物质对拟南芥生长具有明显的促进作用,并与接触共培养的结果类似。发酵产物的顶空收集及气质联用深度分析结果表明:这些挥发性有机化合物主要是酯类、烷类、酮类、醇类、醚类、醛类等。