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本研究选取内生真菌特异性引物,成功建立了利用PCR技术对禾草中内生真菌感染状况的定性分析和定量测定的方法,并将此定量方法应用到内蒙古中东部草原不同地理种群羽茅内生真菌感染量的测定中。通过对内蒙古中东部草原不同地理种群羽茅内生真菌感染状况的调查,以及染菌状况和生态因子的相关性分析,期望能够解释羽茅-内生真菌共生体存在的原因,为进一步认识禾本科植物-内生真菌之间的共生关系、更有效地保护和利用这一生物资源提供依据。
建立了利用PCR技术对黑麦草中内生真菌感染状况的定性分析和定量测定的方法,并将此定性检测方法与常规乳酸-苯胺蓝染色法相比较,结果发现:该方法检测的敏感性和准确性均高于后者。利用实时荧光PCR定量分析的结果表明:黑麦草叶鞘的含菌量普遍高于叶片;同株不同分蘖之间内生真菌含量无显著差异;不同植株之间内生真菌含量差异较大。由此可见内生真菌的含量不仅与植物种以及品种有关,也与植物的基因型密切相关。
2003年9月、2004年9月和2005年9月,对内蒙古中东部草原七个不同地理种群羽茅内生真菌的感染率进行调查,发现各样地连续三年羽茅在生长季末期内生真菌的感染率几乎都达到100%,说明在内蒙古中东部草原羽茅与内生真菌共生是较为普遍的现象。2005年7月调查羽茅染菌率的结果与9月的相比有显著的差异,说明羽茅中内生真菌的感染率存在季节动态。羽茅的染菌率可能与植株的成熟度有关。
从内蒙古中东部草原四个样地生长的羽茅中,分离纯化内生真菌,并观察其形态特征(菌落、菌丝、分生孢子、生长速度等),初步鉴定它们为Neotyphodium属内生真菌,并通过SSR-PCR方法进一步证实了形态学鉴定的结果。在野外考察过程中,发现西乌珠穆沁旗和霍林郭勒样地少数羽茅的花序和旗叶上有真菌子座,所以推测有些羽茅植株可能感染有性型Epichloё属真菌。
为了进一步研究羽茅-真菌共生体存在的原因,我们采用实时荧光PCR的方法测定了七个样地染菌羽茅中内生真菌的含量,并分析染菌量和气候因子、土壤因子、羽茅生长和生殖状况的相关性。结果表明,羽茅中内生真菌的感染量和各生态因子均没有显著的相关性,推测染菌状况是由内生真菌本身的生物学特征所决定的。