兰属(Cymbidium)植物与其内生真菌间共生关系的初步研究

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为探讨兰属植物与内生真菌间的专一性,以及二者的共生关系,本研究以云南的6种兰属(Cymbidium)植物春剑(C.longibracteatum)、春兰(C.goeringii)、蕙兰(C.faberi)、送春(C.cyperifolim)、建兰(C.ensifolium)、莲瓣兰(C.tortisepalum)作为研究材料,对其肉质根分离内生真菌,同时采用ITS分子技术分析其遗传多样性,并以分离得到的内生真菌与兰属植物组培根状茎进行回接试验和兰属植物杂交种子进行共生萌发试验。主要研究结论如下:  1、从6种兰属植物中分离到30种内生真菌,真菌形态学特征观察和菌株ITS序列Blast比对结果皆显示这30种内生真菌隶属于镰刀菌属(Fusariumsp)、毛壳菌属(Chaetomiumsp)、柱孢霉属(Cylindrocarponsp)和瘤菌根菌属(Epulorhizasp)。  2、分离的30种内生真菌ITS1-5.8S-ITS2序列总长429~563bp,GC含量为41.67%~58.06%,其中ITS1长92~259bp,GC含量为47.66%~58.62%;5.8S长155~158bp,GC含量为40.81%~52.05%;ITS2长146~192bp,GC含量为38.78%~55.56%;聚类分析显示,分离自送春、蕙兰、建兰的内生真菌皆属于镰刀菌属,聚在Ⅰ组上;分离自春剑的内生真菌除CJ7单独聚在Ⅳ组外,其他均聚在Ⅰ组上;分离自春兰的内生真菌聚在Ⅰ、Ⅱ2个分支上,分离自莲瓣兰的内生真菌聚在Ⅱ、Ⅲ2个分支上。ITS序列分析表明春剑、春兰、莲瓣兰、蕙兰内生真菌分别包含292,117,115,75个变异位点。这些说明成年植株春剑、春兰、莲瓣兰和蕙兰中分离得到的内生真菌的遗传多样性较送春、建兰中内生真菌的遗传多样性丰富。  3、分离到的30种内生真菌与春兰根状茎的共生试验表明,能促进根状茎分化出大量或少量不定芽的共有10种菌株,其促进作用效果依次LBL2>CJ6>CL6>CL5>CL1>LBL1>HL1>CJ4>CJ2>CJ7。光学显微镜和电子扫描电镜观察表明,真菌入侵时,兰属植物根状茎表皮及相邻的皮层细胞内细胞核、叶绿体等细胞器逐渐消失,细胞异常变大,向外形成凸状。菌丝通过破坏凸状处的表皮细胞细胞壁进入皮层,在外皮层、中皮层、内皮层中均有分布,并在皮层细胞形成菌丝结和被消化。扫描电镜图显示,被真菌入侵后的根状茎横切面组织表面分布有球形颗粒状物质。分离到的30种内生真菌与莲瓣兰与春剑、春剑与春兰互为母本、父本杂交种子室内萌发试验,目前没有观察到种子有萌发迹象,其萌发条件及共生机理有待进一步探讨。  4、实验结果发现,兰属植物与内生真菌共生的专一性受兰属植物种类、生存环境、生长阶段、真菌分布范围等因素影响,其具体专一性机制有待进一步研究。
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