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北京及附近地区西瓜内生真菌多样性研究

【摘要】:植物内生真菌长期与植物共同生活、协同进化,在生态系统中发挥着重要作用。很多内生真菌有促进宿主植物生长、增强植物抵御病害和其他各种生物和环境胁迫的能力。为了解西瓜内生真菌的多样性及区系变化,对采自北京、河北廊坊不同生育期、不同品种、不同栽培条件的60株西瓜植株和采自廊坊的黄瓜和甜瓜等植株各5株进行了内生真菌的分离、培养和鉴定。经形态学观察和rDNA-ITS序列分析,分离到西瓜内生真菌754株,有559株分属于11属的39个种,剩余195株分属于24属;黄瓜145株,甜瓜68株。其中Cladosporium、Alternaria和Fusarium为优势类群。作为西瓜内生真菌,Panaeolus和Lichtheimia类真菌尚未见报道。 多数西瓜内生真菌为稀有类群,这些类群并非是由于随机侵染宿主或操作污染造成的,可能是严格意义上的真正内生真菌,应与深入分析。 几乎所有西瓜内生真菌类群也分布于其它宿主植物上,不符合Petrini提出的“平均每种宿主有4-5种专性内生真菌”的观点。因此,这一观点仍有疑问。 对北京大兴西瓜内生真菌区系分析表明,随着西瓜植株的生长,内生真菌类群不断增加。Fusarium普遍分布于苗期西瓜植株中,为苗期西瓜的优势类群,其中Fusarium solani的相对频率达39.2%;Monosporascus cannonballus为伸蔓期的优势类群,Alternaria则广泛出现于开花结果期,占分离菌株总数的19.4%。还有些内生真菌只在特定生育期有分布。绝大多数内生真菌有一定的器官特异性或偏好性。Cladosporium在茎叶中有广泛分布,Ceratorhiza和Fusarium在根中有广泛分布,Alternaria则只分布在叶中。内生真菌的类群组成在一定程度上受地理位置的影响,Cladosporium oxysporum普遍出现在朝阳京欣西瓜中,Fusarium solani则在大兴京欣西瓜中有广泛分布。同一条件下种植的不同瓜类植物其内生真菌的类群组成存在差异,表现出一定的宿主偏好性。露地栽培西瓜中内生真菌种类明显多于大棚栽培西瓜,表明西瓜内生真菌和栽培方式也有一定关系。 对峙培养的结果显示,在供试967株瓜类内生真菌中,对核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum ACCC36081)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani ACCC36124)、黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum ACCC37438)和瓜类炭疽病菌(Colletotrichum orbiculare ACCC30016)拮抗指数≥20%的菌株分别有106、106、158和215株,占供试菌株的11.0%、11.0%、16.3%和22.2%;拮抗指数≥50%的菌株分别有19、26、49和92株,占供试菌株的2.0%、2.7%、5.1%和9.5%,表明内生真菌对瓜类常见病害有一定的影响。拮抗类型以由菌丝接触引起生长停滞(A)和由菌丝体分泌活性物质引起生长停滞(B)为主。 预接种处理初步试验表明,内生真菌Aspergillus terreus JFLu-3-1、Aspergillus ochraceus CSu-9和Penicillium oxalicum WSu-9孢子悬浮液预处理黄瓜(品种:津研四号)发芽种子减轻了黄瓜枯萎病(病菌:Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum ACCC37438)发病,用无菌发酵液预处理的效果优于其相应菌种的孢子悬浮液预接种处理的效果,暗示着这种效果可能是由培养滤液中的活性物质介导的。接种黄瓜枯萎病菌30天后,对照组黄瓜绝大多数萎蔫,病情指数达86.3%,而预先经Aspergillus terreus JFLu-3-1无菌发酵液处理的黄瓜其病情指数仅为38.9%,显示了其潜在的生防价值。 研究结果初步揭示了西瓜内生真菌多样性和区系变化情况,对其生物学功能及其与植物间的关系有了初步认识,为西瓜内生真菌资源的进一步研究和利用奠定了基础。

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