中國貴州蘭科植物白及內(nèi)生真菌多樣性及生態(tài)分布研究

1、中國貴州蘭科植物白及內(nèi)生真菌多樣性及生態(tài)分布研究蘭科植物是被子植物最大科之一, 是重要的觀賞花卉和藥用植物 , 這類植物要與特定真菌建立共生關(guān)系 , 才能完成正常的生長發(fā)育 , 這些獨特的特征使蘭科植物成為植物與真菌協(xié)同進(jìn)化、 真菌多樣性和專一性等方面研究的重要材料。 本研究選擇貴州境內(nèi)普遍分布的蘭科植物黃花白及(Bletilla ochracea Schltr.)為研究材料, 采用傳統(tǒng)培養(yǎng)分離方法與分子生物學(xué)方法相結(jié)合, 通過對分布在不同地區(qū)的白及(B.ochracea) 材料的葉和根組織內(nèi)生真菌的分離頻率、種類組成、多樣性指數(shù)和主成分分析等研究, 揭示白及葉和根組織內(nèi)生真菌類群的多樣性組成

2、及生態(tài)分布, 探討地理環(huán)境因素對內(nèi)生真菌類群多樣性和生態(tài)分布的影響。通過對貴州 5個地區(qū)采集的 32份白及 (B.ochracea) 植株材料的 1800個根和葉組織段 (塊)分離內(nèi)生真菌, 共分離菌株1028株, 根據(jù)形態(tài)學(xué)特征和形態(tài)型菌株的rDNA的5.8S基因和ITS序列的相似性比較和分子系統(tǒng)發(fā)育分析確定為90個分類單元 , 其中 33 個鑒定到種 ,42 個鑒定到屬 ,15 個鑒定到科及以上水平。從葉組織共分離 775株,鑒定為 46個分類單元 ,分別屬于 14個屬 36種和10個只鑒定到目及以上水平的分類單元 ; 從根組織共分離253株 , 鑒定為 47個分類單元 , 分別屬于 19

3、 個屬 42 種和 5 個鑒定到科及以上水平的分類單元。其中 ,2 個蘭科菌根真菌屬 (Epulorhiza 和 Sebacina)14 個種類在分子水平上與其他地區(qū)的差異明顯, 即 Epulorhiza sp1-sp5 、 Epulorhiza sp7 、 Sebacinasp1-sp8 。內(nèi)生真菌類群中能夠產(chǎn)生孢子及相關(guān)鑒定特征的有697 株 , 包含 38 個分類單元 , 屬于 12 個屬 36 個種 ,2 個鑒定到科的水平, 占分離菌株總數(shù)的 67.8%,產(chǎn)孢菌株中有221 株分離自根組織, 有 476 株分離自葉組織。其中 ,有 19種子囊菌 ,19 種擔(dān)子菌 , 擔(dān)子菌全部分離自根

4、組織。不能產(chǎn)孢及鑒定特征的形態(tài)型菌株有331 株, 占分離菌株總數(shù)的 32.2%,劃分為 51 個形態(tài)型。通過 ITS 區(qū)序列的相似性比較和分子系統(tǒng)發(fā)育分析等方法鑒定為 39個分類單元 , 屬于 21 個屬 ,17 個鑒定到種 ,21 個鑒定到屬 ,1 個鑒定到目 ,其中 2個屬于擔(dān)子菌 , 其他 37 個屬于子囊菌, 還有 12 個形態(tài)型菌株無法鑒定。通過ITS-PCR、隨機克隆、DGGI8口系統(tǒng)發(fā)育分析等方法檢測和鑒定了貴州清鎮(zhèn)白及 (B.ochracea) 材料的根和葉組織中內(nèi)生真菌類群組成和多樣性。從葉組織共得到 203 個內(nèi)生真菌的 ITS 區(qū)序列的克隆, 通過分子鑒定為 18個不同

5、的OTUs包括15種子囊菌(91%),3種擔(dān)子菌(9%);其中Mycosphaerella、Alternaria 、 Colletotrichum 、 Leptosphaerulina 和 Dioszegia 屬以及 1 個未鑒定的子囊菌 Ascomycetesp.2 為優(yōu)勢類群; 來自根組織內(nèi)生真菌的 ITS 區(qū)序列的克隆為211個，屬于10個不同OTUs包括9種子囊菌(54%)和1種擔(dān)子菌(46%),其中 Sebacina 、 Fusarium 、 Gibberella 和 Nectria 屬種類為優(yōu)勢類群。結(jié)果表明，葉組織中內(nèi)生真菌的多樣性指數(shù)(H ,2.354)要高于根組織的(H ,1

6、.560),而且葉和根組織中內(nèi)生真菌是兩個完全不同的類群 ; 與傳統(tǒng)培養(yǎng)分離方法比較,分子方法檢測到的內(nèi)生真菌類群組成差別明顯 , 有些優(yōu)勢類群和非優(yōu)勢類群不能在兩種方法的結(jié)果中同時體現(xiàn)。對貴州 5 個地區(qū)的白及(B.ochracea) 根和葉組織內(nèi)生真菌類群的生態(tài)分析表明 : 根組織內(nèi)生真菌的優(yōu)勢類群主要屬于 Epulorhiza 、 Ceratorhiza 和Sebacina 3個擔(dān)子菌屬(56.40%相對分離頻率，RF)以及子囊菌(10.74%RF)的Phomopsis和Fusarium屬，而葉組織內(nèi)生真菌的優(yōu)勢類群主要屬于Colletotrichum(68.26%RF) 、 Guign

7、ardia(14.10%RF) 和 Cercospora(7.36%RF)3個屬 ; 這些優(yōu)勢類群在不同地理位置的生態(tài)分布是有差別和不均勻的 ; 不同地理位置和環(huán)境因素對內(nèi)生真菌類群的豐度和分布有明顯的影響 ; 不同地理位置的內(nèi)生真菌類群多樣性(H)趨勢是根組織的要比葉組織的高；不同地理位置的根內(nèi)生真菌類群間相似性系數(shù)(Cs) 很低 , 而不同地區(qū)的葉內(nèi)生真菌類群間相似性系數(shù)(Cs) 要明顯高于根的 , 這與葉內(nèi)生真菌類群在不同地區(qū)的生態(tài)分布差別和不均勻要小于根的結(jié)果相一致; 根和葉組織內(nèi)的真菌類群是兩個完全不同的群落, 來自根和葉組織的真菌類群的相似性系數(shù)(Cs) 接近于零 ; 根組織的內(nèi)生真菌多樣性與經(jīng)度、海拔和緯度都有一定的相關(guān)性, 但在葉組織中則沒有體現(xiàn)相關(guān)性。本研究首次對不同地理環(huán)境的白及(B.ochrac