野生羊茅属植物内生真菌及其共生体抗逆性研究

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yyk20071999
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本研究在新疆、西藏进行了野生羊茅属植物内生真菌资源及生境因子的调查和搜集,对检测出有内生真菌的野生羊茅属植株进行内生真菌的分离、纯化、鉴定和保存。对从四川、云南和贵州三地搜集到并已分离得到的内生真菌Neotyphodium typhinum和Neotyphodium starrii进一步展开研究,研究内容包括:将上述两种内生真菌接种至商品种高羊茅,通过光合测定检验商品种高羊茅-内生真菌新共生体的特性;人工栽培条件下商品种高羊茅-内生真菌新共生体种子获得;模拟煤矸石山特殊立地条件下植被恢复的限制因子对内生真菌N. typhinum、N. starrii进行酸、盐胁迫实验,对新共生体种子、幼苗进行酸、盐胁迫实验,对新共生体植株进行高温、干旱、酸胁迫实验。本研究将理论研究与生产实践相结合,既填补了我国利用野生羊茅属植物内生真菌资源的空白,探讨了野生羊茅属-内生真菌植株共生体与生境的关系,又为煤矸石山及其他困难立地条件的植被恢复提供新的手段和思路,具有重要的理论意义和经济价值。主要研究结果如下:1)从新疆、西藏采集到的7种(亚种)野生羊茅属植株即草甸羊茅(Festuca pratensis Huds.)、紫羊茅(Festuca rubra L.)、矮药羊茅(Festuca brachyphylla Schult.)、寒生羊茅(Festuca kryloviana Reverd.)、羊茅(Festuca ovina L.)、沟羊茅(亚种)(Festuca valesiaca subsp.Sulacta(Hack.)Schinz et R.Keller.)、假羊茅(亚种)(Festuca valesiaca subsp. Pseudovina(Hack.ex Wiesb.)Hegi.)均检测到内生真菌,内生真菌感染率10%~95%。2)初步揭示了野生羊茅属-内生真菌共生体与海拔、坡向、坡位、草地类型、土壤类型、土壤成分等环境因素的关系。海拔910m~4600m范围内,光照条件好,坡度小于5度的平缓阳坡、半阳坡下部和大于15度的陡峭阳坡、半阳坡下部,中、低山带草甸草原、荒漠草原土质土壤中,高山及亚高山带高寒草甸土石、砾石质土壤中的内生真菌感染机率高。土壤pH值7.0~8.6、碱解氮100 mg/Kg-400 mg/Kg、速效磷5mg/Kg~15mg/Kg、速效钾50μg/mL~300μg/mL、有机质200g/Kg~450g/Kg条件下,内生真菌感染机率高。3)运用传统的形态学鉴定方法,初步鉴定新疆、西藏采样分离出的内生真菌为:从7号矮药羊茅、10号草甸羊茅、13号羊茅、15号羊茅分离出N. typhinum;从19号寒生羊茅分离出N. starrii。首次从矮药羊茅、草甸羊茅、寒生羊茅中分离出内生真菌。4)经过三年的实践摸索,建立了野生羊茅属植物内生真菌的收集、检测、分离、纯化、鉴定、接种系列技术体系。5)光合试验表明,高羊茅(Festuca arundinacea)商品种Sun Boy、Eldorado、TripeA和Millennium感染内生真菌N. typhinum, N. starrii形成新共生体后,抵抗高温的能力优于未感染植株。6)获得新共生体种子11份。内生真菌N. typhinum感染的4份;内生真菌N.starrii感染的7份。7)酸胁迫实验表明,内生真菌N. typhinum能够在pH值3.5~8.1的环境条件下正常生长;内生真菌N. starrii能够在pH值5.8~8.1的环境条件下正常生长。600nm、56nm、490nm波长都可用于测定菌悬液的光密度。盐胁迫实验表明,内生真菌N. starrii能够在盐浓度0.1%-2.8%的环境条件下生长,且在0.36%-1.73%的条件下生长较好;而内生真菌N. typhinum在所有盐处理中都不能生长。8)酸胁迫实验表明,高羊茅4个品种Eldorado、Sun Boy、Millennium、Little Hero感染内生真菌N. typhinum、N. starrii后,在pH值2.8~8.1生长环境中,种子发芽势、发芽率,幼苗胚根长、胚芽长、胚根干鲜重、胚芽干鲜重比未感染者都有明显增加。感染内生真菌N. typhinum的高羊茅种子比感染内生真菌N. starrii的更适应酸环境。盐胁迫实验表明,高羊茅4个品种Eldorado、Sun Boy、Millennium、Little Hero感染内生真菌N. typhinum、N. starrii后,在盐浓度0.1%-0.36%生长环境中,种子发芽势、发芽率比未感染种子都有明显提高,幼苗的胚根长度、胚芽长度比未感染者都有明显增加。感染内生真菌N. starrii的高羊茅种子比感染内生真菌N. typhinum的更适应盐环境。9)新共生体植株高温、盐胁迫中,加权法综合评价表明耐高温能力及耐盐性:N. starrii感染植株>N. typhinum感染植株>未感染植株。新共生体植株干旱胁迫、酸胁迫试验中,加权法综合评价表明抗旱性及耐酸性:N. typhinum感染植株>>N. starrii感染植株>未感染植株。
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