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木霉属真菌常见于土壤中,是土壤微生物群系的重要组成部分,除个别为弱病原菌外,大多数对植物病原菌具有拮抗作用。木霉菌具有广泛适应性,广谱性和多机制性等优点,由于其产生纤维素酶、几丁质酶、蛋白酶等水解酶和抗生素而具有重要的经济价值。分析土壤中木霉的多样性,能够为开发多功能木霉资源,拓宽木霉的应用领域,有效利用木霉防治植物病原菌,提供坚实的理论基础,并且有可能发现新种或能应用于多功能菌剂开发的木霉菌株。
本实验为明确山东省土壤中木霉菌的种类资源,从山东省十七地市不同环境条件中采集到108份土壤样品,用改良的孟加拉红培养基从其中分离纯化出244株木霉菌株。对以上244株木霉菌株进行了形态学鉴定,根据形态学鉴定结果从中挑选出61株典型木霉菌株进行ITS/5.8S分子生物学鉴定。结合形态学鉴定和ITS序列分析的结果,将分离到木霉菌分为8个种:哈茨木霉(Trichodermaharzianum)、棘孢木霉(Trichodermaasperellum)、短密木霉(Trichodermabrevicompactum)、深绿木霉(Trichodermaatrotiviride)、黄绿木霉(Trichodermaaureoviride)、粘绿木霉(Trichodermavirens)、橘绿木霉(Trichodermacitrinoviride)、长枝木霉(Trichodermalongibrachiatum)。其中短密木霉首次在我国土壤中发现,是我国木霉属真菌的新纪录种,丰富了我国的木霉菌资源。
哈茨木霉61株,占分离总数的25.0%,山东省大部分地区都有分布;黄绿木霉17株,占分离总数的7.0%,在临沂、烟台等八地市分离到;长枝木霉8株,占分离总数的3.3%,仅在烟台莱州、淄博沂源、聊城莘县、滨州阳信、沾化的土样中分离到;粘绿木霉19株,占分离总数的7.8%,在烟台、青岛等六地市分离到;深绿木霉75株,占分离总数的30.7%,山东省大部分地区都有分布;棘孢木霉37株,占分离总数的15.2%,在烟台、青岛等八地市分离到;短密木霉1株,占分离总数的0.4%,仅在聊城阳谷的土样中分离到;橘绿木霉26株,占分离总数的10.7%,在临沂、烟台等八地市分离到。深绿木霉和哈茨木霉出现频率最高,分别是30.7%、25.0%,是山东省土壤中的木霉菌优势种群。
为进一步明确木霉菌的系统发育关系,用分子进化遗传分析软件MEGA4.1对61株已测木霉菌株进行了系统发育学分析。系统发育学分析结果显示,系统发育分析能够将粘绿木霉(T.virens)、短密木霉(T.brevicompactum)、长枝木霉(T.longibrachiatum)、棘孢木霉(T.asperellum)和深绿木霉(T.atroviride)、橘绿木霉(T.citrinovide)很好的聚类,但是不能将哈茨木霉(T.harzianum)、黄绿木霉(T.aureoviride)2个木霉种很好的聚类。
将系统发育分析结果、形态鉴定结果、ITS序列分析比对结果相对照,发现系统发育分析不能将哈茨木霉、黄绿木霉2个木霉种很好地分开,其原因是这些菌株间的同源性很高,序列差异较小。对照其余结果,发现3种方法可以吻合。
根据ITS序列分析构建的系统发育树可以帮助人们了解木霉属真菌的进化和亲缘关系。有时不同的种可能有相同或相似的ITS序列,因此,在进一步研究中有必要用mtDNA、内切几丁质酶基因、翻译延伸因子基因来(Translationelongationfactor1-alpha,TEF)补充rDNA序列信息的不足。