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内生真菌与宿主禾草的共生关系一直是研究的热点之一,对高羊茅和黑麦草等人工禾草的大量研究表明,内生真菌与宿主植物的关系是互利共生的,表现在内生真菌可以促进宿主植物的生长发育并提高宿主植物对食草动物、病原菌等生物干扰以及对高温、干旱等非生物胁迫的抗性等方面。但目前对天然禾草与内生真菌共生关系的研究还较少。已有的研究结果表明,天然禾草与内生真菌的关系比人工禾草内生真菌共生体更加复杂多变。
羽茅(Achnatherum sibiricum(L.)Keng)是内蒙古草原常见的野生牧草,已有的研究发现,羽茅具有很高的内生真菌感染率,而且其感染的Neotyphodium属内生真菌具有很高的遗传多样性和复杂的生活史,但羽茅内生真菌并不产生生物碱,也不会对草食动物产生抗性。我们从Neotyphodium内生真菌的感染对天然宿主禾草羽茅生长和光合特性的影响进行了野外、田间和温室实验的研究,结果发现:
1.Neotyphodium内生真菌对宿主羽茅同化产物积累的作用可能取决于宿主羽茅所在的环境和季节。野外实验的结果显示,随着水分胁迫程度的加剧,Neotyphodium内生真菌对宿主羽茅光合产物积累的有益贡献逐渐增加。在羽茅的生长过程中,夏季和秋季Neotyphodium内生真菌的感染对宿主羽茅的生长和光合特性均没有影响,但在越冬后的春季返青期,Neotyphodium内生真菌的感染不利于宿主羽茅地上部的恢复和净同化产物的积累。温室中水分胁迫实验的结果表明,随着水分胁迫程度的增加,Neotyphodium内生真菌的感染对宿主羽茅的同化产物积累能力没有显著影响,对生长指标的测定结果也支持这一点。
2.虽然Neotyphodium内生真菌为了维持自身的代谢进行呼吸作用,但这种呼吸作用与宿主羽茅的呼吸作用相比是可以忽略的;
3.Neotyphodium内生真菌提高了严重水分胁迫条件下宿主羽茅的水分利用效率,但在水分充足时Neotyphodium内生真菌对宿主羽茅WUE的贡献不明显,甚至为负贡献;
4.Neotyphodium内生真菌不影响宿主羽茅的气孔导度;
5.影响宿主羽茅午间净光合速率降低的因素是气孔因素还是非气孔因素与Neotyphodium内生真菌没有必然联系;
6.竞争实验的结果表明,无论正常水分条件还是水分胁迫条件下E-植株对大针茅的竞争能力均要高于E+植株,表明Neotyphodium内生真菌的侵染降低了宿主羽茅幼苗期对大针茅的种间竞争能力。