四川松树内生拟盘多毛孢多样性及分子系统学研究

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内生真菌的研究始于19世纪末,最初对内生真菌的研究大多集中在草本植物上,对林木内生真菌的研究则较少,仅限于一些重要的经济林木,对针叶树内生真菌的研究则集中在能产生紫杉醇的红豆杉、云杉、冷杉和紫杉等植物上,而对松属植物内生真菌的系统性研究还未见报道。长期以来,拟盘多毛孢(Pestalotiopsis)被当作植物病原菌来研究,但大量研究报告表明拟盘多毛孢菌是植物内生真菌的重要组成类群。同时,在对内生拟盘多毛孢菌的研究中,已从红豆杉中分离获得了能产生紫杉醇的拟盘多毛孢菌株,而关于松树内生拟盘多毛孢菌的研究也还未见系统报道。本文对眉山丹棱、蒲江石象湖、名山百丈湖、泸定二郎山林场、宜宾来复林场和乐山沙湾等地湿地松(Pinus elliotii)、马尾松(Pinus massoniana)、云南松(Pinus yunnanensis)、华山松(Pinus armandii)、火炬松(Pinus taeda)和桐棉松(Pinus massoniana为马尾松的一个地方种)等松树健康枝、叶、干的内生拟盘多毛孢菌进行了分离,经过形态学和分子生物学鉴定出了11种松树内生拟盘多毛孢,并进行了生物多样性分析,以及通过拟盘多毛孢形态分类学和分子系统学的研究探讨拟盘多毛孢属的分类模式及内生拟盘多毛孢与病原拟盘多毛孢的相互关系。研究成果如下:1、通过内生真菌常规分离法,从6种松树健康的枝、叶、干中分离了2400个组织块,得到199株内生拟盘多毛孢菌,通过形态学和分子生物学鉴定,分属于11个种,分离率为8.29%。实验结果表明,松属植物组织内存在着丰富的内生拟盘多毛孢,所得11种内生拟盘多毛孢都是首次在四川的松树植物中分离得到,其中2种内生拟盘多毛孢为首次在松树上分离得到,分别为尤韦可拟盘多毛孢(P. uvicola)和山桃草拟盘多毛孢(P. gaurae)。此外,在已发表的文献中,松树内生拟盘多毛孢多数是从华山松和马尾松上分离获得,有少数报道在湿地松和赤松上分离获得,而本实验中从云南松,火炬松,桐棉松上获得的松树内生拟盘多毛孢也是首次报道。2、对松树内生拟盘多毛孢多样性进行了调查统计,实验结果显示同科的6种松树其内生拟盘多毛孢多样性差异明显。在不同寄主植物的比较中,湿地松、马尾松、火炬松和桐棉松的内生拟盘多毛孢菌定殖率明显高于华山松和云南松,该结果与不同海拔对定殖率的影响一致,即也表现为华山松和云南松定殖率较低;在不同植物组织类型对定殖率影响的研究中,内生拟盘多毛孢表现出了明显的组织专化性,其在叶部的定殖率大于枝和干;而在不同季节对定殖率的影响研究中,春季和秋季的定殖率最高,夏季次之,冬季最低。3、通过对拟盘多毛孢分类性状的研究表明,在PDA+康乃馨组织培养基上拟盘多毛孢的各形态指标更为稳定,更容易分辨,可将该培养基作为通用培养基在25℃下对各种来源的拟盘多毛孢菌株进行形态鉴定。在各具体的形态指标中,分生孢子中间3个有色孢同色或异色,顶端和基部附属丝的数量,正面菌落的颜色,背面有无色素沉积,以及是否产生轮纹在各项指标中相对稳定。而分生孢子的长度和宽度、中间有色孢的长度、顶端和基部附属丝的长度、分生孢子堆在菌落上的分布等指标在不同基物上变化较大。因此,在拟盘多毛孢的形态鉴定中应以相对稳定的形态特征作为分类的主要依据。4、通过对四川松树健康枝、叶、干中分离获得的内生拟盘多毛孢菌株进行ITS全序列分析,并与GenBank中下载的病原拟盘多毛孢菌序列进行参比构建系统发育树,从分子水平上探讨了各拟盘多毛孢菌株的进化关系,并分析了内生与病原拟盘多毛孢菌的相互关系。
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