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枸杞根系深色有隔内生真菌资源及功能研究

陈思杰

枸杞根系深色有隔内生真菌资源及功能研究

陈思杰1
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作者信息

  • 1. 宁夏大学
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摘要

深色有隔内生真菌(Darkseptateendophytes,DsE)是一类重要的内生真菌,能够侵染植物根系,形成深色、具横隔的菌丝和形状各异的微菌核,与植物建立良好的互惠共生关系,具有促进宿主对养分的吸收,增强宿主对重金属的抗性,促进植物对逆境的适应性,提高宿主植物的抗病性,是近年来有益内生真菌资源研究的热点。枸杞(Lyciumbarbarum)是生长在我国西北地区的一种多年生落叶灌木,也是丝绸之路药用植物的典型代表,其蕴含丰富的内生真菌资源,但目前对枸杞DSE多样性及功能研究报道较少。本研究采集了宁夏银川市两个典型枸杞栽培区(金风区和西夏区)的根样和土样,通过高通量测序技术全面分析枸杞根系内生真菌群落组成和多样性;利用光学显微观察和组织分离法获得枸杞根系可培养DSE菌株,并观察其在枸杞根系内的定殖特征;系统调查枸杞DSE定殖规律,并探讨土壤因子对DSE定殖的影响;以枸杞根腐病菌(Fusariumoxysporum)为靶标菌,筛选对其有明显抑制作用的DSE菌株,探讨其生防机制。旨在探明枸杞DSE真菌物种多样性、生态分布和生态学功能,为充分利用枸杞DSE资源提供参考。主要研究结果如下: 1.基于高通量测序技术研究枸杞根部内生真菌群落组成及物种多样性,结果表明:共获得390783条有效序列,聚类后获得712个OTU,除去未被鉴定的内生真菌,分属于11门50目94科155属。其中子囊菌门(Ascomycota)为优势门,肉座菌目(Hypocreales)为优势目,丛赤壳科(Nectriaceae)为优势科。研究发现,不同土壤类型中,沙土枸杞根部内生真菌群落多样性及丰富度略高于壤土;β多样性分析表明,样品H1、H2、H3、S1、S3内生真菌多样性无较大区别,而与样品S2内生真菌多样性有明显差异。两种土壤类型中枸杞根系样品内生真菌存在差异性,属水平上,镰刀菌属(Fusarium)是沙土枸杞根部内生真菌标志性类群。 2.研究枸杞根系可培养DSE群落组成和物种多样性,结果表明:两样地共分离到41株DSE菌株,结合形态学特征和rDNA-ITS序列分析对菌株进行鉴定,归属于4目6属8种,其中5株DSE菌株鉴定到种,分别是Neonectriaradicicola、F.acuminatum、Cladosporiumcindosporioides、Phialophorncyclamini、Alternariaalternnta;3株DSE菌株鉴定到属,分别是Neonectriasp.和Pleosporalessp.,Alternariaalternata的分离频率最高,是枸杞根系DSE的优势种群。 3.探讨5种染色剂Quink牌墨水、台盼蓝、酸性品红、苏丹红Ⅳ和苯胺蓝对枸杞根系内生真菌的染色效果,结果表明:Quink牌墨水和台盼蓝的染色效果好,但考虑到安全性,Quink牌墨水更适合枸杞根系内生真菌的侵染定殖观察。 4.研究DSE定殖规律及其与土壤因子的关系,结果表明:DSE在枸杞根内形成深色、有隔菌丝和微菌核等典型结构。两个样地DSE平均定殖率为48.41%,枸杞根系不同深度DSE定殖率差异显著,最大定殖率出现在20~40cm土层。与土壤因子相关性分析结果显示,DSE定殖率与土壤碱解氮、速效磷、有机质、碱性磷酸酶、pH和蔗糖酶显著相关。方差分解结果表明,根系深度和土壤理化性质分别单独解释总方差的63%和91%。 5.以枸杞根腐病菌(F.oxysporum)为靶标菌,通过皿内对峙培养和盆栽试验测定DSE菌株对根腐病菌的抑制作用和对枸杞根腐病的防治效果。结果表明:8株DSE菌株对根腐病菌菌丝生长均有较为明显的抑制作用,其中菌株S12对根腐病菌的抑制率最高,抑制率达81.47%。菌株M1发酵滤液浓度为50%(V/V)时,对根腐病菌孢子的抑制率最高,达91.48%,且菌株M1挥发物质对根腐病菌的抑制效果最好,抑制率高达94.10%。盆栽防治试验结果表明,菌株M1和S12发酵滤液对枸杞根腐病的生防效果最好,防效分别为89.54%和83.17%。说明DSE具有良好的生防潜力及应用前景。

关键词

枸杞根系/深色有隔内生真菌/菌种多样性/侵染特征/土壤因子/抑菌活性

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授予学位

硕士

学科专业

资源利用与植物保护

导师

顾沛雯

学位年度

2021

学位授予单位

宁夏大学

语种

中文

中图分类号

S4
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