论文部分内容阅读
本论文以青檀的内生真菌及其宿主青檀为研究对象,首次对青檀内生真菌的多样性进行了分析和研究,并且在分析优势种青檀内生拟茎点霉的遗传多样性及宿主青檀遗传多样性的基础上,探讨了“菌植”间遗传分化的相关性。
采用常规的植物组织分离法及经典的形态鉴定分类法分别对青檀内生真菌进行分离与鉴定。结果表明,青檀内生真菌的菌群组成具有丰富的多样性。从4650个青檀组织块中,共分离3611株内生真菌。根据形态特征,能够产生孢子的内生真菌被鉴定为31属,其中丝孢纲菌群占28.52％,腔孢纲菌群占49.43％,子囊菌菌群占2.52％,其余19.52％不产孢,暂归为无孢菌群。明枝霉属Hyalodendron、汉斯霉属Hansfordia、孔球孢属Gilmaniella、膝葡孢属Gonatobotrys、节丛孢属Arthrobotrys、烛台霉属Candelabrella、胶帚霉属 Gliocladium、向基霉属Basipetospora等为首次报道的植物内生真菌种类。
通过分离率(Isolation rates,IR)、定殖率(Colonization rates,CR)、分离频率(Isolationfrequency,IF)及多样性指数H`)、丰富度指数(R)、均匀度指数(E)、优势度曲线(K-dominance)、相似性系数(Cs)等评价指标对青檀内生真菌菌群的组成及生态分布特点进行了研究,结果表明:
青檀内生真菌的定殖率为67.4％,分离率为77.66％。青檀内生真菌在不同季节(春季:CR=57.24％,IR=63.56％；秋季:CR=76.88％,IR=91.63％),不同地点(南京:CR=49.14％,IR=56.67％；南阳:CR=74.19％,IR=87.31％；枣庄:CR=78.28％,IR=94.73％:泰安:CR=53.76％,IR=58.28％；宿州:CR=80.43％,IR=93.23％),不同组织部位(叶片:CR=71.61％,IR=84.06％；叶柄:CR=53.81％,IR=62.52；枝条:CR=76.71％,IR=87.55％)等不同水平上,定殖率和分离率的大小存在差异。
青檀内生真菌的优势菌群(IF>10％)是拟茎点霉属Phomopsis(22.10％)、交链孢属Alternaria(20.66％)和无孢菌群sterile mycelium(19.52％)。优势种青檀内生拟茎点霉被鉴定为新种,命名为:Phomopsis pteroceltidis Z.D.Jiang,Shuang L.Chen et X.Y Chai
sp.nov.,主要特征是:载孢体三角形或近三角形,单腔,75.1-123.6×28.3-58.7μm,器壁暗褐色或黑色,壁厚2.7-6.7μm,有孔口,7.6-12.7μm,分生孢子梗无色,细长,有隔,丛生分枝,7.8-17.9×0.9-1.5μm。产孢细胞无色,内壁芽生瓶体式产孢。可产生两种类型的分生孢子,甲型分生孢子无色,单胞,纺锤形,两端尖,具2个油球,6.8-8.3×1.8-2.41μm。乙型分生孢子无色,单胞,线形,直或一端弯曲成钩状,25.6-31.8×0.7-1.5μm。
青檀内生真菌菌群及优势菌群的组成在不同地点、组织和季节间存在一定的变化。在地点之间,青檀内生真菌菌株数量按照从高到低的顺序依次为:枣庄(871)>宿州(867)>南阳(812)>泰安(542)>南京(519)；种类数量按照从高到低的顺序依次为:南阳(23属)>宿州(21属)>泰安(20属)>南京(18属)=枣庄(18属)；H`按照从大到小的顺序依次为:南京(2.32)>南阳(2.20)=枣庄(2.20)>宿州(2.16)>泰安(2.05),平均值为2.19；R按照从大到小的顺序依次为:南阳(2.38)>宿州(2.15)>泰安(2.05)>南京(2.00)>枣庄(1.84),平均值为2.11；E按照从大到小的顺序依次为:南京(0.79)>枣庄(0.75)>宿州(0.70)>南阳(0.69)>泰安(0.67)。在不同地点,优势菌群(IF>10％)的组成上,南阳、枣庄、泰安和宿州4地完全一致,而南京除了具有与其它地点相同的优势菌群(交链孢属Alternaria、拟茎点霉属Phomopsis和无孢菌群Sterile mycelium)之外,叶点霉属Phyllosticta(14.07％)、茎点霉属Phoma(15.80％)及刺盘孢属Colletotrichum(13.29％)也是优势菌群。南京与枣庄间的内生真菌菌群的相似性最高(Cs=0.84),而以南京与南阳菌群的相似性为最低(Cs=0.60)。
在组织之间,内生真菌菌群的组成规律比较一致,在青檀的叶片、叶柄和枝条组织中都是以腔孢纲菌群占据最优势,其次是丝孢纲菌群,比例最低的是子囊菌菌群。交链孢属Alternaria和无孢菌群Sterile mycelium是3种组织中共同的优势菌群,拟茎点霉属Phomopsis是叶柄和枝条中共有的最大优势菌群,叶点霉属Phyllosticta(IF=13.70％)和刺盘孢属Colletotrichum(IF=11.13％)是叶片中的优势菌群,茎点霉属Phoma(IF=12.68％)是枝条的优势菌群。菌株数量按照从高到低的顺序依次为:枝条(1357)>叶片(1285)>叶柄(969)；H`按照从大到小的顺序依次为:叶柄(2.27)>叶片(2.18)>枝条(2.03),平均值为2.16；R按照从大到小的顺序依次为:叶柄(2.42)>叶片(2.32)>枝条(2.31),平均值为2.35；E按照从大到小的顺序依次为:叶柄(0.71)>叶片(0.68)>枝条(0.61)。叶片与叶柄之间的内生真菌菌群的相似性最高(Cs=0.88),叶柄与枝条之间的相似性为最低(Cs=0.76)。
青檀内生真菌菌群的组成在春季和秋季存在较大的差异,春季以丝孢纲菌群的分离率最高(46.71％),其次为腔孢纲菌群(39.65％),子囊菌菌群比例最低(0.91％)；在秋季,腔孢纲菌群明显占据优势(55.85％),丝孢纲菌群却仅占16.60％,子囊菌菌群及无孢菌群均较春季的比例增加,分别达到3.58％和23.98％。青檀内生真菌优势菌群(IF>10％)的组成在春季和秋季节的情况是:拟茎点霉属Phomopsis和无孢菌群Sterilemycelium是两个季节共同的优势菌群,但春季最大的优势菌群是交链孢属Alternaria(40.21％),而秋季除了最大的优势菌群拟茎点霉属Phomopsis(26.13％)外,还有刺盘孢属Colletotrichum(10.68％)。秋季分离获得的青檀内生真菌种类和菌株数量(31属,2181株)要高于春季(18属,1430株)；秋季的H`和R也都高于春季；而E恰好相反。但是,春季和秋季发生的内生真菌菌群之间仍具有较高的相似性(Cs=0.75)。
运用ISSR分子标记技术对优势种青檀内生拟茎点霉进行了遗传多样性的研究。结果表明:青檀内生拟茎点霉的物种多态性位点百分率为92.91％,而在居群水平上的平均多态位点百分率为54.47％。青檀内生拟茎点霉5个地理居群的多态位点百分率存在差异,分别为南京56.74％、宿州53.90％、南阳46.81％、枣庄51.06％、泰安63.83％。青檀内生拟茎点霉的遗传变异主要发生在种群内。青檀内生拟茎点霉不同地理居群之间既存在着较高的遗传相似性,又存在着一定的遗传分化。遗传一致度(I)的变化范围在0.8196-0.9010之间,平均值为0.8491；遗传距离(D)变化范围在0.1042-0.1990之间,平均值为0.1640。青檀内生拟茎点不同地理居群间的遗传分化与地理分布之间的相关性不显著(r=0.3774,p=0.9311>0.05)
运用ISSR分子标记技术对拟茎点霉宿主青檀不同地理居群的遗传多样性进行了研究。结果表明:青檀物种水平的多态性位点百分率为100％,在居群水平上的平均多态位点百分率为82.54％。青檀5个地理居群间的多态位点百分率存在不同,分别为南京86.44％、宿州77.97％、南阳80.51％、枣庄81.36％、泰安86.44％。青檀的遗传变异主要发生在种群内。5个青檀居群之间既存在着很高的遗传相似性,又存在着一定的遗传差异。遗传一致度(I)的变化范围为0.8460-0.9129,平均值为0.8775；遗传距离(D)变化范围为0.0911-0.1669,平均值为0.1305。青檀不同地理居群之间的遗传分化与其地理分布之间存在显著的正相关(4=0.7758,P<0.05)。
利用TFPGA(Tools For Population Genetic Analysis)软件探讨了“菌植”间遗传分化的相关性,并进行Mantel检验。结果表明,两者之间的相关性不显著(4=0.3713,P=0.11>0.05)。