内生真菌感染对羊草抗病性的影响及其机制探讨

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禾草-内生真菌共生体之间相互作用的研究一直受到广泛的关注,已有研究表明内生真菌感染能够改变宿主植物对非生物胁迫和生物干扰的抗性,但关于内生真菌感染对宿主抗病性的影响,目前的研究较少。  本文以感染内生真菌的天然禾草羊草(Leymus chinensis)为研究材料,比较染菌(E+)和不染菌(E-)羊草对3种病原真菌新月弯孢(Curvularia lunata)、根腐离蠕孢(Bipolaris sorokiniana)和枝孢霉(Cladosporium sp.)的抵抗能力,以探讨内生真菌对宿主羊草在抗病性方面的贡献。具体的实验内容主要分为两个部分:第一部分是体外纯培养条件下以及共生体离体叶片、在体植株对3种病原菌的抑菌实验;第二部分是在正常水分和预前干旱胁迫条件下,内生真菌感染对宿主羊草抗病性的影响及其机制探讨。主要结论如下:  体外纯培养条件下,分离自羊草的内生真菌Epichlo(e) bromicola对C.lunata、B.sorokiniana和C.sp.这3种病原菌都具有抑制作用,抑菌率分别达56.22%,46.93%和45.15%,且内生真菌培养滤液可以有效抑制这3种病原菌的孢子萌发,平均萌发率分别为30.4%,15.7%和16.4%,抑菌机制主要为抗菌物质的产生;叶片在离体条件下,内生真菌感染可以有效降低其受C.lunata和C.sp.侵染后的病斑数或病斑长度,但对B.sorokiniana不起作用,甚至提高了叶片的病斑数及病斑长度;在体条件下,内生真菌均可以通过降低叶片病斑数来增强羊草植株对这3种病原菌的抗性。  内生真菌能够提高宿主植物的抗病能力。表现在受到C.lunata和C.sp.侵染后,E+植株的叶片病斑数均显著低于E-植株;且E+植株的光合潜力(Fv/Fm、Y(Ⅱ)和ETR等参数)均普遍高于E-,表明内生真菌的存在可以缓解病原菌对宿主植物光合作用的抑制,且内生真菌的这一有益影响在干旱胁迫后更趋显著,另外,干旱胁迫后,内生真菌感染可以显著增加侵染这2种病原菌后的宿主植物木质素含量。  对于C.lunata的侵染,内生真菌可能通过激发植物水杨酸(SA)信号途径发挥作用,而对于C.sp.的侵染,内生真菌则没有通过诱导SA信号途径发挥作用。此外,内生真菌的存在对宿主体内Glu、Arg、Pro和Phe4种氨基酸的诱导并不显著,干旱胁迫也未发挥显著作用。总体看来,内生真菌可能通过产生抑菌物质以及激活植物防御系统的方式来提高宿主植物的抗病性。
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