木腐真菌作为木材分解的主要类群,物种极为丰富,影响和调节着全球森林生态系统中的养分循环、土壤形成和碳收支等关键生态过程.功能性状能够反映生物对生境的响应和适应,能有效联系物种个体特征与环境变化,提高对物种功能性状的认识有助于揭示物种共存的机制.本文回顾了木腐真菌功能性状研究的发展历程,总结了近年来基于木腐真菌功能性状研究的科学问题,包括木腐真菌在传播、扩散和定殖的性状特征,菌丝生长与获取营养物质的功能性状,真菌群落多样性的形成机制及其功能类群,木腐真菌降解倒木过程中的多种酶及相关酶基因特征,并介绍了目前木腐真菌研究通用的功能性状指标与测定方法.尽管上述研究对于了解木腐真菌的功能性状已有了长足进步,但由于真菌种类繁多、性状多样,目前对真菌功能性状的研究并不系统深入.提高对木腐真菌物种功能性状作用的认识,包括木腐真菌物种共存、群落构建及生物多样性维持等,可以加深对真菌群落功能机制性的了解.

[目的]探究金耳和毛韧革菌麦角硫因生物合成途径.[方法]利用PCR扩增技术分别克隆金耳和毛韧革菌的麦角硫因合成酶基因Egt1 和Egt2 并利用生物信息学软件分析其功能;高效液相色谱技术鉴定 2 个物种的组氨酸三甲基内盐中间产物、麦角硫因及其含量.[结果]成功克隆得到了 2 个物种Egt1 和Egt2 基因的完整DNA序列.生物信息学分析表明,2 个物种的Egt1均含有EgtD和SAM依赖性甲基转移酶等功能结合域,Egt2 均含有磷酸吡哆醛(LPL)和半胱氨酸脱硫酶的结合位点;Egt1 和Egt2与裂殖酵母和粗糙脉孢菌等模型真菌具有相似的功能域和底物结合位点,表明Egt1 和Egt2 可能与这些模式真菌具有相似的基因功能.高效液相色谱法分析表明,金耳芽孢(JEYB)、毛韧革菌发酵液(ShFJY)、菌丝体(ShJST)及金耳子实体(JEZST)中均含有组氨酸三甲基内盐和麦角硫因,并且金耳子实体麦角硫因含量最高(113.19 μg/g),分别是金耳芽孢、毛韧革菌发酵液和毛韧革菌菌丝体的 7.45 倍、26.14 倍和 27.74 倍.[结论]首次鉴定了金耳和毛韧革菌的Egt1和Egt2基因.推测金耳和毛韧革菌的生物合成途径都是由组氨酸在Egt1 酶催化形成组氨酸三甲基内盐,再由Egt1 酶催化形成海西烯半胱氨酸亚砜,最后由Egt2 酶催化最终形成麦角硫因.

从长白山自然保护区苔原带典型植物牛皮杜鹃、毛毡杜鹃、笃斯越橘、仙女木的根系分离获得深色有隔内生真菌(DSE)菌株,研究其侵染定殖情况.采用形态特征与rDNA ITS序列分析相结合进行分类鉴定,研究了 4种苔原植物的DSE真菌群落组成和物种多样性.结果表明:4种苔原植物的根系内均形成DSE的典型结构"微菌核".共分离出69株DSE菌株,分属于10个属12个种,分别是福廷瓶头霉、链格孢、细极链格孢、黑附球菌、小孢金丝酵母、白蜡树炭疽菌、茶树炭疽菌、小球腔菌属、枝状枝孢霉、茎点霉属、淡领瓶霉属、Discosia italica,具有丰富的物种多样性,且所有种均为我国高山苔原带首次报道的DSE真菌,其中福廷瓶头霉为各苔原植物的共有种和优势种.4种苔原植物DSE真菌的Simpson、Pielou和Shannon多样性指数均差异显著.表明苔原植物具有丰富的DSE真菌多样性,且二者能够形成良好的共生关系,增强苔原植物对环境的适应性.

目的 了解井冈山地区苔藓内生真菌多样性及其群落结构特点,为特殊生境来源内生真菌抗生素研究打下基础.方法 本文采用可培养方法分离内生真菌,结合形态学特征和ITS-rDNA分子生物学数据对所分离的菌株进行鉴定,利用纸片扩散法进行抗菌活性筛选与分析.结果 从4种苔藓样品中共分离纯化232株可培养内生真菌,其分离频率和定殖率分别在1.84～2.88和95.65％～100％之间.分子生物学特征显示内生真菌归于38个分类属,其中青霉属是4种苔藓植物的优势内生真菌属,但各类苔藓的优势种存在差异,部分内生真菌显示出宿主专一性.生物活性筛选结果显示其中50株内生真菌的静置发酵产物具有抗菌活性,综合活性率为21.55％.结论 本研究表明井冈山地区苔藓内生真菌具有丰富的多样性,其次级代谢产物良好的抗菌活性,预示着潜在的抗生素类天然产物研究价值.

[目的]本研究旨在揭示黑蚱蝉Cryptotympana atrata胚胎期的发育过程和共生菌在胚胎中的分布,确定若虫龄期数,明晰相关器官的形态发生过程以及若虫的形态变化(分化)与生境和寄主植物营养条件的相关性.[方法]通过野外采集和实验室人工饲养获得黑蚱蝉各发育阶段样本,采用光学显微镜和电子显微镜观察胚胎的发育,测量、分析不同龄期若虫的形态变化.[结果]黑蚱蝉的卵为长条形,表面具网状纹饰,卵孔位于距后极约1/4处.在胚胎发育初期,共生细菌Candidatus Sulcia muelleri(Sulcia)和类酵母共生真菌(yeast-like fungal symbionts,YLS)在卵的后极呈球状聚集;胚胎发育至约72 h后,新形成的胚带逐渐陷入卵黄中发育,共生菌球逐渐移动至前极,并进入附近宿主细胞;腹部分节后,共生菌球定殖于第6-8腹节背侧.发育至约第55天时进入滞育状态越冬,滞育期约为130 d.在胚胎发育早期,上唇节附肢从基部逐渐愈合,并与前唇基愈合形成复合结构.上颚节附肢不断延伸,形成上颚口针;下颚节附肢在胚胎发育早期即分化为外侧和内侧两个凸起,随后分别发育为近端的下颚板(后来又逐渐消失)和远端的口针.下唇节附肢在胚胎发育早期成对存在,之后愈合为一体,发育为喙管.发育至约第200天时,在第1腹节两侧出现胚足带,但发育至约第210天时随着胚胎翻转而逐渐退化.前若虫头部无齿突,胸、腹部具大量齿突,有助虫体破壳孵化;发育至约第245天时,一些胚胎开始孵化.若虫有5个龄期,各龄期除虫体不断增长外,复眼、触角、翅芽、胸足、生殖节等发生一系列形态变化,尤其是3对胸足的形态和功能分化最为显著.中足和后足细长,适于支撑和平衡身体;前足粗壮,腿节宽扁并逐渐形成齿梳,胫节镰刀状,具端齿、副齿和中叶,适于挖掘隧洞和固定于植物根系上取食.此外,1-4龄若虫均出现腹部膨大(Ⅰ型)和不膨大(Ⅱ型)两种类型个体,但5龄若虫无明显形态分化;以长势旺盛寄主植物柳树Salix babylonica和紫花苜蓿Medicago sativa为食的1龄若虫腹部形态分化早,以长势较差寄主为食的1龄若虫形态分化较迟,腹部不膨大个体比膨大个体进入2龄更早,且进入2龄后最初均为不膨大型个体.[结论]在黑蚱蝉胚胎发育过程中,由Sulcia和YLS组成的共生菌球从卵的后极移动至前极,最后定殖于第6-8腹节;上颚口针为基颚突起源,下颚口针为端颚突起源;黑蚱蝉若虫具5个龄期,幼期阶段的形态(功能)特化与其长期在地下隐蔽生活及羽化后的生态位转变密切相关,并与寄主植物的营养供给条件相关.

为探讨黄瓜棒孢叶斑病生防细菌HK11-9 的防病能力,通过皿内试验测定HK11-9 对黄瓜棒孢叶斑病菌多主棒孢霉的抑菌活性、通过离体和活体接种试验评价其对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果,进行盆栽试验分析HK11-9 在黄瓜叶部的定殖能力及其对黄瓜叶部防御酶活性的影响,同时,测定HK11-9 的生物学功能并对其进行鉴定.结果显示,HK11-9 显著抑制多主棒孢霉的菌丝生长和孢子萌发;在离体接种和活体接种条件下,HK11-9 均对黄瓜棒孢叶斑病具有明显的防治效果,其防治效果分别达到 62.80%和 67.73%;同时,HK11-9 在黄瓜叶部具有稳定的定殖能力,在黄瓜叶部能保持 104 CFU/g的定殖密度,能够显著提高黄瓜叶部PAL、POD和PPO活性.HK11-9 菌株具有分解蛋白、分解纤维素、分解淀粉和产嗜铁素作用,对多种植物病原真菌具有抑菌活性;并根据形态特征、生理生化特性和 16S rRNA序列同源性分析,将HK11-9 菌株鉴定为多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa).综上所述,生防细菌HK11-9 防治黄瓜棒孢叶斑病具有极大的潜力.

为探究不同施肥处理对柑橘根围土壤质量和丛枝菌根的影响,设置单施无机肥(IF)、单施有机肥(OF)和有机肥与无机肥混施(CF)处理,以不施肥为对照(CK),分析土壤理化性状、丛枝菌根真菌(AMF)侵染与繁殖体数量的变化及其相互关系.结果表明:与CK相比,施肥均能显著提高土壤有机碳、养分含量和电导率;OF和CF处理显著提高了土壤pH值、团聚体稳定性、脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性及柑橘根围AMF侵染率和繁殖体数量;而IF处理显著降低了土壤pH值、柑橘根围AMF侵染率和繁殖体数量.柑橘AMF侵染率和繁殖体数量与土壤团聚体平均重量直径、有机碳、总氮、总磷含量和脲酶活性均呈显著正相关,与pH值呈极显著正相关.结合主成分分析,本研究认为无机肥易造成柑橘园土壤酸化,不利于柑橘菌根的定殖;而有机肥与无机肥混施则可以改善土壤质量,促进柑橘菌根的定殖.

[背景]多年生林下参在自然环境下生长多年,其体内存在的内生菌具有更强的适应性和定殖性,可以提高植物自身抗性,抑制病原菌的生长,更好地发挥与植物的互作.[目的]筛选定殖能力强、繁殖能力快且对病原菌具有拮抗作用的优势菌株.[方法]采用常规组织分离方法,从健康林下参根部组织中分离内生菌,通过对峙试验筛选出对人参病原菌有拮抗作用的内生细菌并对其以传统的鉴定方法进行鉴定.[结果]在得到的 6 株内生细菌中,菌株 LXS-N2 对人参立枯病病原菌、人参猝倒病病原菌均有明显抑菌性,而且具有定殖性好、繁殖快的特点,通过破坏病原真菌细胞壁和细胞膜以及改变菌丝形态从而抑制病原真菌生长.[结论]经形态学观察、生理生化反应及 16S rRNA基因序列分析鉴定内生菌LXS-N2 为贝莱斯芽孢杆菌,具有良好的应用开发潜力.

[背景]内生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)定殖植物可以显著促进植物生长发育.miRNA 已被证实在植物体的生长发育中具有调控作用.[目的]揭示印度梨形孢定殖大麦促进大麦生长发育过程中 miRNA对印度梨形孢定殖的响应及对大麦生长发育的调控作用.[方法]提取大麦总RNA,实施转录组测序并进行序列比对与数据挖掘;使用高效液相色谱检测大麦生长素等激素水平变化.[结果]印度梨形孢对大麦有显著促生作用;全转录组测序结果显示:印度梨形孢侵染 3 d较空白对照有 18 个差异表达的miRNA,其中 11 个miRNA上调、7 个miRNA下调;侵染 7 d与空白对照相比 24 个差异表达的miRNA,其中 11 个miRNA上调、13 个miRNA下调;侵染 3 d与侵染 7 d相比有 3 个miRNA上调、6 个miRNA下调.GO功能富集分析与KEGG通路分析显示,差异表达miRNA的靶基因主要参与转录、细胞分裂、生长素信号的感知和转导、光合作用和激素刺激响应.靶基因所参与的途径与大麦生长发育密切相关,暗示miRNA对印度梨形孢定殖过程做出了积极响应.代谢产物分析表明miRNA参与的调控路径的代谢产物发生改变.[结论]本研究以miRNA为入手点,探究了miRNA对大麦生长发育的调控机制,为揭示印度梨形孢的促生机制提供了新的研究方向.

为应用丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)防控油茶炭疽病,探究土壤AMF与油茶炭疽病发生程度之间的关系.采用湿筛沉淀法和AMF定殖染色法探究油茶炭疽病发生样点土壤的AMF孢子密度、丰富度、多样性指数和菌根定殖率及病健植株发病率与病情指数间的关系.结果表明,病健油茶根部AMF孢子密度、定殖率具有显著差别,感病油茶土壤中AMF孢子的丰富度与多样性指数有下降趋势(P<0.05);AMF孢子密度、丰富度、定殖率与油茶炭疽病发病率和病情指数呈极显著负相关关系(P<0.01),多样性指数与油茶炭疽病发病率和病情指数呈显著负相关关系(P<0.05).研究发现AMF孢子密度、菌根定殖率、丰富度和多样性指数越大,油茶炭疽病越轻,显示AMF对防治油茶炭疽病具有潜在应用价值.