硬叶兜兰菌根真菌的形态学特征与鉴定
2021-07-30
来源:步旅网
第42卷第2期 贵州林业科技 Guizhou Forestry Science and Technology Vo1.42,No.2 May,2014 2014年5月 硬叶兜兰菌根真菌的形态学特征与鉴定 田 凡 白新祥 王莲辉 姜运力 罗在柒 (1.贵州省林业科学研究院,贵州贵阳550005;2.贵州大学林学院,贵州贵阳550025) 摘要:将采集获得的野生硬叶兜兰植株,采用新单菌丝团分离法,分离纯化后,获得6株菌根真菌。对6 株内生菌的菌落形态、产孢结构和分生孢子形状、大小作了测量与观察及一些生物学特性初步鉴定,结果为5 株菌根真菌分别属于瘤菌根菌属(Epulorhiza)、胶膜菌属(Tulasnella)和镰刀菌属(Fuaariu),未鉴定1种。 关键词:硬叶兜兰;菌根真菌;鉴定;形态学 中图分类号:Q948.12 2.3 文献标识码:B Morphological Features and Identiifcation of the Mycorrhizal Fungi of Paphiopedilum micranthum TIAN Fan BAI Xin—xiang2 WANG Lian—hui JIANG Yun—li (1Guizhou Academy of Forestry.Guiyang,Guizhou 550005,2Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550025) Abstract:by using the method of single peloton isolation and purification,six mycorrhizal endophyte strains were obtained from a wild plant of Paphiopedilum micranthum.These endophytes were then morphologically studied for the colony,the conidiogenous structures and the spores,based on which 5 strains were preliminarily identiifed to genera of Epulorhiza,Tulasnella and Fusariu,while the remainder was still unidentiied fKey words:Paphiopedilum micranthum Tang et Wang,mycorrhizal fungi,morphology,identification 硬叶兜兰花奇色美,具有非常高的生物学研究 提高幼苗移栽后的成活率和生长速度,增加植株对 和观赏价值,引起了全世界兜兰专家及兰花爱好者 的极大兴趣川。由于过度采集、走私出境猖獗以及 生境破坏等原因,近十几年来野生硬叶兜兰的数量 逆境的抵抗能力,维持较低的发病率 q J。将兰科 菌根技术应用于硬叶兜兰种子萌发和植株生长将成 为保护其种质资源和使其产业化的必然趋势。 急剧减少,已经到了灭绝的边缘。属“野生动植物 国内外对于硬叶兜兰菌根真菌分类鉴定的研究 濒危物种国际贸易公约”(CITES)附录I的保护 对象。因此,硬叶兜兰野生资源的保护和人工繁育 问题亟待引起社会各界的重视。 硬叶兜兰快速生长成为兰科植物生产者急切关 报道较少,仅见1名学者对硬叶兜兰菌根真菌进行 了分离、鉴定 j。目前兰科菌根真菌的分离和形态 鉴定还主要依靠组织分离法和传统形态学的方法。 本研究采用新的单菌丝团分离法对硬叶兜兰菌根进 行分离¨…,形态鉴定采用经典形态学方法,即根 注的问题,已有的研究结果表明,共生真菌有助于 收稿日期:2013—11—22 作者简介:田凡(1985一)女,硕士,主要从事兰科植物菌根真菌研究。 通讯作者:罗在柒(1978~)男,副研究员,主要从事林木生物技术研究(E—mail:luozaiqi@163.com) 12 贵州林业科技 42卷 据培养性状(菌落特征),显微形态特征及一些生 物学特性进行分类研究,对硬叶兜兰菌根真菌进行 初步分类鉴定,为硬叶兜兰的资源保存奠定基础, 同时也为其快速繁殖提供技术支持。 1 试验材料和方法 1.1试验材料 1.1.1供试植物 野生硬叶兜兰(Paphiopedilum micranthum Tang et Wang)成年植株采于贵州省惠水县。 1.1.2培养菌株培养基 标准培养基:美国BD(Difeo)公司生产的标 准PDA(Potato dextrose agar)培养基和CMA (Corn meal ager)培养基。 1.2试验方法 1.2.1 分离方法 截取的硬叶兜兰新鲜根段于流水状态下冲洗干 净,分装于盛有无菌水的培养皿中,在超净工作台 上用解剖刀轻轻刮掉根毛、根被、表皮和其他附属 物,显微镜检,选出具有菌丝团的根段,无菌水冲 洗干净,再用0.1%升汞溶液分别处理2min,无菌 水冲洗4~5次,将具有菌丝团的根切成3cm的小 段,然后用解剖针和镊子刮根段,使单菌丝团从皮 层细胞中游离出来,扩散到装有10ml无菌水的直 径为60cm培养皿中,24 ̄(2恒温箱培养,培养12h 后在显微镜暗视野中找到生长出菌丝的菌丝团或菌 丝结,然后将光线调到最强,肉眼找到视界范围内 的菌丝团,用lO001xl的移液枪吸取菌丝团,每次 吸取45 l菌丝团液,然后转接到面积为1am 小块 双抗PDA培养基上,置于24 ̄(2恒温箱培养。培养 48小时后显微镜下镜检小块培养基,找到长出菌丝 的菌丝团,将菌丝团从小块培养基上切下,然后转 接至小块PDA培养基,24℃恒温培养,当菌丝生 长至0.5cm长时,切取菌丝尖端转接到直径为 90em的PDA培养皿,纯化后转接到试管,培养保 存。 1.2.2菌落培养特征 将分离获得的菌株分别接到BDPDA培养基和 BDPDA培养基平板上,24℃恒温培养,每天观察、 记录各菌株的菌落特征,包括菌落形状、大小、色 泽、生长速度及是否产生色素和香味等情况。挑取 菌落边缘及中央菌丝在光学显微镜下观察菌丝特征 (是否有隔和分枝,形状和颜色等),测量菌丝直 径。 1.2.3 菌株显微形态观察 插片培养法:将菌丝块接种于BDPDA标准培 养基和BDCMA标准培养基平板的中间,用小镊子 夹起一块无菌的盖玻片,在距接种点一定距离处以 45度角的角度斜插入培养基中,不要插入培养基太 深,让菌丝爬上盖玻片约2/5时,再用小镊子将盖 玻片取出,自然干燥以后,将盖玻片转移到干净的 滴加有染色液或蒸馏水的载玻片上,显微镜下观察 产孢结构特征。 显微照片摄影:在OLYMPUS倒置荧光数码显 微镜下,观察并选取具典型特征的视野拍照、直接 测量相关数据并进行描述记载。 菌丝细胞核染色计数:取BDPDA培养基上生 长旺盛的菌丝,以番红T—KOH和考马斯亮蓝染色 液染色,显微镜下进行细胞核计数。 1.2.4茵种鉴定 菌种鉴定依据菌株菌落的培养特征及菌株显微 形态观察的结果,结合大量可靠的文献资料,综合 分析对比相关特征的异同,最后确定鉴定菌株的分 类地位。 2 结果与分析 2.1菌落培养特征及显微形态观察 采用单菌丝团分离法分离获得19株菌株,通 过BDPDA培养基的菌落培养特征相似度的观察, 将l9株内生菌筛选为6株菌株(菌落培养特征均 不一致的菌株)。6株菌株在BDPDA培养基上具有 以下培养特征: (1)YYDL008 基本特征:菌丝细胞为双核。BDPDA培养基 上菌落早期贴培养基生长,菌落表面光滑,边缘整 齐,厚薄均匀,后期产生气生细绒状菌丝,不明 显,菌落乳白色,形成同心环,具有香味(图1)。 菌丝的生长速度0.12—0.14mm/h,菌丝直角或近 直角分枝,分枝第一隔与分枝点的距离为2.87— 3.49Ixm,直角或近直角分枝,距分枝起源很近处 有横隔,念珠状细胞球形,少数柱状或椭圆形,大 小l2.64一l4.25I.zm×13.27~21.40Izm,念珠状细 胞链一般5个细胞(图1);BDCMA培养基上贴培 养基生长,无气生菌丝,生长速度0.19—0.29mm/ 16 贵州林业科技 42卷 类真菌主要包括以下几个特征:细嫩菌丝隔的远侧 端附件形成一个分枝;分枝处缢缩,并在分枝点附 近形成一个隔;具有桶孑L隔膜;不形成分生孢子、 根状菌索和不具有锁状联合;具念珠状细胞¨ 。 由表1的数据可知,5株菌株没有分生孢子、仅有 DD341株有,DLo13、D13319、DL008和DL020菌 株菌丝分枝点附近形成一个隔和菌丝细胞双核,都 具念珠状细胞,大多数具有香味,根据以上特征与 朱国胜 等学者的分类鉴定结果对比,初步鉴定6 株菌株为胶膜菌科(Tulasnellaceae)的瘤菌根菌属 和胶膜菌属。鉴定结果见表3。 表3菌株初步鉴定结果 菌株 属 YYDL013 瘤菌根菌属(Epulorhiza) YYDLO19 瘤菌根菌属(Epulorhiza) YYDUD08 瘤茵根菌属(Epulorhiza) YYDIJD41 镰刀菌属(Fusarium) YYDLO20 胶膜菌属(Tulasnella) YYD【D12 未鉴定 3 讨论 本次试验从硬叶兜兰菌根中分离获得与其共生 的菌根真菌6株,根据其菌落培养特征,光学显微 镜等传统形态学的特征观察,初步将其中5菌株鉴 定为瘤菌根菌属(Epulorhiza)、胶膜菌属(Tulas— nella)和镰刀菌属(Fusarium),未鉴定1种。本 次试验分离到镰刀菌,众所周知,镰刀菌是一种植 物病原菌,能够危害多种经济植物。李明从杏黄兜 兰菌根中分离到的真菌类群中镰刀菌为优势菌 群¨引。范黎等自香果兰(Vanilla annamica)等5 种附生兰花根中分离到了2种镰刀菌,镰刀菌菌株 经过实验证明可促进长苏石斛(D.brymerianum) 的种子发芽,可以说明该种可能是兰科植物菌根真 菌¨ 。上述可以看出,镰刀菌能够在多种兰科植 物中被分离到,说明镰刀菌在兰科植物生长的环境 中普遍存在,与兰科植物生长关系密切。 Moore对原来隶属于丝核菌属(Rhizoctoni)的 兰科菌根真菌重新研究后,建立了3个新属,即角 菌根菌属(Ceratorhiza)、瘤菌根菌属(Epulorhiza) 和念珠菌根菌属(Moniliopsis),对应的有性世代分 别是:角担菌属(Ceratobasidium)、胶膜菌属(Tu— lasnella)和蜡壳菌属(Sebacina)、瓜亡革菌属 (Thanatephorus) 。范黎、郭顺星等对产于我国云 南和福建地区的l9种兰科植物的菌根内生真菌进 行了分离、鉴定,发现了26个兰科丝核菌类(Or- chidaceous rhizoctorias)菌株,分别属于3个属,即 角菌根菌属、瘤菌根菌属和念珠菌根菌属【15]。其 中有3个菌株已经证明能与某些兰科植物共生,促 进其种子发芽形成原球茎,可以说明这3个菌株可 能是某些兰科植物的菌根真菌。本研究从硬叶兜兰 菌根中也分离到了Epulorhiza和Tulasnella两个属 的。本研究的结果进一步的提示我们胶膜菌属和其 对应的无性态瘤菌根菌属可能是中国兰科植物较普 遍存在的共生菌根真菌。有关硬叶兜兰菌根的共生 机制有待深人研究。 目前兰科菌根真菌的分类和鉴定还主要依靠形 态学的方法。本研究分离到的真菌只鉴定到属,而 没有鉴定到种,这是因为兰科菌根真菌的鉴定比较 困难,由于某些高等真菌与低等真菌的同源性较 高,随着生物化学、遗传学以及分子生物学等相关 学科的发展,真菌的现代分类学中也不断引入了分 子生物学技术手段,在采用传统方法的同时,辅以 分子生物学手段,并结合计算机分析技术,将菌株 尽可能的鉴定到种。采用分子鉴定技术与传统方法 相结合,才能使鉴定结果更为准确。 参考文献 [1]陈心启,刘方嫒.云南几种兜兰属植物[J].云 南植物研究,1982,4(2):16—17. [2]Alam M K,Rashid M H,Hossain M S,Salam M A, Rouf M A.Invitro seed propagation of Dendrobium(Dendrobiun transparens ) orchid as influenced by differentmedia.Biotechnology,2002.1:111~115. [3]Zettler L W,Piskin K A,Stewart S L,Hartsock JJ, Bowels M L,Bell T J.Protocorm myeobionts of the federally threatened eastem praiire fringed orchid,Platanthera leueophaea (Nutt)Lindley,and a technique to prompt leaf elongation in seedlings.Studies in Mycology,2005,53:163~171. [4]颜容.独花兰菌根真菌的的研究[D].北京林业 大学,2005. [5]杨友联.独蒜兰菌根真菌研究[D].贵州大学, 20o6. [6]董芳.几种兰科植物菌根真菌的筛选及种子萌发 条件的研究[D].北京林业大学,2008. (下转第5页) 2期 仲维赫等:生长调节剂对马尾松扦插效果及内源物质的影响 5 物质发生变化。合理的生长调节剂处理后.扦插初 [5]陈晓月.马尾松扦插育苗技术及造林试验[J]. 期,穗条内源抑制物质含量提高。这样穗条在活力 浙江林业科技.2008,28(6):57—62. 相对较高的离体初期便开始降解抑制生根的苯酚类 [6]吴则焰,刘金福,洪伟等.水松扦插繁殖体系研究 和酮类物质。由于穗条在本身活性较高时期便分解 [J].中国农学通报2012,28(22):22—26. 掉较高浓度的生根抑制物质,使生根过程中穗条生 [7]季孔庶,王章荣,陈天华,王明麻.几种生长调节 剂对马尾松插穗促根的效应[J].福建林学院学报.2001, 根阻力降低。不当的生长调节剂刺激后,穗条细胞 21(2):120—123. 的活性下降,降低了生根过程中细胞的脱分化再分 [8]季孔庶等.马尾松插穗内源抑制物质的研究[J] 化能力。在今后的研究中,可以把吲哚丁酸、吲哚 .林业科学.1997,3(2):142—151. 乙酸作为马尾松主要生长调节剂,辅以微量6一BA [9]麻文俊,张守攻,王军辉等.日本落叶松扦插生根 进行调节。针对酮类物质和苯酚类物质的变化,可 期内源激素和营养物质及酚酸含量变化特征[J].西北植 以在扦插初期施加少量酮类和苯酚类物质,刺激穗 物学报,2013,33(1):0109~0111. 条内源物质的降解机能升高,辅助穗条生根。 [10]朱林海。何丙辉.重庆地区马尾松嫩枝扦插技术 研究[J].西南大学学报(自然科学版).2010,32(2): 参考文献 34~37. [1]周政贤.中国马尾松fM].北京:中国林业出版 [11]Ralph L.Shriner等著,张书圣等译.有机化合物 社.2001. 系统鉴定手册[M].化学工业出版社.2007. [2]丁贵杰,周志春,王章荣等.马尾松纸浆用材林培 [12]李永进,丁贵杰.不同家系马尾松插穗内源生根 育与利用[M].北京:中国林业出版社.2006. 抑制物的分离、纯化及鉴定[J].浙江林学院学报.2010, [3]王明麻.论无性系林业一概念和应用[J].南京 27(4):507—512. 林业大学学报.1993(1):1—5, [13]刘玉民,刘亚敏.马尾松扦插生根过程相关生理 [4]陈亚斌.马尾松插穗生根能力的家系变异与选择 生化分析[J].林业科学.2010,46(9):28—33. 效应[J].林业科技开发.2012,26(5):107一l10. (上接第l6页) .Trans.Myeo1.Soc.Jpn.1975,20:33~39. [7]陈娅娅.鹅毛玉凤花菌根真菌研究[D].贵州大 [12]李明,张灼.杏黄兜兰菌根研究与应用[J]. 学,2oo8. 生物学杂志,2001,18(6). [8]朱国胜.贵州特色药用兰科植物杜鹃兰和独蒜兰 [13]范黎,郭顺星,肖培根.密花石斛等六种兰科植 共生真菌研究与应用[D].华中农业大学,2009. 物菌根的显微结构研究[J].植物学通报,2000,17(1): [9]罗玉容.硬叶兜兰菌根真菌的观察、分离和鉴定 73~79. [D].华南农业大学,2008. [14]Moore 1L T.The genera of Rhizoetonia—like fu_嚼: [10]Zhu.G.S.,Yu,Z.N.,Gui.Y.,Liu.Z.Y.A. Ascorhitonia,Ceratorhiza gen.nov,Epulorhiza gen.Nov,Mo- novel technique for isolating orchid myeorrhizal fungi[J] niliopsis,and Rhizoetonia,Myeotaxon,1987,29:91—99. .Fungal Diversity,2008,33:123~137. [15]范黎,郭顺星.十九种兰科植物根的内生担子菌 [11]Ogoshi,A,Oniki M,Sakai R,et a1.Anastomosis [J].热带作物学报,1998,19(4):77—82. Grouping among isolates of Binueleate Rhizoetonia[J]