《中華羊茅內生真菌的多樣性及生物學特性研究》是依託蘭州大學，由田沛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：中華羊茅內生真菌的多樣性及生物學特性研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：田沛
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
中華羊茅(Festuca sinensis)分布於我國青藏高原等高寒地區，具有抗逆性強，適應性廣，適口性好，營養價值高等優良特性，對高寒牧區草地建設、生態治理和畜牧業生產具有重要意義，急需對這一寶貴的種質資源進行開發利用。其常與內生真菌共生，可利用內生真菌的優勢進行種質創新與品種選育。本項目擬以不同地理種群的中華羊茅內生真菌共生體為材料，研究內生真菌的形態、系統發育特徵、基因多態性和產鹼特性以闡明中華羊茅內生真菌的種和多樣性；分析內生真菌對共生體生長及抗旱性的影響以揭示內生真菌對寄主的作用；檢測共生體生物鹼的種類和含量以推斷共生體對家畜的潛在影響。該研究將明確中華羊茅內生真菌的種類、產鹼特性和對寄主抗逆性的作用，從而在理論上深化對內生真菌的資源多樣性以及與寄主相互作用的認識，在實踐上為利用內生真菌進行中華羊茅種質創新與品種選育，實現中華羊茅的生產和生態價值奠定基礎。
結題摘要
本項目以我國甘肅、四川、青海和西藏等高寒地區採集或收集的中華羊茅內生真菌共生體為材料，從中分離純化內生真菌46株。詳細觀察並記錄了46株內生真菌包括形狀、邊緣、光澤、質地在內的菌落形態，正、反面菌落顏色，並根據菌落直徑計算生長速度。測定每個菌株的菌絲、分生孢子梗和分生孢子的直徑和大小。發現這些菌落存在多樣性，但均為Epichloë屬內生真菌。根據tubB和tefA的基因序列，利用系統發育學綜合分析模式菌株57A的系統進化關係，發現檢測的所有克隆序列在系統進化樹上分別形成2個獨立的分支，揭示了中華羊茅內生真菌是雜交種。綜合以上形態學數據和系統進化樹結果，認為菌株57A是一個內生真菌新種，命名為Epichloë sinensis。分別提取上述46箇中華羊茅內生真菌菌株的DNA，PCR擴增生物鹼合成途徑中相關基因，推測不同菌株的產鹼特性，初步估計中華羊茅內生真菌不產生對家畜有毒的生物鹼lolitremB和ergovaline，而產生對昆蟲有毒的生物鹼peramine。進一步分析中華羊茅內生真菌在不同培養基上的生長速度，篩選出耐鹽性和耐金屬的內生真菌用於牧草新品種的開發和利用。 在田間和溫室建立不同生態型中華羊茅被內生真菌感染（E+）和未被內生真菌感染（E-）種群，通過監測植物生長發現內生真菌促進寄主中華羊茅的生長，但是寄主基因型對共生體的生長也有重要影響。檢測到共生體產生高含量的peramine,低含量的lolitrem B和ergovaline生物鹼，利用螢光定量PCR技術檢測內生真菌在共生體中的濃度，發現內生真菌的濃度並不影響其產生的生物鹼濃度。進一步分析在溫室乾旱和重金屬脅迫條件下以及不同環境因素（季節、混播和刈割）下共生體生長表現，發現E+比E-生長情況好，內生真菌提高寄主中華羊茅的抗逆性和對環境的回響，有助於寄主抵抗不良環境的影響；而脅迫條件及環境因素均對共生體生長產生影響並進而影響生物鹼含量。通過這一系列溫室和田間試驗明確了內生真菌對鄉土草中華羊茅抗逆性的有益作用和對家畜的潛在影響，為進一步利用內生真菌進行中華羊茅品種選育奠定了基礎。
