玉米-小麥輪作系統內生真菌的多樣性及相互關係研究

《玉米-小麥輪作系統內生真菌的多樣性及相互關係研究》是依託鄭州大學，由唐保宏擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：玉米-小麥輪作系統內生真菌的多樣性及相互關係研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：唐保宏
• 依託單位：鄭州大學

項目摘要

內生真菌對宿主植物具有重要意義，但目前對栽培作物內生真菌多樣性缺乏系統性研究，對其內生真菌的傳播方式研究甚少。本項目擬以冬小麥－夏玉米輪作體系為研究對象，採用PCR-DGGE技術結合分離培養與形態鑑定的方法，對小麥和玉米不同生育期、不同部位的內生真菌多樣性進行系統研究，較為全面的認識栽培植物內生真菌的多樣性；通過對小麥和玉米內生真菌系統發育關係的比較，並利用GFP基因標記跟蹤的方法，探討內生真菌垂直傳播現象在栽培作物中存在與否，揭示內生真菌在輪作小麥和玉米之間的傳播規律，闡明兩種作物內生真菌之間的關係，為農作物有益內生真菌的合理利用及潛在病原菌的控制奠定理論基礎。

結題摘要

內生真菌對宿主植物具有重要意義，但目前對栽培作物內生真菌多樣性及其與宿主關係缺乏系統性研究，對其內生真菌的傳播方式研究甚少。本項目以冬小麥－夏玉米輪作體系為研究對象，通過傳統分離培養與分子生物學技術相結合的方法，揭示了小麥和輪作玉米不同生育期、不同部位內生真菌的多樣性、優勢類群和分布規律。兩種作物從苗期到成熟期內生真菌分離頻率提高，但分離頻率受低溫等環境因素影響較大，與品種相關性不顯著。不同器官內生真菌的分離頻率是根＞莖＞葉，主要類群有Alternaria sp.、Penicillium sp.、Acremonium sp.、Rhizoctonia sp., Trichoderma sp.、Aspergillus sp.、Chaetomium sp.、Cladosporium sp.、Nigrospora sp.、Bipolaris sp.、Curvularia sp.、Fusarium sp.等，優勢類群為Alternaria屬和Peniillium屬。部分類群在各器官中分離頻率存在差異。植株不同時期各器官的ITS 序列PCR-DGGE分析圖譜多態性較低，表明同時共存於同一器官的內生真菌種類較少。基於rDNA ITS序列的系統發育分析表明小麥和玉米內生真菌在類群上以子囊菌及其無性型真菌為主，兩種作物內生真菌在ITS序列系統發育無顯著差異。通過特異性引物PCR、克隆、測序發現小麥和玉米中存在Neotyphodium屬真菌，但擴增機率很低，該菌在許多禾本科植物中是共生性內生真菌，但推測該菌與小麥和玉米共生且垂直傳播的可能性較小。GFP基因標記的優勢種類Alternaria alternata僅能在接種植株後短期檢測到，在成株期未能發現，推測該菌是水平傳播的非系統性內生真菌，可能在與其他內生真菌的互作過程中丟失。小麥和玉米可培養內生真菌多屬於非系統性植物內生真菌，通過對栽培方式、土壤微生物區系、以及種子萌發和生長過程中內生真菌的傳播方式對內生真菌多樣性的影響的研究，也表明兩種作物內生真菌其主要通過土壤等環境因子水平傳播。來自兩種作物內生真菌均可侵染雙方宿主，沒有明顯的宿主專化性。小麥和玉米內生真菌中有些菌株具有對病原真菌的拮抗作用，但也存在多種潛在病原菌，可能成為相互之間傳播真菌病害的侵染源，在農業生產中應予以重視。