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海金沙内生真菌多样性的研究



全 文 :第 4 期
收稿日期:2012-06-25
基金项目:江西省自然科学基金项目(2008GZN0045)
作者简介:甘金莲(1964-),女,江西九江人, 副教授,主要从事微生物资源及生态学的研究工作;通讯作者,陈 晔(1966-),男,教授,
主要从事真菌资源的研究,(电话)13517929382(电子信箱)chenyejjtc@126.com。
第 52 卷第 4期
2013 年 2 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 52 No.4
Feb.,2013
植物内生真菌(Endophytic fungi)是指那些经
过长期协同进化,其生活史的一定阶段或全部阶段
生活于健康植物组织内,而且不会引起宿主产生可
见病症的真菌。 植物内生真菌与宿主植物在长期的
生态系统演化过程中形成了互惠共生关系,内生真
菌能产生与宿主相同或相似的生物活性物质,既具
有促进植物生长、增强抗病能力、提高抗逆性等作
用,又具有医学上抗肿瘤、抗微生物等对人类有利
的生物功效,因而在人们的生产与生活中具有重要
的应用价值。
海金沙[Lygodium japonicum(Thunb.)Sw.]系海
金沙科(Lygodiaceae)海金沙属(Lygodium Sw.)多年
生蕨类植物,主产于广东、江苏、浙江、湖南、湖北、
四川、陕西、甘肃等省[1]。 海金沙多生于阴湿山坡灌
丛中或路边林缘旁,以全草或者干燥成熟的孢子入
药,味甘淡,性寒,有清热解毒、通淋止痛、利胆消肿
的功效,为治疗泌尿系统感染、尿路结石、肾炎水
肿、感冒发热、肠炎,痢疾、癌症等疾病的常用中草
药 [2-5]。 海金沙的化学成分主要有海金沙素、反式-
对-香豆酸、咖啡酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、十六碳
烯酸,亦含脂肪油、氨基酸、黄酮、多糖等物质 [6-13],
因此海金沙植物资源的开发利用备受关注。 但目前
有关海金沙内生真菌的研究鲜见,而且由于对海金
沙自然资源的不合理开发所造成的资源匮乏和环
境破坏已成为亟待解决的问题。 试验通过对海金沙
内生真菌多样性的研究,旨在寻找替代海金沙的新
药源,为采用微生物发酵技术生产具有抗肿瘤活性
的有效成分物质提供理论依据,以减少对自然资源
的直接利用,并为药用蕨类植物资源的野生保护和
合理利用提供理论依据。
海金沙内生真菌多样性的研究
甘金莲,彭 琴,詹寿发,樊有赋,陈 晔
(九江学院生命科学学院,江西 九江 332000)
摘要:试验从海金沙的根、茎、叶器官中分离获得了内生真菌 17 株,鉴定出 16 株,另外 1 株因不产孢子
而未被鉴定出,分别属于 3 个纲 4 个目 5 个科 8 个属。 在鉴定的 8 属内生真菌中,以青霉属为优势属,占
总株数的 23.5%,其次是顶枝孢属和链格孢属,各占总株数的 17.6%。 表明海金沙不同部位、不同季节内
生真菌的数量、分布、种群及其组成存在差异,体现了内生真菌生态分布的多样性。
关键词:海金沙;内生真菌;多样性
中图分类号:Q949.36+7.2;Q948.12+2.3;Q346+.5 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)04-0865-03
Study on the Diversity of Endophytic Fungi of Lygodium japonicum
GAN Jin-lian,PENG Qin,ZHAN Shou-fa,FAN You-fu,CHEN Ye
(College of Life Science, Jiujiang University, Jiujiang 332000,Jiangxi,China)
Abstract: 17 strains of endophytic fungi were firstly isolated from root, stem and leaf tissues of Lygodium japonicum
(Thunb.) Sw., of which 16 strains were identified belonging to 8 genera, 5 families, 4 orders, 3 classes; and one strain
had not been identified owing to lack of spores. Among the 8 genera of identified endophytic fungi, Penicillium Link ex Fr.
was the dominant genera, accounting for 23.5% of the total number; the second were Acremonium Link and Alternaria Nees
ex Fr., each of which was comprised 17.6% of the total number. Quantity, distribution, and population constitution of endo-
phytic fungi in L. japonicum varied in different tissues of the plants collected in different seasons, which reflected the eco-
logical diversity of endophytic fungi in L. japonicum.
Key words: Lygodium japonicum (Thunb.) Sw.; endophytic fungi; diversity
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2013.04.055
湖 北 农 业 科 学 2013 年
表 1 海金沙内生真菌种群多样性

半知菌纲(Deuteromycetes)
子囊菌纲(Ascomycetes)
核菌纲(Pyrenomycetes)

丛梗孢目(Moniliales)
酵母目(Saccharomycetales)
座囊菌目(Dotludeales)
球壳菌目(Sphaeriales)

丛梗孢科(Moniliaceae)
暗梗孢科(Dematiaceae)
掷孢酵母科(Sporobolomycetaceae)
座囊菌科(Dothideaceae)
球壳孢科(Sphaeropsidaceae)

青霉属(Penicillium Link ex Fr.)
顶枝孢属(Acremonium Link)
枝孢霉属(Cladosporium sp.)
镰孢菌属(Fusarium Link ex Fr.)
链格孢属(Alternaria Nees ex Fr.)
掷孢酵母属(Sporobolomyces sp.)
球座菌属(Guignardia sp.)
顶囊壳属(Gaeumannomyces Arx et Oliver)
不产孢种类
菌株数//株
4
3
1
1
3
2
1
1
1
分离频率//%
23.5
17.6
5.9
5.9
17.6
11.8
5.9
5.9
5.9
1 材料与方法
1.1 材料
分离内生真菌所用的植物材料为凤尾蕨海金
沙植株的根、茎和叶,采自江西省九江市南湖公园。
分离培养基为 WA-抗生素培养基:琼脂 20 g、氨苄
青霉素 200 mg、链霉素 200 mg、去离子水 1 000 mL;
纯化培养基为改良的马铃薯蔗糖琼脂培养基
(PDA):马铃薯 200 g、葡萄糖 20 g、琼脂 20 g、10%
海金沙叶水浸提液 100 mL 加去离子水定容至
1 000 mL,自然 pH(使用前在培养基中加 80 U / mL
庆大霉素 1 mL); 促孢培养基:KH2PO4 1.0 g、KNO3
1.0 g、MgSO4·7H2O 0.5 g、KCl 0.5 g、淀粉 0.2 g、葡萄
糖 0.2 g、 蔗糖 0.2 g、 琼脂 20.0 g、 去离子水 1 000
mL,自然 pH。
1.2 海金沙内生真菌的分离鉴定
1.2.1 内生真菌的分离培养 取新鲜的海金沙根、
茎和叶,用自来水反复冲洗干净,在超净工作台上
切成 1 cm 长的小段,然后进行表面消毒,具体操作
流程是:无菌水→0.01%升汞(5 s)→无菌水→无菌
水→70%乙醇(5 s)→无菌水→无菌水→无菌水,然
后用无菌解剖刀剥取各器官的韧皮部,切成 0.5 cm×
0.5 cm 大小的小片段。 用无菌镊子将已经消毒的植
物体放在 PDA 平板上 (平板在使用前要加庆大霉
素,用量同前,并均匀推平),然后置于 25 ℃恒温培
养箱中培养,3~5 d 后即可看见从植物体周围长出
的菌丝。 为了检查表面消毒是否彻底,另外做对照
处理;将上述同样条件下处理过的材料不作切割直
接种植于 PDA平板上, 置于相同的条件下培养,以
样品周围是否有菌丝生长来判断分离菌是否能确
定为内生真菌。
1.2.2 内生真菌的分离与纯化 观察从植物体上
长出的菌落, 挑取不同的菌落在新的平板上培养,
反复多次直至得到纯种菌落,然后转入 PDA 斜面培
养基上(试管),再在 28 ℃条件下纯化培养,4 ℃冰
箱里保藏备用。
1.2.3 内生真菌的鉴定 观察纯化好的单菌落真
菌,记录其编号及来源并拍照。 从纯化培养数日的
菌落上挑取菌丝并连同分生孢子制成装片,置于光
学显微镜下观察真菌特征(菌丝、有性或无性孢子、
孢子的着生状态等形态特征)。 查阅有关真菌分类
文献资料 [14-16],确认所分离获得的内生真菌的分类
地位。
2 结果与分析
2.1 海金沙内生真菌种群多样性
从海金沙的根、茎、叶组织中共分离获得内生
真菌 17 株,鉴定出 16 株,另外 1 株因不产孢而未
被鉴定出, 分别属于 3 个纲 4 个目 5 个科 8 个属。
在鉴定的 8 属内生真菌中, 以青霉属(Penicillium
Link,Fr.)为优势属,占总株数的 23.5%,其次是顶枝
孢属 (Acremonium Link) 和链格孢属 (Alternaria
Nees ex Fr.),各占总株数的 17.6%。 这些真菌多数
属于半知菌纲,少数属于子囊菌纲和核菌纲,表明
海金沙内生真菌的分布存在生态分布的种群多样
性,具体见表 1。
2.2 不同季节对海金沙内生真菌分布的影响
由于季节更替,造成外在环境因素与海金沙体
内微生态环境发生变化,使得植物的内生真菌生长
条件也随之发生改变,因而导致培养出来的菌株出
现一定的差异。 具体情况见表 2。 从表 2可以看出,
春夏季节培养出来的菌株数量要比秋冬季节的多。
由于九江地区夏季比较潮湿,而海金沙正是在潮湿
的环境下生长发育比较好,并且这种潮湿环境比较
适合内生真菌的生长,其中主要是以青霉属、枝孢
霉属为优势属;而秋冬季的湿度与温度都比春夏季
低,对内生真菌的生长有所抑制,所以相比较春夏
季节真菌的数量较少, 但其中的优势属仍是青霉
属,另一个优势属是顶枝孢属。 这个结果说明海金
沙内生真菌的分布存在季节差异,其内生真菌的生
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第 4 期
态分布与季节有关。
2.3 不同植物器官对海金沙内生真菌分布的影响
海金沙的根、茎、叶等不同器官上发生的内生
真菌在种群分布和优势种群以及各种属出现频率
的差异比较结果见表 3。从表 3可见,海金沙不同器
官分离出的内生真菌频率高低顺序为茎、根、叶,表
明植株各器官韧皮部所占比例大的部位内生真菌
数量较多,而木质部所占比例大的部位次之,从叶
脉里分离获得的内生真菌数量最少,说明内生真菌
在海金沙不同器官上的分布是不同的。
3 讨论
海金沙根、茎、叶等不同器官上的内生真菌在
数量、 种群分布和优势种群方面都存在较大的差
异,说明海金沙内生真菌存在数量和种群多样性的
特点。 同种植物不同部位内生真菌种类产生差异的
原因可能是由于不同部位的微环境如通气状况、酶
构成和其他化学成分存在差异造成的,因而适合不
同内生真菌类群的侵入和定殖。
从植物中寻找抗菌、抗肿瘤的天然活性物质是
长期以来新型药物研究的重要内容和可行途径,现
在人类已成功地从红豆杉属(Taxus L.)植物中分离
出了内生真菌,并将之开发为生产抗癌新药的生物
来源[17];目前已报道的植物内生真菌的次生代谢产
物涉及到抗菌、杀虫、促进植物生长等多个方面 [18]。
在海金沙植物内生真菌中,某些属种真菌具有潜在
的应用价值,如自然界的广布类群青霉属等。 而关
于海金沙其他内生真菌的潜在应用价值,还有待进
一步研究。
参考文献:
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表 2 海金沙不同季节分离出的内生真菌菌种鉴定结果

青霉属
顶枝孢属
镰孢菌属
掷孢酵母属
枝孢霉属
球座菌属
链格孢属
顶囊壳属
不产孢种类
总计
菌株数//株
2
2
0
0
1
1
0
1
1
8
分离频率//%
25.0
25.0
0
0
12.5
12.5
0
12.5
12.5
100
菌株数//株
3
2
0
1
3
0
0
1
1
11
秋冬季 春夏季
分离频率//%
27.3
18.1
0
9.1
27.3
0
0
9.1
9.1
100
表 3 海金沙内生真菌在不同部位的分布情况

青霉属
顶枝孢属
镰孢菌属
掷孢酵母属
枝孢霉属
球座菌属
链格孢属
顶囊壳属
不产孢种类

+
-
+
-
+
+
-
-
+

+
+
+
+
+
+
+
+
+

+
+
+
-
+
+
+
-
+
注:“+”表示有分布,“-”表示没有分布。
(责任编辑 王 珞)
甘金莲等:海金沙内生真菌多样性的研究 867