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西藏特有藏药植物砂生槐内生真菌种群多样性研究



全 文 :西藏特有藏药植物砂生槐内生真菌种群多样性研究
张国强 1, 2 ,樊明涛 2 ,方江平1* ,钟蕊 1 
(1.西藏大学西藏农牧学院,西藏林芝 860000;2.西北农林科技大学食品学院 ,陕西杨凌 712100)
摘要 [目的 ]探讨砂生槐(Sophoramoorcroftiana)内生真菌种群的多样性。 [方法]从西藏特有藏药植物砂生槐的根 、茎、叶、种子中分离
获得内生真菌 ,并在光学显微镜下观察其形态。 [结果 ]从砂生槐中分离获得 68株内生真菌 ,经形态观察分类鉴定为 4纲 6目 7科 14
属;不同产地砂生槐以及砂生槐不同部位的内生真菌的数量、分布、种群及组成存在明显差异。 [结论]该研究可为开发利用砂生槐资源
提供理论依据。
关键词 砂生槐;内生真菌;多样性;西藏特有
中图分类号 S567  文献标识码 A  文章编号 0517-6611(2010)21-11134-02
StudyonthePopulationDiversitiesofEndophyticFungusinS.moorcroftiana
ZHANGGuo-qiangetal (ColegeofAgricultureandHusbandry, TibetUniversity, Linzhi, Tibet860000)
Abstract [ Objective] TheobjectiveoftheresearchwastodiscussthepopulationdiversityofendophyticfungiinS.moorcroftiana.[ Method]
Theendophyticfungiwereseparatedfromtheroot, stem, leafandseedofTibetanmedicinalmaterialsS.moorcroftiana.Andtheirconfigura-
tionwasobservedunderopticalmicroscope.[ Result] 68strainsofendophyticfungiwereobtainedfromS.moorcroftiana.Throughmorphologi-
calobservationandclassificationidentification, itwasfoundthattheybelongedto14genera, 7families, 6ordersand4classes.Theresults
showedthatthequantity, distribution, populationanditscomponentsofendophyticfungushadobviousdiferencesnotonlyindiferentprodu-
cingregions, butalsoindifferentpartsofS.moorcroftiana.[ Conclusion] Theresearchcanprovidetheoreticalbasisfordevelopingandutili-
zingtheresourcesofS.moorcroftiana.
Keywords S.moorcroftiana;Endophyticfungus;Diversity;Tibetanendemic
基金项目 国家科技支撑项目(2006BAC01A04)。
作者简介 张国强(1982-),男 ,山东潍坊人 , 在读博士 ,讲师 , 从事食
品与药品微生物资源研究。 *通讯作者。
收稿日期  2010-03-29
  砂生槐(Sophoramoorcroftiana)为豆科槐属多年生矮灌
木 ,又名 “西藏狼牙刺 ”和 “刺柴 ”,为青藏高原特有植物种 。
《藏医药 》记载 ,砂生槐多以种子入药 ,味苦 、性凉 ,具有消炎
解毒和催吐之功效 ,主治湿热黄疸 、白喉 、痢疾 、赤巴病 、消化
不良和虫病等症 ,是一种极为宝贵的药用植物资源 [ 1] 。植物
内生真菌的物种多样性十分丰富 ,是自然界生物多样性的重
要组成部分 [ 2] 。大量研究表明 ,内生真菌不仅能促进寄主植
物快速生长 ,增强植株的抗逆性 ,而且能产生丰富的与寄主
植物相同或相似的并具有生物活性的次级代谢产物 [ 3-6] ,因
而利用内生真菌发酵生产植物药用活性成分具有巨大的潜
力 。但有关砂生槐内生真菌及其生物活性物质的研究目前
国内尚未见报道。为此 ,笔者研究了西藏特有藏药植物砂生
槐不同器官中内生真菌种群的多样性 ,以期为进一步开发利
用砂生槐资源提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 研究对象。砂生槐 ,采自西藏林芝和山南地区 ,为无
病虫害健康植株。分离根 、茎 、叶 、种子 ,于 4 ℃保存 ,在 72 h
内进行处理。
1.1.2 培养基。分离 、纯化培养基为 PDA培养基:马铃薯
200.0g,葡萄糖 20.0 g,琼脂 20.0g,水 1 000ml, pH值自然 。
促孢培养基 [ 7] :KH2PO4 1.0g, KNO3 1.0 g, MgSO4· 7H2O0.5
g, KCl0.5 g,淀粉 0.2g,葡萄糖 0.2g,蔗糖 0.2g,琼脂 20.0
g,水 1 000ml, pH值自然。
1.2 方法
1.2.1 内生真菌的分离。先用自来水将新鲜植物器官表面
冲洗干净 ,晾干后将根 、茎切成 2.0 cm左右的小段 ,叶 、种子
不切;用 75%乙醇漂洗 1 ~ 2 min,无菌水冲洗 3 ~ 4次 ,再用
0.2%HgCl2浸泡 1 ~2 min,无菌水冲洗 3~ 4次;在无菌条件
下将上述处理的砂生槐各器官在培养基上作印迹对照处理 ,
检测植物表面消毒是否彻底 [ 8-9] ;无菌操作条件下将上述各
器官切成 0.5cm左右的小段 ,分别接种于分离培养基上 ,每
皿 6块 ,在 28℃下恒温培养 ,待各器官的切面处长出菌落后
挑取菌株 ,转接于新鲜培养基上 ,经纯化后转入斜面试管保
存 [ 10] 。
1.2.2 内生真菌的鉴定 。采用插片培养方法 ,对分离获得
的砂生槐内生真菌进行显微形态特征的观察 、分类鉴定 ,对
不产生孢子的菌株 ,参照 Guo等的方法促进菌株产孢 [ 11] 。
查阅有关真菌分类文献资料 [ 12-15] ,确定分离获得的内生真
菌的分类地位。
2 结果与分析
2.1 砂生槐内生真菌种群组成 由表 1可知 ,从砂生槐中
共分离获得内生真菌 68株 ,分属于 4纲 6目 7科 14属 ,这在
一定程度上反映了砂生槐内生真菌的多样性。砂生槐内生
真菌在目的分类水平上以瘤座孢目(Tuberculariales)和球壳
孢目(Sphaeropsidales)为优势种群 ,分别为 19、18株 ,占总菌
株数的 27.94%、26.47%;在属的水平上以球壳孢属(Spha-
eropsis)和镰孢属(Fusarium)为优势菌群 ,分别为 15、14株 ,
占总菌株数的 22.06%、20.59%。
2.2 砂生槐不同器官中内生真菌的分布 由表 2可知 ,砂
生槐不同器官中内生真菌的种群存在差异。从砂生槐分离
获得的 68株内生真菌中 ,茎中内生真菌共 10属 32株 ,占分
离菌株总数的 47.06%,以球壳孢属(Sphaeropsis)和镰孢属
(Fusarium)为优势种群;根中内生真菌共 8属 20株 ,占分离
菌株总数的 29.41%,以球壳孢属(Sphaeropsis)为优势种群;
叶中内生真菌共 6属 10株 ,以镰孢属(Fusarium)为优势种
群;种子中内生真菌共 4属 6株 ,以刺盘孢属(Coletotrichum)
为优势种群。砂生槐不同器官的内生真菌种群各不相同 ,表
责任编辑 姜丽 责任校对 卢瑶安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(21):11134-11135, 11185
DOI :10.13989/j.cnki.0517-6611.2010.21.175
明砂生槐的一些内生真菌对宿主具有一定的组织专一性;砂
生槐根 、茎 、叶和种子不同器官中内生真菌在数量 、种群分布
和优势种群方面都存在很大的差异 ,表明砂生槐内生真菌具
有数量和种群多样性特点。
表 1 砂生槐内生真菌种群组成
Table1 CompositionofendophyticfungifromS.moorcroftiana
纲 Class 目 Order 科Family 属 Genus 株数∥株Plantnumber
占总株数的比例∥%
Proportionintotalplantnumber
丝孢纲 丛梗孢目 Moniliales 丛梗孢科 Moniliaceae 黑孢霉属 Nigrospora 3 4.41
Hyphomycetes 木霉属 Trichoderma 3 4.41
青霉属 Penicilium 5 7.35
瘤座孢目 Tuberculariales 瘤座孢科 镰孢属 Fusarium 14 20.59
Tuberculariaceae 附球菌属 Epicoccum 3 4.41
蜜孢霉属 Sphacelia 2 2.94
腔孢纲 Coelomycetes 球壳孢目 Sphaeropsidales 球壳孢科 球壳孢属 Sphaeropsis 15 22.06
Sphaeropsidaceae 盾壳属 Conimthyrium 3 4.41
黑盘孢目 Melanconiales 黑盘孢科 刺盘孢属 Coletotrichum 7 10.29
Melanconiaceae 小菌核属 Sclerotium 2 2.94
盘多毛孢属 Pestalotia 1 1.47
腔菌纲 座囊菌目 Dothideales 座囊菌科 Dothideaceae 球座菌属 Guignardia 3 4.41
Leculoascomycetes 多孢菌科 Pleosporaceae囊孢菌属 Physalospora 2 2.94
接合菌纲Zygomycetes毛霉目Mucorales 毛霉科 Mucoraceae 毛霉属 Mucor 5 7.35
表 2 砂生槐不同器官中内生真菌数量及种类分布
Table2 Strainnumberandspeciesdistributionofendophyticfungi
fromdiferentpartsofS.moorcroftiana
分离器官Separationparts
属Genus
株数株Plantnumber
合计株Total
占总株数的比例%Proportionintotalplantnumber
茎 Stem 木霉属(Trichoderma) 1 32 47.06
青霉属(Penicilium) 3
镰孢属(Fusarium) 6
附球菌属(Epicoccum) 1
蜜孢霉属(Sphacelia) 2
球壳孢属(Sphaeropsis) 9
盾壳属(Conimthyrium) 1
刺盘孢属(Coletotrichum) 4
球座菌属(Guignardia) 3
毛霉属(Mucor) 2
根 Root黑孢霉属(Nigrospora) 3 20 29.41
木霉属(Trichoderma) 2
镰孢属(Fusarium) 3
附球菌属(Epicoccum) 1
球壳孢属(Sphaeropsis) 5
盾壳属(Conimthyrium) 1
囊孢菌属(Physalospora) 2
毛霉属(Mucor) 3
叶 Leaf青霉属(Penicilium) 2 10 14.71
镰孢属(Fusarium) 4
附球菌属(Epicoccum) 1
球壳孢属(Sphaeropsis) 1
小菌核属(Sclerotium) 1
盘多毛孢属(Pestalotia) 1
种子 镰孢属(Fusarium) 1 6 8.82
Seed 盾壳属(Conimthyrium) 1
刺盘孢属(Coletotrichum) 3
小菌核属(Sclerotium) 1
2.3 不同产地砂生槐内生真菌的分布 由表 3可知 ,同一
季节不同地点来源的砂生槐内生真菌的菌群也存在一定的
差异 。采集于不同地区的砂生槐中均分离到了一定数量 、不
同类群的内生真菌 ,表明内生真菌在砂生槐体内广泛存在。
其中 ,采集于西藏林芝的砂生槐优势菌群为球壳孢属(Spha-
eropsis),采集于西藏山南的砂生槐优势菌群为镰孢属(Fu-
sarium)。
表 3 同一季节不同采集地点砂生槐内生真菌数量及种类分布
Table3   QuantityanddistributionofendophyticfungiofS.
moorcroftianafrom diferentsamplingareasinthesame
season
采集地点Location 属Genus
株数株Plantnumber
合计株Total
占总株数的比例%Proportionintotalplantnumber
西藏林芝 黑孢霉属(Nigrospora) 2 38 55.88
Linzhiin 木霉属(Trichoderma) 1
Tibet 青霉属(Penicilium) 3
镰孢属(Fusarium) 6
附球菌属(Epicoccum) 1
蜜孢霉属(Sphacelia) 2
球壳孢属(Sphaeropsis) 11
盾壳属(Conimthyrium) 2
刺盘孢属(Coletotrichum) 5
小菌核属(Sclerotium) 2
盘多毛孢属(Pestalotia) 1
毛霉属(Mucor) 2
西藏山南 球座菌属(Guignardia) 3 30 44.12
Shannanin囊孢菌属(Physalospora) 2
Tibet 黑孢霉属(Nigrospora) 1
木霉属(Trichoderma) 2
青霉属(Penicilium) 2
镰孢属(Fusarium) 8
附球菌属(Epicoccum) 2
球壳孢属(Sphaeropsis) 4
盾壳属(Conimthyrium) 1
刺盘孢属(Coletotrichum) 2
毛霉属(Mucor) 3
3 结论与讨论
植物内生真菌的分布及其类群组成和变化由多种内外
(下转第 11185页)
1113538卷 21期                张国强等 西藏特有藏药植物砂生槐内生真菌种群多样性研究
处理 4d后对照中出现成虫 ,其他处理中没有发现成
虫 ,至处理 15d对照中所有蛹全部羽化 ,土层深度 10、20、30、
40cm的处理中均有成虫出现。
试验用土选用田间土壤 ,以过筛和不过筛的土壤作对
比 ,结果发现桔小实蝇蛹的羽化率相差不大 ,在处理 15 d后
均有成虫出现 ,羽化率在 70%~ 80%。袁盛勇等研究桔小实
蝇化蛹深度发现该虫主要聚集在土层 2 ~ 5 cm中化蛹 ,随土
层深度加大羽化率降低 [ 5] ;在该试验中 ,将土层深度加大到
40cm仍有成虫出现 ,且羽化率为 80%。
2.3.4 卵的生活习性。卵为梭形 ,单粒或聚集成卵块。卵对
湿度有较高要求 ,长时间干燥可造成卵孵化率急剧下降 。培
养时 ,在开始的 3 ~ 4d,应在密闭容器内保湿培养。卵经 5 d
即可孵化成幼虫。
2.3.5 寄主选择。室内趋向性试验结果表明 ,桔小实蝇对苏
州地产水果的选择性从高到低排序为柑橘 、枣 、石榴 、桃 、橙 、
梨 、柿子。而野外隔离饲养条件下 ,果树品种根据桔小实蝇
为害率从高到低排序为柑橘 、枣 、石榴 、梨 、柿子。在本地柑
橘品种中 ,其为害率从高到低排序为洞庭蜜橘 、早橘 、温柑 、
黄皮 、早红 、料红 。
3 结论与讨论
(1)建立了桔小实蝇人工饲养设施 ,改进了袁盛勇等 [ 5]
报道的技术方法 ,为开展生物学特性观察和生物学试验奠定
了基础。对于小规模种群培养或以鉴定为目的的培养 ,可优
先选择整果饲养法或果实饲养法饲养幼虫和成虫 ,但应关注
果蝇污染问题 。对于大规模种群培养或长期继代培养或以
生物学特性观察和生物学试验为目的的培养 ,可优先选择人
工饲养法 ,但人工饲养法易在继代培养中造成种群退化 ,引
进野外种群 、与整果饲养法结合培养等技术手段可有效减轻
种群的退化。培养设施的设计和制造应符合生物安全的要
求 ,否则可能造成种群逃逸或种群交叉。
(2)通过实验室饲养观察 ,掌握了桔小实蝇成虫 、幼虫 、
蛹和卵的生活习性 ,对于开展预测预报研究奠定了生物学基
础。开展了土壤深度对蛹羽化率影响的试验 ,结果表明将土
层深度加大到 40cm仍有成虫出现 ,且羽化率为 80%,此结
果对综合防治中深埋处理的科学性提出了质疑 ,表明田间综
合防治不应使用深埋处理(其实际深度一般不超过 40 cm)
的防治方法。
(3)通过室内趋向性试验 ,发现桔小实蝇对苏州地产水
果的选择性从高到低排序为柑橘 、枣 、石榴 、桃 、橙 、梨 、柿子。
而野外调查表明 ,果树品种根据桔小实蝇为害率从高到低排
序为柑橘 、枣 、石榴 、梨 、柿子。在本地柑橘品种中 ,其为害率
从高到低排序为洞庭蜜橘 、早橘 、温柑 、黄皮 、早红 、料红。
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(上接第 11135页)
因素决定。该研究从不同来源砂生槐的不同器官中共分离
到 68株内生真菌 ,经形态学鉴定 ,分属于 4纲 6目 7科 14
属 ,在一定程度上反映了砂生槐内生真菌的多样性。进一步
研究表明 ,不同地区砂生槐内生真菌类群与分布存在较大差
距 ,说明内生真菌的分布除了受植物种类的影响外 ,还受到
其他因素 (如地理位置 、环境气候等)的影响 。内生真菌在
砂生槐不同器官中的分布差异也很明显 ,一些种类表现出一
定的组织特异性 ,其原因除了上述外在因素外 ,还可能与植
物不同器官的微环境 ,如酶 、其他化学成分等内在因素不同
有关 [ 16] ,其机理有待于进一步研究 。
  每一棵药用植物都是一个内生真菌资源库 ,不但可以从
中筛选到新的真菌分类单元 ,而且能够从其代谢产物中寻找
到新的活性物质。目前 ,人们已成功地从红豆杉植物中 ,利
用植物内生真菌开发出抗癌新药 [ 6 , 17-18] 。因此 ,深入研究砂
生槐内生真菌与植物共生的机理 、砂生槐内生真菌之间的相
互关系及其生物活性代谢产物具有重要的理论意义和应用
价值。
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