全 文 ：文章编号 :100028551 (2003) 012016204
辐照木霉菌株的生物学效应研究
陈建爱　王未名
(山东省农业科学院原子能所 ,山东 济南　250100)
摘　要 :本文研究了60 Coγ射线辐照木霉 ( Trichoderma spp) 菌株的诱变效果。结果表
明 :在γ射线的作用下 ,木霉分生孢子萌发率显著降低 ,孢子萌发时间加长 ,部分萌
发孢子菌丝生长畸形 ;随着照射剂量的增加 ,木霉孢子存活率急剧下降 ,剂量效应曲
线符合一次击中模型 S = e - λD ;诱变效应方程为 : Y = - 01940 e1129 x , r = 019533 ( r0101 =
01765) 。依各菌株对生长速度、产孢量、开始产孢时间、菌落颜色等变异情况 ,初筛得
到变异菌株 130 株。
关键词 :60 Coγ射线 ;木霉 ;诱变 ;生物学效应
收稿日期 :2000210231
作者简介 :陈建爱 (1968～) ,山东省农业科学院原子能所副研 ,从事微生物生物防治研究
木霉真菌 ( Trichoderma Pers. fr)以其生存范围广、适应性强、对植物病原菌的拮抗作用具有
广谱性的同时还有多机制性。近年来木霉作为生态系统中的有益菌在防治植物病害的地位逐
步受到重视[2 ,5 ,6 ] ,提高木霉防治植物病害的能力是大家关注的主要问题 ,研究已深入到分子水
平[3 ,8 ] ,但是在利用γ射线诱变育种技术方面尚未见报道[9 ,10 ] 。我们针对野生木霉一些生理生
化特性和拮抗作用的不足 ,研究核辐射诱变对木霉的诱变效应 ,主要研究诱变后对木霉孢子萌
发率、生长量、产孢量等的影响 ,为今后诱变筛选木霉菌株提供适宜剂量依据 ,对其他微生物选
育也有一定的参考价值。
1 　材料与方法
111 材料
木霉 ( Trichoderma spp)为本所分离菌株 T32 。测定用培养基为 PDA 培养基。γ射线辐照源
为本所60 Coγ辐照装置 (200kCi) 。
112 　方法
用无菌蒸馏水将木霉孢子粉制成不同稀释浓度的孢子悬浮液 ,放在 18mm ×180mm 试管
中 ,备用。设定 9 种辐照剂量 :012、014、016、018、1、2、418 和 12kGy。取不同剂量辐照后的菌悬
浮液适量加入到液体的 PD 培养液中 ,28 ℃恒温摇床培养 6h 以上 ,显微测定孢子的萌发数 ,以
芽管长度超过孢子 2 倍为萌发。同时以适宜浓度倒平板固体培养 ,实测活菌落。计算孢子死
亡率和致死率。将变异菌株挑于固体 PDA 培养基上 ,28 ℃恒温培养 ,测量不同时间菌落直径。
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2 　结果与分析
211 　不同辐照剂量对木霉分生孢子萌发和生长的影响
木霉的分生孢子经过不同剂量辐照后 ,进行液体培养孢子萌发率不同 (表 1) 。随着辐照
剂量的增强 ,木霉孢子萌发速度减慢 ,低剂量处理孢子培养 6h 即萌发 ,高剂量处理孢子需更长
的时间 ,400kGy 以上剂量处理的孢子需培养 12h 以后才萌发。萌发孢子进一步培养后其生长
情况不同 ,一些萌发孢子菌丝生长畸形 ,不能形成正常菌落 (图 1) ,高剂量处理的孢子 ,菌丝大
多畸形生长 ,能够正常生长的也生长缓慢 ,形成菌落时间长 ,随着辐照剂量的增加萌发孢子形
成菌落率也降低 (图 2) 。随着辐照剂量的增加 ,孢子致死率大幅度提高 ,其剂量效应曲线符合
一次击中模型 S = e - λD ,射线的诱变效应方程为 : Y = - 01940 e1129 X r = 019533( r0101 = 01765) 。
表 1 　不同剂量辐照后木霉孢子死亡率
Table 1 　The death2rate of spore irradiated with different dosage
辐照剂量
radiation dose (kGy) 012 014 016 018 1 2 4 8 12
孢子萌发数
germinate spores(cfuΠml) 1632 1224 449 1047 386 204 242 22 17
孢子量
number of spores(cfuΠml) 2873 2964 4179 212 ×104 212 ×104 212 ×104 212 ×105 212 ×105 212 ×106
辐照死亡率
death rate ( %) 4312 5817 8913 9512 9812 9911 9919 99199 991999
图 1 　辐照后木霉孢子生长的显微形态
Fig. 1 　The observation of the irradiated spores in
microscope
A :CK孢子萌发 (10h ,500 倍) ; B :600Gy 辐照孢子萌发 (10h ,
1000 倍) ; C :CK菌丝生长 (16h ,625 倍) ;D :600Gy 辐照菌丝生
长 (16h ,625 倍)
1 ,3 : CK; 2 ,4 : The irradiated spores
212 　辐照对木霉生长量的影响
在辐照后的菌株里随机选取 387 株变异菌株 ,转接后观察菌落生长速度、开始产孢时间和
产孢量与出发菌株的变异。
从表 2 中可以看出 ,接种 24h 之后 ,菌落直径变化范围从 7～35mm ,最大与最小之间差 5
倍。出发菌株的菌落直径是 28mm ,有 263 个 (6719 %) 菌株变异菌落明显小于出发菌株 ;大小
范围在 7～25mm 之间。有 103 个 (2617 %)菌株与出发菌株相差不多 ,直径为 26～30mm ;有 21
71　1 期 辐照木霉菌株的生物学效应研究
个 (514 %)的菌株显著大于出发菌株 ,直径为 31～39mm。
图 2 　不同剂量萌发孢子成活率
Fig. 2 　The growth2rate of germinating
irradiated spores
产孢量测量结果 (表 3) 表明 ,有 13 个变异株产孢量
在 316～512 ×109Π皿之间 ,显著大于出发菌株的 313
×109Π皿 ,占总数的 519 % ;有 107 个变异株产孢量显
著小于出发菌株 ,产孢量范围 < 215 ×109Π皿 ,占总数
的 2715 % ;其余 6613 %的菌株产孢量与出发菌株差
异不大。
辐照诱变后菌落开始产孢的时间也有很大变化
(表 4) ,多数较出发菌株晚 ,也有少数早于出发菌株。
转接 2d 后有 32 个 (8135) 变异株开始产孢 ,比出发菌
株提前 1d。而晚于出发菌株产孢的菌株有 206 株
(5312 %) ,另有 149 株 (3815 %) 的菌株与出发菌株相
同。
表 2 　辐照后木霉菌落大小的变化
Table 2 　The change of mutant growth after
irradiation
直径
diameter (mm)
菌株数
group number
百分比
( %) CK(mm)
7～15 44 1114
16～20 98 2513
21～25 121 3112 28
26～30 103 2617
31～39 21 5143 表 3 　辐照后木霉生长孢子的变化Table 3 　The change of mutant producing sporesafter irradiation产孢量 ( ×109Π皿)spores number( ×109cfuΠdish) 菌株数group number 百分比( %) CK( ×109cfuΠdish)< 115 28 712115～215 79 2013216～315 257 6613 313316～415 16 411416～512 7 118
表 4 　辐照后木霉产孢时间的变化
Table 4 　The time that mutant beginning to
produce spores
开始产孢时间
time (d)
菌株数
groups number
百分比
( %)
CK
(d)
2 32 813
3 149 3815
4 111 2816 3
5 67 1714
> 5 28 712
表 5 　变异菌株后代的稳定性
Table 5 　The stabilization of mutant
cultured for 20 times
转接代数
cultured
times
菌落直径
diamter
(mm)
孢子量
number
( ×109cfuΠdish) 孢子萌发率germinationcapacity( %)
5 3411 5194 100
10 3918 6151 100
20 3418 6147 100213 　辐照对木霉菌落颜色的影响木霉不同菌株之间的颜色本身有一定的差别 ,但是同一菌株培养过程后代的菌落颜色还是相对稳定的。木霉出发菌株辐照之前菌落是灰黄绿色 (标准色码 G10 ) ,辐照后代中菌落颜色变化很大。比出发菌株颜色变深的两种是深绿色 (Dk12 )55 株和深黄绿色 (Dk14 ) 62 株 ,分别占变异菌株的1413 %和 1611 % ;菌落颜色变浅的分为 5 种 ,亮黄绿色 (B10 ) 16 株、黄色 (B8 ) 30 株、浅绿色 (Lt12 ) 28株、浅黄色 (Lt8 ) 25 株和浅淡绿色 ( P12 + ) 33 株 ,分别占总变异菌株的 411 %～815 % ;在辐照后的387 株菌株有 138 株 (3517 %) 与原出发菌株一样颜色没有变化 ,为灰黄绿色 ( G10 ) 。214 　变异菌株 T1010后代稳定性以该菌株在斜面培养基上转接 5 代、10 代、
20 代 ,测定其生长活力、产孢量 (表 5) ,从中可以
81 核　农　学　报 17 卷
看出 ,诱变菌株 T1010在转接 5 代、10 代、20 代以后非常稳定 ,各项指标均无大的变化。
3 　讨 　论
60 Coγ射线对高等植物的致死照射剂量大多在 011～1kGy 范围。微生物诱变育种的辐照
剂量一般为 012～115kGy ,此时其死亡率可达 90 %～99 % ,且其突变率较高[1 ,4 ,7 ] 。但是真菌不
同菌种或不同菌株间对60Coγ射线耐受能力差别很大。如块状耳霉 ( Conidiobolus thromboides)
辐照诱变时用 6kGy 其死亡率才达到 99 %以上[6 ] 。通过本试验的观察 ,木霉辐照诱变的较好剂
量范围应 016～2kGy 之间。根据变异范围和后代性状的稳定性、死亡率等因素 ,我们认为 018
～1kGy 是诱变木霉最好的剂量范围。
本试验还表明 ,利用60 Coγ射线辐照木霉能够产生性状差异很大的变异菌株 ,是扩大木霉
种质资源的有力手段。我们结合变异菌株对植物病原菌的拮抗作用、生长速度、产孢量等指标
筛选出比出发菌株均有很大提高的 1 株高拮抗性、高产孢量木霉变异新菌株 T1010 。
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BIOLOGICAL EFFECT OF 60 Coγ IRRADIATION ON Trichoderma
CHEN Jian2ai 　WANG Wei2ming
( Institute for Application of Atomic Energy , Shandong Academy of Agricultural Sciences ,Jinan , Shandong prov. 250100) )
ABSTRACT :The mutagenetic effect of 60 Coγ2ray on Trichoderma spp( T32 ) was studied. The ger2
mination capacity of spores apparently declined after irradiation. The mutagenetic effect curve
model is S = e -λD ,and the mutagenetic curve is Y = - 01940e1129x , r = 019533( r0101 = 01765) . 130
variant strain which grew rapidly and produced more spores were chosen.
Key words :60 Coγ2ray; Trichoderma spp ; mutation ; biological effect
91Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2003 ,17 (1) :16～19