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Isolation and identification of endophytes from Pinellia

半夏内生菌的分离与初步鉴定



全 文 :半夏内生菌的分离与初步鉴定
刘建玲1,陈宝宝1,刘永红2,郑姜彬1,梁宗锁2
(1.西北大学 生命科学学院,陕西 西安 710069;
2.西北农林科技大学 生命科学学院,陕西 杨陵 712100)
[摘要] 目的:探讨半夏内生菌类群的多样性。方法:采用平板分离法分离半夏的内生真菌、细菌、放线菌,同时采用点
植法、插片法和印片法对分离真菌菌株进行分类鉴定。结果:从多年生和一年生的半夏根茎叶样品中共获得内生菌84株,其
中内生真菌48株、细菌31株、放线菌5株,内生真菌经形态观察分类鉴定为4科、15属。结论:半夏内生菌多样性丰富,同时
不同部位内生菌的数量、种类及分布存在差异。
[关键词] 半夏;内生菌;分离鉴定
[收稿日期] 20081225
[基金项目] 教育部新世纪优秀人才支持计划项目;西北农林科技
大学学科带头人支持计划项目
[通信作者] 刘建玲,Tel:13991879668,Email:ljl2003ljl@126.
com
  半夏为天南星科半夏属植物半夏Pineliaterna
ta(Thunb.)Breit的干燥块茎,药用历史悠久,首载
于《神农本草经》,具有降逆止呕、燥湿化痰、消痞散
结等功效,是中国的传统中药[12]。半夏含有多种有
效成分,其中包括生物碱、谷甾酸、多糖、氨基酸、挥
发油、半夏蛋白及无机元素等[3]。目前有关于半夏
的有效成分、药理、药效的研究报道较多,但至今鲜
见从半夏根茎叶分离内生菌及其内生菌种群多样性
的研究报道。根据内生菌和植物互惠共生的关系,
本研究对人工栽培半夏进行内生菌的分离,探讨半
夏在特定生境不同器官中内生菌的多样性。
1 材料
1.1 植物来源 半夏材料包括人工栽培半夏以及
野生半夏,前者采自杨凌西北农林科技大学植物试
验田和商洛天士力集团植物试验田,后者采自安康
镇坪县。
1.2 培养基[4] PDA培养基(马铃薯葡萄糖培养
基)+链霉素(用于分离真菌);肉膏蛋白胨培养基
(用于分离细菌);高氏一号培养基(用于分离放线
菌);MS培养基(用于分离);查氏培养基,促孢培
养基(用于真菌的初步鉴定)。
2 方法
2.1 内生真菌的分离[58] 取半夏新鲜根、茎、叶,
将根、茎截成10cm的小块,叶剪成1cm×1cm的
小块,在75%乙醇中迅速润洗1min左右,无菌水漂
洗3次后用01%升汞消毒,根、叶消毒5min,块茎
消毒8min,最后用无菌水冲洗3次,去边缘,放在灭
菌的滤纸片上,待水吸干后接种在加有链霉素的
PDA平板培养基上,28℃ 培养3~4d,待切口边缘
长出菌丝后,取菌落边缘部分转到新的PDA培养基
上,纯化培养3次左右后编号并接种到 PDA试管斜
面培养5~7d后,放入冰箱4℃保存。实验中设立
对照:吸取少量表面消毒中最后一次冲洗材料的无
菌水,涂布于培养基上,经培养若无微生物长出,表
明表面消毒彻底,分离到的是内生菌。
2.2 内生细菌和放线菌的分离纯化[910] 称取适
量组织材料按上述方法表面消毒后,无菌条件下加
10mL无菌水充分研磨,将组织研磨液梯度稀释成
组织稀释液,分别取适量涂布到肉膏蛋白胨和高氏
一号培养基上,28℃培养待菌长出后,根据培养基
平板上长出菌落的形态、颜色、大小等挑取不同的单
菌落纯化后保存,同时设立对照试验。
2.3 内生真菌的初步鉴定[4,11] 真菌鉴定按常规
方法进行。挑取纯化的菌株尖端菌丝接种于查氏培
养基和产孢培养基上,培养一段时间后按如下方法
观察菌落、菌丝体和孢子的形态特征并进行鉴定。
细菌和放线菌主要观察其菌落形态不做鉴定。
点植培养法(观察菌落及常规镜检)用接种针
从斜面上取少量孢子,点植于平板上适当的位置,倒
置于恒温箱中,28℃培养4,7,10d,观察菌落特征。
取少量菌丝,用乳酸石炭酸棉蓝染色液染色,进行常
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 September,2009
规镜检。
插片法(观察基内、外气生菌丝)将真菌接种到
平板上,插上灭菌盖玻片后培养,使真菌菌丝沿着培
养基表面与盖玻片的交接处生长而附着在盖玻片
上。观察时轻轻取出盖玻片,置载玻片上直接观察。
印片法(观察孢子及菌丝体形态)将要观察的
菌落先印在盖玻片上,放置在滴有少量乳酸石炭酸
棉蓝染色液的载玻片上直接观察。
3 结果
3.1 半夏内生菌种属 采集了多年生和一年生半
夏根、茎、叶来分离内生菌,分离获到内生菌84株,
其中内生真菌48株,细菌31株,放线菌5株,见表
1。内生真菌经微生物学形态观察,初步鉴定分属于
的15个属,见表2。内生细菌经革兰氏染色有 16
种为革兰氏阳性,15种为阴性,几乎各占一半,从而
说明了半夏内生菌的多样性比较丰富。同时,在植
物体内微环境中,不同的微生物能相互作用,并建立
一种平衡,在植物体内形成一种相对稳定的微生物
菌群,其中一些是分离频率高,数量大的优势菌种,
而另一些属于稀有种。例如内生真菌中棒孢霉属、
镰孢霉属和青霉属为优势种群,所占比例分别为
229%,188%,146%,而暗串孢霉、枝顶孢霉等属
只有1株,为稀有种。
表1 半夏根茎叶内生菌分离 株
类型 块茎 根/株 叶/株 合计/株
真菌  24 7 17 48
细菌  11 9 11 31
放线菌 3 2 0 5
表2 半夏内生真菌种类
属 主要特征 数目/株
棒孢霉    菌落苍绿色或灰绿色,菌丝发达;分生孢子梗基部有膨大;分生孢子顶生褐色,呈倒棍棒状,为多细胞 11
青霉     菌落由白色变为绿色,表面干燥;分生孢子梗细长顶端排列成帚状;分生孢子串成链状,无色卵圆形 9
镰孢霉    菌落纯白色毛绒状,边缘有爬壁;分生孢子梗单生细长;分生孢子镰刀状,多为4个细胞,有厚垣孢子 7
长隔孢霉   菌落纯白色菌丝浓密,边缘有爬壁;分生孢子梗细长,少分枝;分生孢子梭形,无色,为2或4个细胞 3
团丝核菌   菌落蓬松淡黄色,菌丝整齐呈放射样;分生孢子梗细长多隔,有斑点样黑色菌核;未发现分生孢子 3
丝核菌    菌落褐色较大,表面干燥,菌丝稀疏,边缘有爬壁现象;分生孢子梗褐色细长有分枝;未发现分生孢子 3
头孢霉    菌落白色平铺,分生孢子梗短小有隔且分支;分生孢子顶生,无色,长椭圆形 2
曲霉     菌落淡黄色,基质棕褐色;分生孢子梗顶端膨大成囊状;分生孢子串生,圆形,无色,有厚壁足细胞 2
束丝核菌   菌落白色,菌丝浓密棉絮状,生长速度快;分生孢子梗细长且多呈束状排列 2
小卵孢霉   菌落淡绿色,基质黑色;分生孢子梗细长,无分枝无膨大;分生孢子单细胞,卵圆形,顶生或侧生 1
枝顶孢霉   菌落苍白色,菌丝放射状较疏;分生孢子梗细长疏松;分生孢子无色卵圆形,单细胞,顶生,不聚集 1
暗串孢霉   菌落深绿色,表面干燥;分生孢子梗细长少分枝;分生孢子褐色,圆形或卵圆形,串生于孢子梗顶部 1
集梗多隔孢霉  菌落颜色不均一,菌丝浓密,基质褐色;分生孢子梗细长,少分枝少分隔,集成束丝状;分生孢子褐色多细胞 1
  4~8个,形状类似于倒棍棒状,但一头要更长更细  
暗梗单胞霉  菌落深绿色毛绒状,基质黑色;分生孢子梗褐色,粗而多分隔;分生孢子顶生,单细胞,卵圆形 1
聚顶球孢霉  菌落苍白色,菌丝稀疏平铺;分生孢子梗多隔多分枝;分生孢子暗色,内部呈砖隔状分隔 1
3.2 半夏内生菌在植物器官中的分布 半夏根茎
叶不同部位都分离到多株内生菌,说明内生菌普遍
存在于半夏各器官中,但内生菌在植物器官中的分
布差异较大,寄生于块茎中的内生菌种类和数量相
对较多,而半夏根中的内生菌种类和数目相对较少,
见表3。
4 讨论
在研究过程中,对于采集的植物样本,应选择健
康半夏植株,在最短时间内进行新鲜活体植株分离
样品处理,确保植物内生真菌的生存活力及其条件
无显著变化。在此基础条件下,采用 75%乙醇与
01%升汞对分离材料表面进行有效杀菌处理后,无
菌水冲洗,基本可排除外界环境微生物污染的可能,
同时要掌握好乙醇、升汞的消毒时间,消毒时间太长
会杀死本身存在的内生菌,而时间太短则表面消毒
不彻底,本实验中由于叶片与根系较易损伤,所以消
毒时间较短,而块茎消毒时间相对较长;在植物内生
真菌分离用培养基内,加入适量的青霉素可有效地
抑制细菌的污染,使植物活体组织内部真菌得到有
效分离。
其次,本研究中从不同器官的半夏组织中共分
离到84株内生菌,其中的48株内生真菌鉴定为4
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   表3 半夏内生菌数量与器官分布
器官 目 科 属
数目
/株
合计
/株
块茎 丛梗孢目 丛梗孢科 青霉属     6 24
      头孢霉属    2  
      长隔孢霉属   1  
      曲霉属     1  
    暗梗孢科 棒孢霉属    3  
    瘤座孢科 聚顶球孢霉   1  
      镰孢霉属    5  
  无孢菌目 无孢菌群 团丝核菌属   1  
      丝核菌属    3  
      束丝核菌属   1  
叶  丛梗孢目 丛梗孢科 青霉属     3 17
      长隔孢霉属   1  
      曲霉属     1  
    瘤座孢科 镰孢霉属    1  
    暗梗孢科 棒孢霉属    8  
      暗串孢霉属   1  
      集梗多隔孢霉属 1  
      暗梗单胞霉属  1  
根  丛梗孢目 丛梗孢科 长隔孢霉属   1 7
      小卵孢霉属   1  
      枝顶孢霉属   1  
    瘤座孢科 镰孢霉属    1  
  无孢菌目 无孢菌群 团丝核菌属   2  
      束丝核菌属   1  
科、15属,显示出该植物内生真菌在种类和数量上
的多样性。不同部位内生真菌种群差异明显,根茎
叶中的优势种群各不相同,表明内生真菌在植物的
不同部位、不同组织中分布广泛;而三者各自的特有
种群在种类上也较为丰富,显示出内生真菌在植物
中的分布有一定的组织专一性;另外,三者存在共有
种群,真菌镰孢霉属、长隔孢霉属在根茎叶中都有存
在,细菌中也有2种菌是三者所共有的,显示出内生
菌在植物各器官中的分布具有一定的相关性。
  再次,由于内生菌在植物体内普遍存在,其种类
和数量常与植物生长年限及其所处的环境有一定的
关系,本研究采样数量和采样地点有限,因此所分
离的内生菌的种类受到了一定的限制,随着采样数
量的增大和采样地点的增多,内生菌的种类可能还
会进一步增加。有关分离到的84株内生菌的分子
生物学鉴定以及分离的内生菌能否产生生物碱等活
性物质、能否诱导半夏愈伤组织积累更多活性物质
将在后续的研究中继续深入。
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IsolationandidentificationofendophytesfromPinelia
LIUJianling1,CHENBaobao1,LIUYonghong2,ZHENGJiangbin1,LIANGZongsuo2
(1.ColegeofLifeSciences,NorthwestUniversity,Xi'an710069,China;
2.ColegeofLifeSciences,NorthwestAgricultureandForestryUniversity,Yangling712100,China)
[Abstract] Objective:ToinvestigatethevarietiesofentophytesindiferentpartsofPineliaternata.Method:Thesolidified
plateswereappliedfortheisolationoftheendophytes,andthreemethodswereusedfortheidentificationofendophyticfungi.Result:
EightyfourstrainsoftheentophyteswereisolatedfromtheP.ternatacolectedfrom3habitations.Endophyticfungiweremorphologi
calyidentifiedbelongingto15genera,4families.Conclusion:ItindicatedthattheentophytesinP.ternatawerediversityandrich,
andthereweresomediferencesatquantityandspeciesindiferentorgansofP.ternata.
[Keywords] Pineliaternata;endophyte;isolationandidentification [责任编辑 吕冬梅]
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