全 文 ：　南京农业大学学报　2011, 34(1):147-150
　JournalofNanjingAgriculturalUniversity http://nauxb.njau.edu.cn
收稿日期:2009-10-13
基金项目:国家自然科学基金项目(30070019, 30670008, 30800156)
作者简介:纪燕玲 ,讲师 , E-mail:yanlingji@njau.edu.cn。＊通讯作者:王志伟 ,教授 ,主要从事微生物资源及其利用研究 , Tel:025-84395531,
E-mail:zwwang@njau.edu.cn。
纪燕玲,孙相辉,王志伟.禾本科植物内生真菌研究 11:黄山景区禾本科植物内生真菌的检测与分布 [ J].南京农业大学学报, 2011, 34(1):147-150
禾本科植物内生真菌研究 11:黄山景区禾本科植物内
生真菌的检测与分布
纪燕玲 ,孙相辉 ,王志伟＊
(南京农业大学生命科学学院 ,江苏 南京 210095)
摘要:2006至 2008年的夏季 ,从黄山景区海拔 500 ～ 1 600 m处 , 采集至少 23个属的 631株禾本科植物 ,通过镜检 ,其中的
内生真菌检出率为 39%。内生真菌的分布与宿主植物的种类 、宿主植物的地理分布类型等有关 ,拂子茅植物的检出率高达
67%。在所调查的 6个地理分布类型中 , 内生真菌大量分布在北温带分布的植物类型中。 从短柄草中发现了香柱菌
(Epichloë sp.),其子座等形态学特征与欧洲菌株存在很大差异 ,这是我国新报道的第 2例有性型内生真菌。
关键词:内生真菌;分布;禾本科植物;黄山;资源
中图分类号:Q938.2　　　　文献标志码:A　　　　文章编号:1000-2030(2011)01-0147-04
AsurveyofthegramineousplantendophytesinHuangshanGeopark
JIYan-ling, SUNXiang-hui, WANGZhi-wei＊
(ColegeofLifeSciences, NanjingAgriculturalUniversity, Nanjing210095, China)
Abstract:From2006 to2008, 631 plantsbelongingtoatleast23generawerecolectedfromHuangshanGeoparkwithanelevation
from500 to1 600 minsummerseasons.Theinvestigationofendophyteswasrelatedwithspeciesandareal-typesofgenera.Sixty-
sevenpercentofCalamagrostisepigioesplantsweredetectedtobeendophyteinfected.Amongthe6 arealtypes, 52% ofNorthTem-
perateweredetectedtoharborendophytes.Epichloë sp.obtainedfromBrachypodiumsylvaticumwasthe2ndsexualendphytede-
scribedinChina.ThemorphologicalcharacteristicsincludingstromaoftheisolateswerediferentfromthoseofEuropeanisolates.
Keywords:endophytes;distribution;gramineousplants;HuangshanGeopark;resources
禾本科植物内生真菌具有严格的宿主依赖性 ,目前的研究主要集中在分离自冷季型禾本科植物的香
柱菌属(Epichloë,在植物体表形成子座)真菌和 Neotyphodium属真菌(在植物体表不表现特征)。它们也
被统称为 epichloë内生真菌 。epichloë内生真菌在畜牧 、草坪和农药方面具有广泛的应用 [ 1] ,同时在真菌
的菌丝体生长方式 、宿主特异性等基础研究方面引人关注。作为新型的微生物资源 ,近 30年来 ,禾本科植
物内生真菌的分布及种类调查一直为科研人员所关注 。目前已报道的 Neotyphodium属真菌有 21个种和
5个变种 [ 1 -5] , Epichloë属真菌有 11个种[ 1, 6] 。内生真菌与禾本科早熟禾亚科(Poöideae)7个族 20属以上
的禾本科植物共生 ,多为冷季型 ,广泛分布在欧洲和北美洲 ,在亚洲仅中国 、日本和伊朗有一些报道 [ 7 -8] 。
我国的内生真菌资源丰富 , 迄今已发现 Epichloë属真菌新种 1个 , Neotyphodium属真菌新种 4
个 [ 2-4, 9-10] 。至今笔者所在研究室已经调查了全国 19个省市自治区的禾本科植物中的内生真菌 ,调查主
要集中在鹅观草 、早熟禾 、雀麦等属植物。但这些调查都局限于低纬度 、低海拔地区 ,海拔千米以上地区的
禾本科植物中的内生真菌还没有进行过调查。
黄山 ,位于安徽省南部黄山市境内 ,是我国国家级重点风景名胜区。黄山地处华东中亚热带地区 ,气
候温和 ,雨量充沛 ,植物荟萃 ,地形复杂 ,植被类型多样 ,垂直分布明显 ,久为中外生物学者瞩目。黄山景区
的动植物乃至大型真菌都有很翔实的记载 ,这在全国都属少见。据《黄山植物》[ 11]记载 ,黄山景区中有禾
本科植物 54属 87种 ,是该地区种子植物中种的数量最大的一个科 ,资源丰富而独特 ,但其中的内生真菌
却未见报道 。
笔者于 2006至 2008年连续 3个夏季 ,以黄山景区海拔 500 ～ 1 600m的禾本科植物为主 ,进行了内生
南　京　农　业　大　学　学　报 第 34卷
真菌分布调查 ,并收集新的内生真菌资源 。
1　材料与方法
1.1　植株样品的采集和保存
将需要的植株样品从茎基部剪断取其地上部分 ,或连根一起采集。采集到的植株样品装入样品袋 ,带
回实验室或于 4℃低温保存 [ 6] 。
1.2　植物样品的观察
2006至 2008年的夏季 ,从海拔 500 ～ 1 600m处 ,分别采集黄山景区各个景点的禾本科植物 。收集了
禾本科植物的植株 ,包括叶鞘上带有真菌子座的植株。植物鉴定根据花序特征进行。测量有真菌子座的
植株子座的长度 ,描述其颜色 、质地等外观状态 。
1.3　内生真菌的检测 、分离和培养
选取植物茎秆 ,用碱性孟加拉红溶液进行染色 ,在显微镜下观察是否存在内生真菌菌丝体的典型形
态 [ 6] ,并对禾本科植物的数量 、检出率作记录。将含有内生真菌的植物组织经过乙醇和 NaClO表面消毒
后置放在 PDA培养基上 , 25 ～ 28 ℃下培养 ,约 2周后可观察到菌落 。记录菌落特征后转入斜面保存[ 6] 。
2　结果与分析
2.1　植物样品的鉴定
通过 3个夏季对黄山景区的调查 ,发现了大量叶鞘上长有真菌子座的植株 。根据健康分蘖的花序特
征 ,长有真菌子座的植物样品被鉴定为短柄草(Brachypodiumsylvaticum(Huds.)P.Beauv.)[ 12] 。
在黄山主景区海拔 1 500m以上地区 ,禾本科植物大量分布 ,以北温带分布的类型最多 。依据其花
序 、叶片等形态学特征 ,主要的种类有野青茅 、羊茅 、雀麦等 ,是黄山景致的天然组成部分。
2.2　短柄草真菌子座的特征
真菌子座多在短柄草旗叶叶鞘上端发育 ,包裹着叶鞘 ,阻碍了该分蘖花序生长。子座初期呈白色 ,成
熟后逐渐变为黄色。但黄山样品的子座在 7月份还没有完全成熟 ,子座长 13 ～ 43 mm(平均(26.8±6.8)
mm),大部分带有稀疏的黄点 ,少数还没有成熟的呈白色 、光滑状态(图 1)。
图 1　着生在短柄草上的子座
Fig.1　AstromaonBrachypodiumsylvaticumsheath　　
图 2　短柄草分离菌株 Brhs6710菌落
Fig.2　ColoniesofBrhs6710 ofB.sylvaticum
2.3　植物样品内生真菌的检测和内生真菌的分布特征
共采集了 631株禾本科植物 ,取叶鞘或茎髓染色后在显微镜下进行检测 。其中 244株含有内生真菌 ,
总检出率达 39%(表 1)。黄山景区的禾本科植物内生真菌含量十分丰富 。
分布于黄山主景区海拔 1 500m以上的植物有黑麦草 、野青茅 、臭草属 、三毛草 、鸭茅 、早熟禾 、短柄草
等 。在海拔 600 ～ 1 600 m呈现明显垂直分布的植物有:野古草 、雀麦 、鹅观草 、羊茅属 、淡竹叶 、类芦 、翦股
颖等。海拔 500m以下的植株有拂子茅 、鼠尾草 、画眉草。
共采集了 231株短柄草样品 ,其中带有子座的 122株(表 1),占样品总数的 52.8%。在不带有子座的
109个植株中有 30株被检测出了内生真菌 ,检出率为 27.5%。因此 ,短柄草样品的各种内生真菌的总检
出率为 66%。
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　第 1期 纪燕玲 ,等:禾本科植物内生真菌研究 11:黄山景区禾本科植物内生真菌的检测与分布
在拂子茅 、鹅观草中没有发现子座。
表 1　黄山景区禾本科植物中的内生真菌
Table1　EndophyteswithingramineousplantsofHuangshanGeopark
海拔 /m
Altitude
植物属的分布区
Areal-typesofgeneraofplants
学名
Scientificname
植株数
Sample
检出数
Infected
检出率 /%
Infectionrate
600 ～ 1 800 8.北温带分布 NorthTemperate 野古草 Arundinelahirta 6 0 0
>1 500 短柄草 Brachypodiumsylvaticum 231(122)＊ 152 66
500 拂子茅 Calamagrostisepigioes 18 12 67
1 600 野青茅 Deyeuxiasylvaticavar.ligulata 7 0 0
990 ～ 1 600 羊茅属 Festucasp., F.extremiorientalie, F.rubra 57 6 11
600 ～ 1 600 8-4.北温带分布(北温带和南温带间断分布)雀麦 Bromussp. 73 38 52
1 600 NorthTemperateandSouthTemperatedisjuncted臭草属 Melicavigata, M.onoei 5 0 0
1 600 三毛草 Trisetumbifidum 1 0 0
1 600 2.泛热带分布 Pantropic 鸭茅 Dactylisglomertra 2 0 0
500 鼠尾草 Salviafarinacea 21 1 5
1 500 10.旧世界温带分布 OldWorldTemperate 黑麦草 Loliumperenne 26 3 12
600 ～ 1 600 鹅观草 Roegneriamayebarana, Roegneriaspp. 95 21 22
990 ～ 1 600 5.热带亚洲至热带大洋洲分布 淡竹叶 Lophatherumgracile 2 0 0
TropicalAsiaandTropicalAustralasia
500 6.热带亚洲至热带非洲分布 画眉草 Eragrostispilosa 8 1 13
990 ～ 1 600 TropicalAsiatoTropicalAfrica 类芦 Neyraudiaspp. 2 0 0
990 ～ 1 600 1.世界分布区 Cosmopolitan 翦股颖 Agrostissp. 8 3 38
1 600 早熟禾 Poaspp. 34 2 6
500 ～ 1 600 未鉴定(约 6个属)Unidentified(Approximately6genus) 35 5 14
合计Total/平均 Mean 631 244 39
　　注:＊122个长有子座的植株。 122 plantswithstroma.
2.4　内生真菌的分离与培养
检测带菌的植物样品经过系列表面消毒后 ,在 PDA平板上 25℃下培养 7 ～ 14 d后 ,样品周围生长出
白色棉质的菌落(图 2)。挑取白色菌丝保存到 PDA斜面上。
目前从黄山及周边地区的样品中共分离得到 52株内生真菌 ,其中 33株为 Epichloë sp., 19株为 Neoty-
phodiumspp.。由短柄草分离得到的 Epichloë sp.菌株在 PDA上生长 3周后菌落直径为 19 ～ 46.5 mm,菌
落正面白色 ,棉质 ,质地紧密 ,中央隆起 ,背面黄褐色。分离自拂子茅的 2株菌株生长速度较慢 , 3周后菌
落直径为 12.5 ～ 12.7mm,白色致密 ,隆起 ,棉质 ,菌落背面黄色至深褐色 。
3　讨论
2006至 2008年的 3个夏季 ,笔者从黄山景区采集至少 23个属的 631株禾本科植物 ,接近 《黄山植
物 》记载的禾本科种类的一半 ,其中内生真菌检出率高达 39%。因此 ,该地区的禾本科植物内生真菌含量
很高。不同海拔植物的内生真菌的含量也有较大的差异 ,与本课题组此前的研究结果相符[ 9] 。内生真菌
及其宿主植物可能更偏好天然而阴凉的环境。
黄山景区的内生真菌在宿主类型上具有多样性 。翦股颖族的拂子茅属植物的检出率最高 ,达 67%,
但在其体表未发现子座 ,其中的内生真菌与新发表的种 ———产自南京的产子座真菌 Neotyphodiumstromat-
alogum[ 2]的关系正在进一步验证当中。自从 2006年首次在景区发现子座 ,短柄草族的短柄草(B.sylvatic-
um)成为连续 3年采样的重点 ,检出率也达 66%。雀麦族的雀麦属植物(Bromussp.)的内生真菌检出率
为 52%。这是迄今在对本土雀麦属植物的调查中 ,检出率最高的一个地区 ,可能与黄山景区特定的物候
条件有关。鹅观草内生真菌的含量比其他已经调查过的地区平均水平略低 [ 3, 9] 。
黄山景区的内生真菌在宿主植物的地理成分上具有多样性。依据吴征镒划分的分布区类型[ 13] ,除了
热带亚洲至热带大洋洲分布未检出之外 ,其余 5个类型都检出了内生真菌 ,其中北温带分布区的禾本科植
物中内生真菌的检出率最高 。短柄草主要分布于景区海拔 1 600m处 ,气候较平原地区阴凉 ,至今未在景
区低海拔地区发现短柄草及其子座。这是我国关于短柄草内生真菌的首例报道 ,之前对其研究主要集中
在欧洲和日本[ 14] 。有关北温带分布(北温带和南温带间断分布)的雀麦属植物中内生真菌的报道 ,目前
主要集中在欧洲和北美洲的草原和林地地区。此外 ,内生真菌的宿主从海拔 500 ～ 1 600 m都有分布 ,且
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垂直分布明显。某些宿主植物仅分布在一定的海拔范围———如拂子茅属植物 ,仅仅在海拔 500m处被
发现。
黄山景区的内生真菌在物种类型上具有多样性 ,既有在植物体表形成子座的 Epichloë sp.,也有不表
现任何症状的 Neotyphodiumspp.。短柄草上成熟的子座呈橙黄色 ,长度仅为(26.8±6.8)mm,与欧洲报道
的子座长度 15 ～ 38 mm接近 ,较来源于鹅观草的扬子香柱菌(E.yangzi)的 20.2 ～ 58.1 mm短 [ 6, 14] 。在 3
个夏季的连续调查中 ,本研究共收集子座 122个 ,分离到 Epichloë sp.菌株 33个。这是继 Epichloë yangzi
之后本土发现的第 2个 Epichloë属成员 ,有可能为解释本土 Neotyphodium属内生真菌的起源提供线索 。
由雀麦属植物中分离得到的 Neotyphodiumspp.,在形态学特征 、系统发育学特征和宿主特异性上与已报道
的菌株有很大的差异 。
黄山景区的内生真菌在科学及实践中都具有重要价值。之前 ,在黄山已经开展了对菌根菌的研究 ,黄
山松外生菌根菌的普遍性与其对环境的生态适应有着密切的联系 [ 15] 。在调查过程中 ,笔者发现黄山禾本
科植物生长健壮 ,罕有病害发生 。这可能缘于野生自然环境适宜 ,景区管理水平高;除此之外 ,与宿主植物
共生的内生真菌也做了相应的贡献。内生真菌与宿主植物形成共生体。大量的调查研究表明 ,内生真菌
能够为宿主带来抗寒 、抗旱等非生物胁迫及抗虫等生物胁迫的能力 ,还能够提高宿主植物的分蘖能力和
产量[ 1] 。
至今的调查结果表明 ,黄山景区大量禾本科植物含有内生真菌 ,短柄草和画眉草是此前未报道的本土
宿主种类。这些资源 ,可用以推测本土菌株起源 ,也可在农业 、畜牧业 、制药等领域进行开发。黄山景区的
内生真菌资源丰富且生物学特性较为特殊 ,这一区域今后将成为进一步调查研究的重点 。本研究也为黄
山地区的物种多样性研究做了有益补充。
(致谢:感谢黄山风景区管委会园林局的采样许可和汪传友先生的大力配合 , 以及黄山市郑书娟代为采集和提供植物
样品。)
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责任编辑:夏爱红
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