全 文 ：第 32卷第 12期　　　　　　　　　西 南 大 学 学 报(自然科学版)　　　　　　　　　　　2010年12月
Vol.32　No.12 Journal of Southw est Unive rsity (N atural Science Edi tion) Dec.　2010
文章编号:1673-9868(2010)12-0086-05
促生内生真菌对环草石斛幼苗生理代谢的影响①
陈　玲1 , 2 , 　杨立昌1 , 　乙　引1 , 　林俊清1 , 　张习敏1
1.贵州师范大学 生命科学学院 , 贵阳 550001;2.贵州省畜牧兽医学校 , 贵阳 550018
摘要:研究了促生内生真菌 S12 、 S50对环草石斛幼苗生物量 、光合作用特征 、酶活力 、蛋白质和脯氨酸含量的影
响.结果表明:菌株 S12 和 S50 对环草石斛的光合速率 、蛋白质含量和生物量有显著提高 , 并在短时间内迅速提高
环草石斛的叶绿素含量 、 Chla/ Chlb值 、脯氨酸含量以及 SOD、 POD 和 PAL 活力 , 但随着时间的延长 , 其作用效果
逐渐减弱并回到对照水平.
关　键　词:环草石斛;内生真菌;生物量;光合作用;酶活力
中图分类号:Q946 文献标识码:A
环草石斛(Dendrobium lodd igesii Ro lfe)为兰科石斛属多年生草本植物 , 是我国特有植物 , 具有滋阴
清热 、生津益胃 、润肺止咳的功效 , 也是中药石斛的原植物之一.该植物生长缓慢 , 种子微小 , 无胚乳 , 自
然繁殖率低 , 野生资源远远不能满足市场需求.长期以来 , 围绕环草石斛的规模化生产技术的研究报道[ 1-4]
大多集中在快速繁殖体系的建立和优化方面.
有研究表明 , 兰科植物作为内生真菌的宿主植物 , 其体内内生真菌种类丰富 , 由内生真菌所产生的次
生代谢产物可作为植物生长调节剂 , 直接或间接影响宿主植物的生理代谢和生长发育[ 5-6] .目前已有学者
从环草石斛中筛选到一些内生真菌 , 发现这些内生真菌对植物体生长的影响存在很大差异 , 表现为促生 、
无作用或克生等现象[ 7-8] .为了进一步阐明内生真菌对环草石斛生长的生理机制的影响 , 本文通过构建内生
真菌-植物体共生体系 , 研究了环草石斛根系活力 、光合作用和保护酶系统等生理代谢的过程与其内生真菌
之间的相互关系 , 以期为环草石斛引种驯化和种质资源的可持续利用提供科学依据.
1　材料与方法
1.1　实验材料
环草石斛(Dendrobium lodd igesii Ro lfe)采自贵州省黔西南州喀斯特碳酸盐山区.促生内生真菌 S12 、
S50菌株由贵州师范大学生命科学学院分子生物学重点实验室提供.
1.2　真菌-植物共生体系的建立
参照罗在柒等的方法[ 8] , 将内生真菌菌株在改良 PDA 培养基上活化复壮 , 待菌丝体充分生长后收获 ,
称质量 , 研碎 , 加入到含 3%蔗糖的 1/2M S琼脂培养基中 , 菌丝体(诱导子)浓度为 0.5 mg/mL.待培养基
①收稿日期:2010-07-08
基金项目:贵州省中药现代化科技产业研究开发专项资助项目(黔科合社字[ 2009] 5043);国家科技支撑计划项目(2009BAI74B02-3);贵州
省科技计划(黔科合重大专项字[ 2008] 6022号);贵州省科技创新人才团队建设项目(黔科合人才团队[ 2009] 4007号).
作者简介:陈　玲(1974-), 女 , 四川武胜人 , 讲师 , 硕士研究生, 主要从事药用植物研究.
通讯作者:乙　引 , 教授.
DOI :10.13718/j.cnki.xdzk.2010.12.021
凝固后 , 将长势一致的环草石斛组培苗接种其中 , 于温室中光照培养 , 温度 25 ℃, 光周期 12 h/12 h , 光照
强度 3 000 lx.
1.3　测定方法
参照文献[ 9]的方法测量叶绿素含量 , 随机取环草石斛新鲜叶用 95%乙醇浸提叶绿素 , 于 665 ,
649 , 470 nm 波长处测量其光密度值 , 按照公式 CA =13.95D 666 -6.88D649 , CB =24.96D649 -7.32D 666计
算叶绿素含量 , 取 3个叶片的平均值作为该材料的含量值.根系活力测定参照文献[ 10]的方法 , 取根尖样
品放入 0.4% TTC 溶液和磷酸缓冲液的等量混合液 , 在37 ℃下避光保温 1 ～ 3 h后加入 1 mol/ L 硫酸终止
反应 , 取出 , 吸干水份后加入乙酸乙酯和少量石英砂研磨至匀浆 , 冲洗 、过滤 、定容后提出三苯甲腙溶液 ,
于485 nm 下测定吸光度.光和速率的测定利用 LI-6400便携式光合作用测定仪在生长环境中于上午9∶00
-11∶00测定.参照文献[ 11]的方法 , 采用磺基水杨酸法测定脯氨酸含量.SOD活性 、POD活性 、PAL 活
性的测定采用文献[ 12]的方法.蛋白质含量测定参照文献[ 13]的方法 , 用考马斯亮蓝 G-250染色法进行测
定.所有实验设 3个重复.
2　实验结果
2.1　内生真菌对环草石斛生物量的影响
本文比较了 2株内生真菌对环草石斛生物量的促生效果.由图 1可知 , 在缺少内生真菌的条件下 , 环
草石斛生长较为缓慢 , 且其生物量累积随培养时间的延长呈线性增加.但是 , 在植物-内生真菌的共生体系
中 , 环草石斛均表现出较快的生长速率 , 且其生物量累积过程呈现出前期增长较快 、后期增长减缓的趋势.
2个菌株对环草石斛的促生作用仅表现为量的差异.
2.2　内生真菌对环草石斛根系活力的影响
植株根系活力能够间接反映植株生长情况 , 根系活力越强 , 表明植株对矿质营养物质和水份吸收能力
越强 , 可保证植物体内旺盛的物质需求和能量代谢 , 从而促进植物生长;反之 , 则抑制植物生长.由图2可
知 , 2株内生真菌均能刺激环草石斛根系活力的增加 , 其中 , 以菌株 S50 的效果最明显 , 在共生培养 8 d
后 , 能使根系活力达到 147 mg/(g ·h), 比对照高 50 mg/(g ·h);菌株 S12在培养初期 , 能迅速提高根系
活力 , 但在 4 d后却开始下降 , 并在培养 8 d后回到对照水平.
图 1　内生真菌对环草石斛生物量的影响 图 2　内生真菌对环草石斛根系活力的影响
2.3　内生真菌对环草石斛光合特征的影响
在共生体系中 , 不同内生真菌对环草石斛光合特征的影响存在差异.菌株 S50在整个培养期对叶绿素
含量的增加均无作用 , 但菌株 S12在共生培养 2 d 后可提高叶绿素含量 , 在第 4 天达到最大值 , 随后逐渐
降回到对照水平(图 3).此外 , 2株内生真菌均能在共生培养后逐渐增加 Chla/Chlb值 , 至第 8天达到最大
值 , 以后逐渐回到对照水平(图 4).经 2株内生真菌处理后 , 环草石斛的光合速率始终高于对照(图 5).
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图 3　内生真菌对环草石斛叶绿素含量的影响图 图 4　内生真菌对环草石斛叶绿素 a/ b的影响
2.4　内生真菌对环草石斛酶活性的影响
在共生体系中 , 内生真菌对环草石斛 SOD 、 POD和 PA L 活性有较大影响.共生培养第 8天时 , 菌株
S50和 S12均能刺激环草石斛 SOD活性急剧升高 , 分别为对照的 2倍和 3倍 , 当培养到第 16天时 , SOD
活性回落到对照水平(图 6).共生培养 4 d时 , 菌株 S50 、 S12均能显著提高环草石斛 POD活性 , 其作用效
果菌株 S50大于 S12 , 第 8天回到对照水平(图 7).在共生培养的第 2天至第 4天 , 菌株 S50 、 S12使 PAL
酶活性显著升高 , 其中 , 菌株 S12的促进时间在第 2天 , 早于 S50菌株;在对 PA L 酶活性的刺激效果上 ,
菌株 S12最高 , 菌株 S50则表现较为平缓(图 8).
图 5　内生真菌对环草石斛光合速率作用的时间进程 图 6　内生真菌对环草石斛 SOD活性的影响
图 7　内生真菌对环草石斛 POD活性的影响 图 8　内生真菌对环草石斛 PAL活性的影响
2.5　内生真菌对环草石斛蛋白质和脯氨酸含量的影响
S50 、S12内生真菌对环草石斛蛋白质含量的作用趋势相同(图 9).在共生培养 4 d内 , 环草石斛体内
蛋白质含量与对照基本保持一致 , 之后明显高于对照水平.此外 , 2 株内生真菌在共生培养的初期均不同
程度地提高了环草石斛体内游离脯氨酸的含量(图 10), 随着时间延长 , 游离脯氨酸含量逐渐下降 , 在共生
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培养 16 d后降到对照水平.
图 9　内生真菌对环草石斛蛋白质含量的影响 图 10　内生真菌对环草石斛游离脯氨酸含量的影响
3　讨　　论
兰科植物有两个重要特点 , 一是种子由分化不完全的胚细胞组成 , 且无胚乳 , 因此 , 在幼苗光合作
用之前不能提供萌发所需的物质;二是原球茎在分化成幼苗过程中需要外界添加特定的营养物质.因
此 , 在自然条件下兰科植物的根系往往与菌根真菌共生 , 以帮助兰科植物吸收矿质营养 、促进生长发
育 、增强抗逆性.
菌株 S12和 S50 是 2株促生内生真菌 , 它们对环草石斛的生物量积累都有较为明显的促进作用 , 此
外 , 它们也能显著提高环草石斛的光合速率和蛋白质含量 , 由此表明 , 促生内生真菌的确有益于环草石
斛的生长发育.在进一步的实验中 , 本文从植株根系活力 、光合作用特征(叶绿素含量 、Chla/Chlb 值)、
抗逆性特征(脯氨酸含量以及 SOD 、 POD活力)和植物次生代谢过程(PA L 活力)等多个角度研究了促生
内生真菌对环草石斛幼苗生理代谢的影响.结果表明 , 虽然 2株促生内生真菌的作用程度存在一些差
异 , 但其作用效果是一致的 , 即在短时间内迅速提高环草石斛的各项指标 , 但随着时间的延长 , 其作用
效果逐渐减弱并回到对照水平.据此推测 , 内生真菌主要是通过提高光合速率来促进环草石斛的生长发
育 , 它们对植物体内其它代谢过程的刺激作用虽然短暂 , 但对植株生长的影响不可忽视 , 这方面的工作
还有待进一步深入研究.
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Effects of Growth-Promoting Endophytic Fungi on
Physiological Metabolism of Dendrobium loddigesii Rolfe
CHEN 　Ling1 , 2 , 　YANG Li-chang1 , 　YI　Yin1 ,
LIN Jun-qing1 , 　ZHAGN Xi-min1
1.School of Life Science , Guizhou Normal University , Guiyang 550001 , China;
2.Animal Husbandry &Veterinary Science Vocational School , Guiyang 550018 , China
Abstract:The ef fects o f tw o g row th-promo ting endophy tic fungus st rains , S12 and S50 , on some physio-
logical parameters of the t radit ional medicinal plant Dendrobium loddigesi i Rolfe w ere studied.The result
show ed that S12 and S50 remarkably increased photosynthesis rate , pro tein content and biomass of D.
lod digesii and sha rply enhanced i ts chlo rophy ll content , Chla/Chlb value , pro line accumulation and SOD ,
POD and PA L activi ties.However , w ith the pro longation of the t reatment , such effects g radually w eak-
ened and the above parameters w ere restored to thei r cont ro l levels.
Key words:Dendrobium loddigesi i Rolfe;endophy tic fungus;biomass;photohsynthesis;enzyme activi ty
责任编辑　胡　杨　　　　
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