鹅观草植株内各部位内生真菌形态及密度调查

:内生真菌可以提高宿主植物的抗昆虫、抗病害、抗旱能力,促进宿主植物生长。本实验采用野生和田间栽培的鹅观草,通过各种染色方法和Photoshop、SPSS等软件处理,对植株种子、叶鞘、叶片、茎、花穗轴的菌丝密度及形态进行调查和统计分析;并调查植株的生殖期形态学数据。结果发现菌丝的形态和密度在不同的部位上都存在一定的差异。菌丝密度从种子到叶鞘、花穗轴呈由高到低再到高的态势。对比含菌(EI)与不含菌(EF)植株,发现植株株高、茎秆直径、隔膜间距、菌丝直径等指标存在细微的差异。通过本研究,能够更加清晰的认识内生真菌的在鹅观草体内的表现。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
前言1
1 材料与方法2
1.1 材料 2
1.2 内生真菌的检测方法2
1.2.1 种子2
1.2.2 叶鞘2
1.2.3 叶片2
1.2.4 茎及花穗轴2
1.3 形态学分析2
1.3.1 植株及真菌的形态特征调查2
1.3.2 真菌密度计算2
1.4 鹅观草植株形态学分析2
1.5 统计分析3
2 结果与分析3
2.1 内生真菌的形态3
2.2 内生真菌在植株内各部位的密度4
2.3 内生真菌在穗轴内的隔膜间距4
2.4 鹅观草植株的形态学特征5
3 讨论5
致谢6
参考文献7
鹅观草植株内各部位内生真菌形态及密度调查
引言
前言
内生真菌/禾本科植物作为一种全新的并且广泛存在的共生模式,引起了世界上众多研究人员的广泛关注。内生真菌能增强植物的抗虫、抗旱、抗病、抗寒能力,促进肥料吸收,促进植物生长和分蘖、增产,但有时也会使宿主植物生产过量的生物碱,造成家畜中毒[1]。
近年来,有研究证实了我国原产禾本科植物中内生真菌资源极其丰富,其中以鹅观草属植物内生真菌资源最为丰富[2]。关于鹅观草内生真菌的研究,可以应用在多方面的领域,
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如畜牧牧草饲料的种植、环境保护。目前,已有实验证实了鹅观草内生真菌对温室盆栽幼苗的生长、分蘖具有促进作用[3],有望加以应用。但是,总的来说,植物内生真菌的研究仍处于起步阶段。尽管人们在植物内生真菌的种类、生态分布、代谢产物等方面做了很多工作,但仍缺乏全面系统深入的研究[4]。
有关内生真菌在植物体内的表现,国内外很多的研究人员都在进行研究。其中,Christensen等人在内生真菌在宿主植株内的形态与部位之间的相关性方面的研究上有成果丰硕,提出了真菌居间生长的模型[5]。
本试验着重调查鹅观草植株内各部位菌丝的存在形态及密度,探究菌丝密度、有无菌丝对宿主植株的生殖生长的相关性。
材料与方法
1.1材料
实验材料为实验室自主栽培的模拟野外环境生长的鹅观草及野生鹅观草。2月初于试验田采集第一批正式实验材料,其后又分别适应鹅观草生长时期采集实验材料。
1.2内生真菌的检测
对植株的不同部位采取不同的方法进行制片观察(图1)。
1.2.1种子
将种子在碱性孟加拉红染色液(含1% 孟加拉红1 mol/ L 的NaOH 溶液)中浸泡12 h 除去稃片后制片,在光学显微镜下观察并拍照。
1.2.2叶鞘
用镊子撕取叶鞘内表皮,放在滴有孟加拉红染色液的载玻片上染色后制片,在光学显微镜下观察并拍照。
图1鹅观草模式简图[6]
A叶鞘B茎C叶片D花穗
Fig 1 Roegneria pattern diagram
1.2.3叶片
用组织透明法,先将叶片剪成小片用95%的酒精脱色24(48)h,之后用孟加拉红染色3040min,再用75%的乳酸溶液50℃水浴23h,最后制片观察并拍照。
1.2.4茎及花穗轴
将茎或花穗轴切开,用镊子刮取髓组织,在碱性孟加拉红染色液中染色后制片后在光学显微镜下观察并拍照。
1.3内生真菌形态学分析
1.3.1真菌的形态特征调查
对植物各个部位的菌丝体密度、菌丝直径及隔间长度进行测量,同时关注显微镜下各个部位的细胞形态学特征(面积大小),与EF植株的数据进行对照。
1.3.2真菌密度计算
对所拍摄的植株各部位照片利用Photoshop软件进行图像处理。
照片中内生真菌区域的面积与图像的总有效面积(除去不含植物结构的区域面积)的比值等效于真菌的密度。
1.4鹅观草植株形态学分析
对取样植株的株高、茎秆直径等背景信息进行采集。
在试验田对抽穗期的含菌/不含菌鹅观草的每一株植株最高的分蘖的株高、茎秆直径进行测量
1.5统计分析
采用SPSS软件对菌丝的密度进行数据录入,EI/EF鹅观草株高、茎秆直径进行对比,进行差异显著性分析。
2.结果与分析
2.1内生真菌的形态
种子中的内生真菌分布在淀粉粒的空隙之间,菌丝互相联结,有分支,菌丝密集而杂乱(图2 A)。
叶鞘和茎中的内生真菌,菌丝体单行,分布在细胞之间,有隔膜,粗细较均匀,极少弯曲,分支很少(图2 B、D)。
叶片和花穗轴组织中的内生真菌,菌丝体弯曲幅度较大,分布较杂乱(图2 C、E)。
图2 鹅观草种子(A)、叶鞘(B)、叶片(C)、茎(D)、花穗轴(E)内菌丝形态
Fig 2 Hyphal morphology within seeds(A), leaf sheathes(B),leaves(C), stems(D), flower spikes(E)
2.2 内生真菌在植株内各部位的密度

图3 5个部位的差异性分析
Fig 3 Difference analysis of hyphae density within five parts
在营养生长阶段的种子时期,含菌的密度最大,其次是在繁殖生长阶段的花穗轴中含菌密度较大,而叶鞘、茎、叶片三个部位与这两个部位相比,菌丝密度有明显的下降。叶鞘、茎和叶片三个部位之间的菌丝密度差异没有与种子和花穗轴之间那么大,但是也存在差异,其菌丝密度基本符合茎>叶鞘>叶的规律。
从统计结果来看,叶鞘、叶片、茎三个部位的菌丝密度差异性不显著;而种子、花穗轴与其他部位都有显著性的差异。
2.3内生真菌在穗轴内的隔膜间距
数据采集自抽穗期和扬花期的鹅观草花穗轴。菌丝隔膜间距从抽穗期的平均53.60μm增加到了扬花期的平均54.56μm,有一定的增长,而菌丝直径从平均2.45μm变化为平均2.43μm,基本无变化。说明菌丝是随植株一起生长的。

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