貴州特色藥用蘭科植物杜鵑蘭和獨(dú)蒜蘭共生真菌研究與應(yīng)用.pdf

1、貴州道地中藥材杜鵑蘭、獨(dú)蒜蘭和云南獨(dú)蒜組培技術(shù)已成熟，但組培苗移栽成活率低，生長(zhǎng)緩慢，這阻礙其產(chǎn)業(yè)化，根據(jù)菌根真菌與蘭科植物共生形成菌根的特點(diǎn)，本研究對(duì)三種蘭科植物菌根真菌的動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)、菌根真菌生理生化特性、菌根真菌的應(yīng)用及分類鑒定進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。通過研究力圖揭示蘭科植物生長(zhǎng)發(fā)育與菌根真菌的關(guān)系，建立科學(xué)合理的菌根真菌應(yīng)用方法，為杜鵑蘭和獨(dú)蒜蘭產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果及結(jié)論如下：
　　 1、建立了較為準(zhǔn)確高效的蘭科植

2、物菌根真菌單菌絲團(tuán)分離方法。
　　 該方法的建立解決了蘭科植物菌根真菌分離中的一些關(guān)鍵問題，該方法使定量研究蘭科植物菌根真菌的種類和數(shù)量的變化成為可能。
　　 2、揭示了菌根真菌動(dòng)態(tài)變化特征及其與植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系
　　 利用新建立的單菌絲團(tuán)分離方法，對(duì)三種蘭科植物不同生長(zhǎng)期、根中菌根真菌的縱向和橫向變化的研究，發(fā)現(xiàn)植物根形成早期的優(yōu)勢(shì)菌生長(zhǎng)快、氣生菌絲發(fā)達(dá)，后期優(yōu)勢(shì)菌生長(zhǎng)慢、氣生菌絲不發(fā)達(dá)。根中菌根真菌由根尖向

3、基部及由根表皮向內(nèi)，生長(zhǎng)快、氣生菌絲發(fā)達(dá)的菌根真菌比例下降，生長(zhǎng)較慢、氣生菌絲不發(fā)達(dá)的菌根真菌比例增加。
　　 3、揭示了菌根真菌生理生化特征及其與植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系
　　 通過對(duì)三種蘭科植物菌根真菌對(duì)不同碳源、氮源的利用能力，產(chǎn)B族維生素和赤霉素的能力、是否具有纖維素酶和多酚氧化酶酶活的研究，發(fā)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段的優(yōu)勢(shì)菌根真菌纖維素酶活較弱，多酚氧化酶活陽(yáng)性或弱陽(yáng)性，形成的B族維生素的量較高，淀粉、蔗糖、麥芽糖和無(wú)機(jī)氮的利

4、用能力較強(qiáng)。生殖生長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)菌纖維素酶活較強(qiáng)，多酚氧化酶活弱或無(wú)，形成的B族維生素的量低，對(duì)纖維素、淀粉和有機(jī)氮的利用能力強(qiáng)。
　　 4、從菌根營(yíng)養(yǎng)的角度揭示了菌根真菌提高組培苗移栽成活率的內(nèi)在原因，提出了“三個(gè)營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”的假說和杜鵑蘭組培苗移栽成功的“三個(gè)策略”
　　 通過對(duì)三種蘭科植物菌根真菌與杜鵑蘭各生長(zhǎng)期的組培苗共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)杜鵑蘭各生長(zhǎng)階段的促生菌是此階段的優(yōu)勢(shì)菌，同時(shí)發(fā)現(xiàn)不同生長(zhǎng)期的組培苗移栽成活率不同，已分化根狀

5、莖、帶根狀莖的幼苗、帶球莖的幼苗成活率高，而無(wú)根狀莖或球莖的幼苗移栽成活率低，同時(shí)發(fā)現(xiàn)菌根真菌在組培苗移栽過程中主要起保護(hù)根及提高根的活力的作用。
　　 據(jù)于此提出了杜鵑蘭組培苗移栽成活密切相關(guān)的“三個(gè)營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”的假說，即根狀莖、葉片和球莖，組培苗移栽成功就在于成功實(shí)現(xiàn)“根狀莖營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”到“葉片光合營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”，再到“球莖營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”的轉(zhuǎn)變；并以此為指導(dǎo)，總結(jié)出杜鵑蘭組培苗移栽成功的“三個(gè)策略”，即選擇根狀莖、帶根狀莖的分化苗或帶球莖的分化

6、苗，進(jìn)行菌根化育苗，利用菌根真菌的保根作用、根狀莖和球莖的營(yíng)養(yǎng)庫(kù)作用，使組培苗成功實(shí)現(xiàn)向“光合營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”的轉(zhuǎn)變，并最終建立可順利渡過休眠期的“球莖營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”。
　　 5、建立了菌根真菌應(yīng)用于組培苗移栽的模型
　　 通過總結(jié)蘭科植物菌根真菌動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)、菌根真菌生理生化特性、蘭科植物本身特性等的研究結(jié)果，形成了蘭科植物菌根真菌應(yīng)用于組培苗移栽的模型：選擇帶有營(yíng)養(yǎng)貯存器官的蘭科植物組培苗與根形成早期的優(yōu)勢(shì)菌根真菌，進(jìn)行菌根化培養(yǎng)

7、，促進(jìn)生根及提供菌根營(yíng)養(yǎng)；待共生關(guān)系形成并建立了穩(wěn)定的光合作用后，施用營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)菌，促進(jìn)蘭科植物光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化貯存和保持根的高活力，實(shí)現(xiàn)蘭科植物組培苗的成功栽培。
　　 6、完成三種蘭科植物菌根真菌的分類鑒定
　　 采用形態(tài)鑒定、酶活特性測(cè)定和ITS序列系統(tǒng)發(fā)育分析方法，完成三種蘭科植物菌根真菌的分類鑒定，較為系統(tǒng)地提出了蘭科植物共生絲核菌的分類鑒定方法及相關(guān)屬種的分類檢索表，并發(fā)現(xiàn)Epulorhiza屬中的第三個(gè)種群

8、，即未定名的新屬New genus，該屬的最大特點(diǎn)是生長(zhǎng)很慢、菌落邊緣不整齊、不形成或形成形狀不規(guī)則的念珠狀細(xì)胞，淀粉利用能力強(qiáng)，是蘭科植物光合產(chǎn)物貯存、轉(zhuǎn)化及利用相關(guān)的重要菌根真菌之一。
　　 研究中提出的“三個(gè)營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”的假說，將豐富蘭科植物菌植共生理論；提出的蘭科植物共生絲核菌的分類方法、相關(guān)屬種檢索表、提出的新屬，將豐富蘭科植物共生絲核菌的分類鑒定體系。本研究建立的單菌絲團(tuán)分離方法、提出的杜鵑蘭組培苗移栽的“三個(gè)策略”及建