植物内生真菌的分离筛选及其生防机制的研究-abc
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植物内生真菌的分离筛选及 其生防机制的研究
The Research of Isolation and Bio-control Mechanism of Endophytic Fungi
杨 婷 G13A 强晓晶 G13C 黄麟淇 G13B 李 鹤 G13D
内容
研究背景
内生真菌的生物学作用
研究计划内容 致谢
内生真菌的生物学作用
2 提高宿主植物抗逆性
（2）提高宿主植物对非生物胁迫的抗性
在非生物胁迫方面感染内生真菌的植株能增强对干 旱、高温环境条件的抗性和持久性。如：内生真菌感染 的高羊茅草产量明显高于未受感染的，尤其是夏季干旱 高温时，未受感染的高羊茅草严重减产，而受感染的影 响较轻。 内生真菌协同植物适应极端环境的三种假说：①适 应性生态位共生；②共生体调节；③共生体生活方式的 转换。
研究背景
内生菌(Endophyte)是指生活在植物体内的微生物，
包括内生真菌、内生细菌和内生放线菌等，用于区 别生活在植物组织表面的表生菌（Epiphyte）。
内生真菌(Endophytic fungi)指其在生活史中的某一
段时期生活在健康植物组织内部，对植物组织没有 引起明显病害症状的真菌。
菌的牧草中毒后造成了畜牧业的重大损失，内生 真菌的研究才得以开展起来。最近几十年，植物 内生真菌的研究才被逐渐重视起来。
研究背景
内生真菌的多样性
内生真菌几乎存在于所有目前已研究过的各种陆生 及水生植物中，种类繁多，分布广泛。 目前全世界至少已在 80 个属 290 多种禾本科植物 中发现有内生真菌。内生真菌在植物组织中普遍存在， 并具有丰富的物种多样性，是自然界生物多样性的重要 组成部分。 植物内生真菌类群的分布受地域、树龄、空气湿度、 季节变化、植株高度、气候条件等各种环境因素的影响。 相关研究表明，自然界中内生真菌总数可能超过100万种。
此外，内生真菌还能通过活化硝酸还原酶、分泌铁载 体和磷酸酶等形式促进植物养分吸收，从而更利于植物生 长。
内生真菌的生物学作用
4 加速秸秆降解
秸秆是丰富的自然资源，但目前对于秸秆的合理利用 研究仍不足，除其中一部分作为燃料补充农村能源或用于 生产饲料和酒精外，大多都直接还田或焚烧，造成了资源 的浪费。
植物内生真菌与宿主植物间的关系通常被认为是互
利共生关系。
研究背景
早在1898年Vogl就从禾本科植物毒麦（Lolium
temulentum Linn.）种子中分离到的第一株内生 真菌。但是由于内生真菌生活在没有外在感染症 状的健康植物组织内部，其存在和作用长期被人 们忽视。
直至20世纪30年代，牲畜由于食用了感染内生真
抗生素标记法：以抗利福平标记为主，大部分内生真菌定殖动态 研究均以抗利福平为标记，该方法比较简便且成本低，但此法对内 生菌的定量测定不准确，且容易出现抗生素屏蔽现象。 GFP（绿色荧光蛋白）作为一种新型的报告基因，具有标记基因小 （约1Kb）、直接肉眼检测荧光、对细胞安全、性能稳定等优点，已 被成功用于微生物定殖、对宿主的侵染、微生物动态监测、基因表 达调控等研究。
内生真菌的生物学作用
3 促进宿主植物的生长发育
内生真菌对宿主植物的促进作用表现在种子发芽、幼 苗存活、分蘗生长、花序、生物量等多个方面。 内生真菌促进植物生长可以从两方面来解释：
一方面，内生真菌影响被感染植物体内的物质代谢，提高 植物的资源利用效率。 另一方面，植物内生真菌可以合成植物生长所需的生长调 节物质，如吲哚乙酸、赤霉素、脱落酸等。
4 植物生长促进剂、新型活性化合物的发现及生 物农药等的开发
1 内生真菌的分离、鉴定、系统发育分析及 筛选
培养方法：
分离：组织分离法 鉴定：形态学鉴定、分子技术鉴定（测序后BLAST比对分析） 系统发育分析：选择好参比序列后用Mega6构建系统发育树后分 析菌株的分类地位 功能菌的筛选：根据菌株鉴定结果做平板和盆栽试验，筛选功能 菌
内生真菌的生物学作用
1 作为天然药物来源：
除能产生抗癌物质外，一些内生真菌还能产生具 有其他药用价值的活性物质，如黄酮类化合物等。
此外，部分内生真菌还能促进宿主植物合成活性 成分。如内生真菌的寡糖提取物可诱导黄花蒿毛状根 中青蒿素的合成，使青蒿素最高产量达1.15mg/g，增 加了64.28%。
内生真菌的生物学作用
内生真菌可以加快秸秆物料的腐解速度，提高其腐解 率，其侵染植物的过程本身就是水解木质素、纤维素的过 程，对秸秆有较强的降解能力，而且对后季作物也没有危 害，还能一定程度上促进作物生长，所以，筛选能快速降 解秸秆物料的菌株具有极大的意义。
研究计划内容
1 内生真菌的分离、纯化、鉴定及系统发育分析
2 内生真菌对植物的侵染、定殖检测及形成稳定 共生体的过程和规律 3 内生真菌的生物防治机制研究
内生真菌的生物学作用
1 作为天然药物来源：
紫杉醇是当前公认的广谱、活性强的抗癌药物之一， 目前紫杉醇的生产主要从红豆杉树皮中提取。但由于红豆 杉生长缓慢，资源缺乏，且含量低，所以紫杉醇的价格昂 贵。直至1993年，Stierle等（美国）从短叶红豆杉的韧皮 部中分离到能产生紫杉醇的内生真菌后引起了人们对内生 真菌的极大兴趣。 从植物内生真菌中获得有药用价值的天然物质不仅可 以突破植物资源匮乏、再生周期长等限制，而且利用工业 化发酵可以实现大规模、低成本、无污染的生产，还不受 环境的影响。
非培养方法：
通过分子生物学方法，对植物样品总DNA进行提取，PCR扩增和 SSCP (Single Strand Conformation Polymorphism 单链构象 多态性 )等方法分析，解析非培养植物内生真菌的群落结构。
2 内生真菌对植物的侵染、定殖检测及形成稳 定共生体的过程和规律
定殖检测： 目前主要采用的方法有抗利福平、氨苄青霉素、卡那霉素等 抗生素标记，胶体金荧光免疫电镜观测法，血清学方法，荧 光标记等。
2 提高宿主植物抗逆性
（1）提高宿主植Βιβλιοθήκη Baidu对生物胁迫的抗性
内生真菌能产生多种生物碱和真菌毒素如黑麦草碱、 麦角碱、吲哚双萜生物碱等，这些次生代谢物因对食草 动物和昆虫等具有毒性或能降低宿主植物的适口性，从 而能提高植物对多种昆虫和食草动物的抗性。 此外，内生真菌有多种防病机制，如内生真菌与病 原菌的拮抗作用（产生活性物质）、内生真菌的重寄生 作用、营养竞争和非专一性的寄主防卫机制的诱导等。
The Research of Isolation and Bio-control Mechanism of Endophytic Fungi
杨 婷 G13A 强晓晶 G13C 黄麟淇 G13B 李 鹤 G13D
内容
研究背景
内生真菌的生物学作用
研究计划内容 致谢
内生真菌的生物学作用
2 提高宿主植物抗逆性
（2）提高宿主植物对非生物胁迫的抗性
在非生物胁迫方面感染内生真菌的植株能增强对干 旱、高温环境条件的抗性和持久性。如：内生真菌感染 的高羊茅草产量明显高于未受感染的，尤其是夏季干旱 高温时，未受感染的高羊茅草严重减产，而受感染的影 响较轻。 内生真菌协同植物适应极端环境的三种假说：①适 应性生态位共生；②共生体调节；③共生体生活方式的 转换。
研究背景
内生菌(Endophyte)是指生活在植物体内的微生物，
包括内生真菌、内生细菌和内生放线菌等，用于区 别生活在植物组织表面的表生菌（Epiphyte）。
内生真菌(Endophytic fungi)指其在生活史中的某一
段时期生活在健康植物组织内部，对植物组织没有 引起明显病害症状的真菌。
菌的牧草中毒后造成了畜牧业的重大损失，内生 真菌的研究才得以开展起来。最近几十年，植物 内生真菌的研究才被逐渐重视起来。
研究背景
内生真菌的多样性
内生真菌几乎存在于所有目前已研究过的各种陆生 及水生植物中，种类繁多，分布广泛。 目前全世界至少已在 80 个属 290 多种禾本科植物 中发现有内生真菌。内生真菌在植物组织中普遍存在， 并具有丰富的物种多样性，是自然界生物多样性的重要 组成部分。 植物内生真菌类群的分布受地域、树龄、空气湿度、 季节变化、植株高度、气候条件等各种环境因素的影响。 相关研究表明，自然界中内生真菌总数可能超过100万种。
此外，内生真菌还能通过活化硝酸还原酶、分泌铁载 体和磷酸酶等形式促进植物养分吸收，从而更利于植物生 长。
内生真菌的生物学作用
4 加速秸秆降解
秸秆是丰富的自然资源，但目前对于秸秆的合理利用 研究仍不足，除其中一部分作为燃料补充农村能源或用于 生产饲料和酒精外，大多都直接还田或焚烧，造成了资源 的浪费。
植物内生真菌与宿主植物间的关系通常被认为是互
利共生关系。
研究背景
早在1898年Vogl就从禾本科植物毒麦（Lolium
temulentum Linn.）种子中分离到的第一株内生 真菌。但是由于内生真菌生活在没有外在感染症 状的健康植物组织内部，其存在和作用长期被人 们忽视。
直至20世纪30年代，牲畜由于食用了感染内生真
抗生素标记法：以抗利福平标记为主，大部分内生真菌定殖动态 研究均以抗利福平为标记，该方法比较简便且成本低，但此法对内 生菌的定量测定不准确，且容易出现抗生素屏蔽现象。 GFP（绿色荧光蛋白）作为一种新型的报告基因，具有标记基因小 （约1Kb）、直接肉眼检测荧光、对细胞安全、性能稳定等优点，已 被成功用于微生物定殖、对宿主的侵染、微生物动态监测、基因表 达调控等研究。
内生真菌的生物学作用
3 促进宿主植物的生长发育
内生真菌对宿主植物的促进作用表现在种子发芽、幼 苗存活、分蘗生长、花序、生物量等多个方面。 内生真菌促进植物生长可以从两方面来解释：
一方面，内生真菌影响被感染植物体内的物质代谢，提高 植物的资源利用效率。 另一方面，植物内生真菌可以合成植物生长所需的生长调 节物质，如吲哚乙酸、赤霉素、脱落酸等。
4 植物生长促进剂、新型活性化合物的发现及生 物农药等的开发
1 内生真菌的分离、鉴定、系统发育分析及 筛选
培养方法：
分离：组织分离法 鉴定：形态学鉴定、分子技术鉴定（测序后BLAST比对分析） 系统发育分析：选择好参比序列后用Mega6构建系统发育树后分 析菌株的分类地位 功能菌的筛选：根据菌株鉴定结果做平板和盆栽试验，筛选功能 菌
内生真菌的生物学作用
1 作为天然药物来源：
除能产生抗癌物质外，一些内生真菌还能产生具 有其他药用价值的活性物质，如黄酮类化合物等。
此外，部分内生真菌还能促进宿主植物合成活性 成分。如内生真菌的寡糖提取物可诱导黄花蒿毛状根 中青蒿素的合成，使青蒿素最高产量达1.15mg/g，增 加了64.28%。
内生真菌的生物学作用
内生真菌可以加快秸秆物料的腐解速度，提高其腐解 率，其侵染植物的过程本身就是水解木质素、纤维素的过 程，对秸秆有较强的降解能力，而且对后季作物也没有危 害，还能一定程度上促进作物生长，所以，筛选能快速降 解秸秆物料的菌株具有极大的意义。
研究计划内容
1 内生真菌的分离、纯化、鉴定及系统发育分析
2 内生真菌对植物的侵染、定殖检测及形成稳定 共生体的过程和规律 3 内生真菌的生物防治机制研究
内生真菌的生物学作用
1 作为天然药物来源：
紫杉醇是当前公认的广谱、活性强的抗癌药物之一， 目前紫杉醇的生产主要从红豆杉树皮中提取。但由于红豆 杉生长缓慢，资源缺乏，且含量低，所以紫杉醇的价格昂 贵。直至1993年，Stierle等（美国）从短叶红豆杉的韧皮 部中分离到能产生紫杉醇的内生真菌后引起了人们对内生 真菌的极大兴趣。 从植物内生真菌中获得有药用价值的天然物质不仅可 以突破植物资源匮乏、再生周期长等限制，而且利用工业 化发酵可以实现大规模、低成本、无污染的生产，还不受 环境的影响。
非培养方法：
通过分子生物学方法，对植物样品总DNA进行提取，PCR扩增和 SSCP (Single Strand Conformation Polymorphism 单链构象 多态性 )等方法分析，解析非培养植物内生真菌的群落结构。
2 内生真菌对植物的侵染、定殖检测及形成稳 定共生体的过程和规律
定殖检测： 目前主要采用的方法有抗利福平、氨苄青霉素、卡那霉素等 抗生素标记，胶体金荧光免疫电镜观测法，血清学方法，荧 光标记等。
2 提高宿主植物抗逆性
（1）提高宿主植Βιβλιοθήκη Baidu对生物胁迫的抗性
内生真菌能产生多种生物碱和真菌毒素如黑麦草碱、 麦角碱、吲哚双萜生物碱等，这些次生代谢物因对食草 动物和昆虫等具有毒性或能降低宿主植物的适口性，从 而能提高植物对多种昆虫和食草动物的抗性。 此外，内生真菌有多种防病机制，如内生真菌与病 原菌的拮抗作用（产生活性物质）、内生真菌的重寄生 作用、营养竞争和非专一性的寄主防卫机制的诱导等。