貴州特色藥用蘭科植物杜鵑蘭和獨蒜蘭共生真菌研究與應用.pdf

1、貴州道地中藥材杜鵑蘭、獨蒜蘭和云南獨蒜組培技術已成熟，但組培苗移栽成活率低，生長緩慢，這阻礙其產業(yè)化，根據(jù)菌根真菌與蘭科植物共生形成菌根的特點，本研究對三種蘭科植物菌根真菌的動態(tài)變化特點、菌根真菌生理生化特性、菌根真菌的應用及分類鑒定進行了較為系統(tǒng)的研究。通過研究力圖揭示蘭科植物生長發(fā)育與菌根真菌的關系，建立科學合理的菌根真菌應用方法，為杜鵑蘭和獨蒜蘭產業(yè)化奠定基礎。主要研究結果及結論如下：
　　 1、建立了較為準確高效的蘭科植

2、物菌根真菌單菌絲團分離方法。
　　 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、揭示了菌根真菌動態(tài)變化特征及其與植物生長發(fā)育的關系
　　 利用新建立的單菌絲團分離方法，對三種蘭科植物不同生長期、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)勢菌生長快、氣生菌絲發(fā)達，后期優(yōu)勢菌生長慢、氣生菌絲不發(fā)達。根中菌根真菌由根尖向

3、基部及由根表皮向內，生長快、氣生菌絲發(fā)達的菌根真菌比例下降，生長較慢、氣生菌絲不發(fā)達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發(fā)育的關系
　　 通過對三種蘭科植物菌根真菌對不同碳源、氮源的利用能力，產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)營養(yǎng)生長階段的優(yōu)勢菌根真菌纖維素酶活較弱，多酚氧化酶活陽性或弱陽性，形成的B族維生素的量較高，淀粉、蔗糖、麥芽糖和無機氮的利

4、用能力較強。生殖生長期優(yōu)勢菌纖維素酶活較強，多酚氧化酶活弱或無，形成的B族維生素的量低，對纖維素、淀粉和有機氮的利用能力強。
　　 4、從菌根營養(yǎng)的角度揭示了菌根真菌提高組培苗移栽成活率的內在原因，提出了“三個營養(yǎng)庫”的假說和杜鵑蘭組培苗移栽成功的“三個策略”
　　 通過對三種蘭科植物菌根真菌與杜鵑蘭各生長期的組培苗共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)杜鵑蘭各生長階段的促生菌是此階段的優(yōu)勢菌，同時發(fā)現(xiàn)不同生長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，而無根狀莖或球莖的幼苗移栽成活率低，同時發(fā)現(xiàn)菌根真菌在組培苗移栽過程中主要起保護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的“三個營養(yǎng)庫”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現(xiàn)“根狀莖營養(yǎng)庫”到“葉片光合營養(yǎng)庫”，再到“球莖營養(yǎng)庫”的轉變；并以此為指導，總結出杜鵑蘭組培苗移栽成功的“三個策略”，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、根狀莖和球莖的營養(yǎng)庫作用，使組培苗成功實現(xiàn)向“光合營養(yǎng)庫”的轉變，并最終建立可順利渡過休眠期的“球莖營養(yǎng)庫”。
　　 5、建立了菌根真菌應用于組培苗移栽的模型
　　 通過總結蘭科植物菌根真菌動態(tài)變化特點、菌根真菌生理生化特性、蘭科植物本身特性等的研究結果，形成了蘭科植物菌根真菌應用于組培苗移栽的模型：選擇帶有營養(yǎng)貯存器官的蘭科植物組培苗與根形成早期的優(yōu)勢菌根真菌，進行菌根化培養(yǎng)

7、，促進生根及提供菌根營養(yǎng)；待共生關系形成并建立了穩(wěn)定的光合作用后，施用營養(yǎng)生長期優(yōu)勢菌，促進蘭科植物光合產物轉化貯存和保持根的高活力，實現(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屬種的分類檢索表，并發(fā)現(xiàn)Epulorhiza屬中的第三個種群

8、，即未定名的新屬New genus，該屬的最大特點是生長很慢、菌落邊緣不整齊、不形成或形成形狀不規(guī)則的念珠狀細胞，淀粉利用能力強，是蘭科植物光合產物貯存、轉化及利用相關的重要菌根真菌之一。
　　 研究中提出的“三個營養(yǎng)庫”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分離方法、提出的杜鵑蘭組培苗移栽的“三個策略”及建