云南个旧黄茅山尾矿区两种复垦植物根内DSE菌株功能多样性研究

发布时间：2020-08-25 07:16

【摘要】：深色有隔内生真菌(Dark Septate Endophytes,DSE)在全球范围多种生境中广泛分布,是一类普遍定殖于植物根部、能改善植物营养、增强植物抗逆性等多功能的内生真菌。本文以项目组前期分离自云南个旧黄茅山尾矿区两种主要复垦植物根内的193株DSE为出发菌株,首先对这些菌株的镉耐性进行了初步评估,结合镉耐性结果和分类学地位从中筛选出6株DSE菌株进行进一步的实验研究。首先对这6株菌的解磷能力、产铁载体能力以及产植物激素IAA的能力进行了评估,然后用这6株菌进行了滇杨(Populusyunnanensis)回接实验,试验所用滇杨苗为矿区滇杨枝条扦插所得,采用灭菌矿区土盆栽实验,研究接种DSE后滇杨苗的生物量变化情况,同时观察DSE对滇杨吸收重金属Pb、Zn、Cd的影响以及对重金属在植物体内各部分积累的影响。论文取得的主要结果如下:1、对193株DSE进行镉耐性评估,有91株DSE菌株能耐300 mg/L以上的Cd2+离子浓度,占菌株总数目的47.15%。从这91株DSE选出6株Cd耐性较强的菌株,利用ITS序列对6株DSE的系统发育和分类学地位进行了分析,初步将6株DSE真菌分别鉴定为Cladosporium属真菌2株(4611 和 151M),Cyphellophora属真菌 1 株(3452),Leptosphaeria属真菌1株(6411),Phialophora属真菌2株(3232和 192M)。2、对6株DSE菌株进行了解磷能力、产铁载体能力以及产植物激素IAA能力的评估。解磷实验中通过对发酵液的可溶性磷浓度的测定发现六株DSE对难溶性有机磷(植酸钙)的溶解整体优于难溶性无机磷(磷酸三钙),其中菌株6411不管是对有机磷还是无机磷都表现出了较强的溶解能力,其有机磷磷源发酵液中可溶性磷含量为215.3±0.9 mg/L,无机磷磷源发酵液中可溶性磷含量为91.7±8.8 mg/L。铁载体实验中通过CAS平板验证发现六株DSE均具有产铁载体的能力,定量检测认定4611、6411和151M三株菌为高产铁载体菌株。通过高效液相色谱对六株DSE发酵液中吲哚乙酸(IAA)的检测发现六株DSE发酵液中均含有IAA,其中3232、6411和3452菌株发酵液中IAA含量较高,3232发酵液在IAA含量最高达3.88±0.53μg/mL。3、滇杨接种实验中,6株菌中的两株菌(3452和192M)接种成功,能在宿主根内形成典型的DSE结构,DSE菌丝和微菌核的侵染率分别为41.83±3.60%和49.17±2.17%。与不接菌对照组相比,接种两株DSE均增加了滇杨的生物量,促进了滇杨的生长。从滇杨各部分重金属含量来看,除了3452促进叶片Cd迁移富集外,两株DSE的定殖均阻止了宿主滇杨对三种重金属(Pb、Zn和Cd)的根系吸收、降低枝条和叶片的迁移积累,具体表现为接种3452的滇杨有最大的Cd转运系数。我们的初步研究结果表明,源自矿区优势植物根系定殖的DSE是一类多功能的真菌类群,其不仅表现出优异的重金属抗性,还具有解磷、产铁载体和IAA的能力,并在实验室条件下缓解胁迫环境的抑制作用,促进宿主植物的生长。其在矿区植物复垦中的功能作用值得进一步研究。
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53;X172
【图文】：

最小抑制浓度,耐性,菌株,范围

图１－１邋ＤＳＥ菌株镉耐性最小抑制浓度范围逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｒａｎｇｅ邋ｏｆ邋ｍｉｎｉｍｕｍ邋ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋（ＭＩＣ）邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ＤＳＥ邋ｔｏ邋Ｃｄ逡逑Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｓ邋ｏｆ邋Ｃｄ邋ｔｏｌｅｒａｎｔ邋ＤＳＥ（％）逡逑ｆ邋ｊｌ逡逑２４３５逦２９．０１逡逑■邋＜１００邋■邋＜２００邋■邋＜３００邋ｉ邋＜４００邋■邋＜５００邋■邋＞５００逡逑

菌株,系统发育树,耐性,系统进化树

２．邋３．邋２菌株挑选及系统发育树构建逡逑根据镉耐性结果，挑选出６株ＤＳＥ代表菌株，分别是３２３２、３４５２、４６１１、６４１１、逡逑１５１Ｍ、１９２Ｍ。利用Ｐａｕｐ软件进行系统发育树构建，如图２－３所示，系统进化树逡逑１７逡逑

系统发育树,序列,磷酸三钙,干重

２．３．３．邋１六株ＤＳＥ菌株对难溶性无机磷（磷酸三钙）的溶解逡逑将６株菌株在以难溶性的磷酸三钙为磷源的ＰＶＫ培养基中培养１０天后，对逡逑其进行溶磷能力的评价从图２－４可知，６株菌的菌丝体在培养过程中有不同程度逡逑的成长，６４１１、１５１Ｍ两株菌较其他４株菌在干重上表现了显著增长的差异，其余逡逑４株在干重上差异不明显。逡逑１８逡逑

【参考文献】