枝孢霉菌是铁皮石斛和白及的共生菌根真菌

【作者】 唐颖； 王兆春； 卢敏； 蒋园园； 李月文； 杨晓红；

【机构】 南方山地园艺学教育部重点实验室/西南大学园艺园林学院； 重庆市林业科学研究院； 重庆三峡学院生物与食品工程学院；

【摘要】 铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)和白及[Bletilla striata(Thunb.)Reichb.f.]分别是兰科石斛属、白及属植物,皆有极高的药赏兼用价值。由于野生资源匮乏,自然繁殖难于满足市场需求,故其工厂化组培繁育、共生菌株资源的挖掘和扩繁十分重要。枝孢霉菌是常见的植物致病菌,主要危害叶片。然而笔者研究发现,接种枝孢霉菌对兰科石斛属和白及属组培苗不致病,且有显著的促生效应。2017年9月,铁皮石斛未开裂成熟蒴果采自重庆市大足区仿野生栽培基地,白及蒴果及植株采自重庆市秀山土家族苗族自治县白及种植基地。样品果实清洗后用75%乙醇浸泡30s、0.1%HgCl溶液表面消毒10 min,分别将种子播于萌发培养基(N6)上,无菌条件培养3个月;另外,将白及根茎清洗并表面消毒后,在超净工作台中切成0.5 cm长节段,接种于MMN平板培养基上黑暗条件下进行真菌诱导培养(3个重复,25℃)。待诱导培养基上出现菌丝时,采用尖端菌丝挑取法在PDA平板培养基上划线分离、纯化,直至分离出单一菌落为止。分离到的真菌菌株送北京六合华大基因科技有限公司武汉分公司进行分子鉴定,将鉴定为枝孢霉菌的真菌在PDA培养基上扩繁,之后分别接种到铁皮石斛和白及的无菌组培苗上,培养4个月,分别取根样FAA固定,按照Phillips和Hayman(1970)的方法菌根染色制片,Motic数码显微系统中观察、记录和拍照。结果显示,分离到的真菌有7株,其中MF-1、MF-2菌株鉴定为枝孢霉菌(Cladosporium sp1.和Cladosporium sp2.)。MF-1菌落生长缓慢,正面草绿色,背面深绿色,质地硬,光滑,有辐射状沟纹,菌丝粗大,呈黑绿色,有横隔,直角分支;MF-2菌落生长也非常缓慢,正面黄绿色,中央2/3宽色深,边缘色浅部分较宽,同心环状似帽沿,背面墨绿色,有清晰的辐射裂纹,菌丝短,绒毛状。接种枝孢霉菌后,石斛苗和白及苗的茎、植株叶色、高度以及根系都有显著促生效应:植株碧绿,叶片未脱落,不萎焉,茎干绿色局部紫红色斑点,根粗长,有新根,有侧根,根上有大量菌丝。显微观察发现,枝孢霉菌定殖在根尖成熟区的皮层细胞中。其菌丝进入皮层细胞定殖前,菌丝细,颜色浅,结构松散,通过侵入点进入根表皮,深入到皮层;进入皮层细胞后菌丝膨大,缠绕形成螺旋状菌丝团。当菌丝团在一个细胞定殖后,菌丝开始穿过细胞壁向下一细胞延伸,菌丝前端形成触须状结构。菌丝有隔,隔间距较大,呈直角分叉或Y状短轴分支,菌丝在细胞中异常膨大,充满整个细胞腔。由此确认:枝孢霉菌是两种兰科植物的共生菌根真菌。综上表明,枝孢霉菌能够侵染铁皮石斛和白及组培苗根系,在根皮层细胞中形成具有兰科菌根菌的典型结构——菌丝团,菌根苗长势良好,建立起了互惠互利的共生体系,证明枝孢霉属真菌是铁皮石斛和白及的菌根共生真菌。更多还原