萬(wàn)志文，馮疆蓉，王　萍，李春杰

(蘭州大學(xué) 草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730020)

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Mn、Zn和Fe對(duì)醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角酰胺和麥角新堿含量的影響

萬(wàn)志文，馮疆蓉，王萍，李春杰*

(蘭州大學(xué) 草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730020)

該研究通過(guò)溫室砂培試驗(yàn),考察了不同濃度Mn、Zn和Fe處理對(duì)醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角酰胺和麥角新堿含量的影響，以明確共生體產(chǎn)堿所需3種微量元素的最佳濃度范圍。結(jié)果表明：(1) 在短時(shí)間(3周)處理下，共生體麥角酰胺和麥角新堿含量均在Mn2+濃度為5.0 mmol·L-1時(shí)達(dá)到最大值，且顯著高于其余Mn2+濃度梯度；在較長(zhǎng)時(shí)間(6、9 周)處理下，其麥角酰胺含量在Mn2+濃度為5.0 mmol·L-1時(shí)最大但增幅不明顯，麥角新堿在對(duì)照(0.01 mmol·L-1Mn2+)處理下積累量達(dá)到最大，且顯著高于其余處理。(2)共生體麥角酰胺含量在處理時(shí)間為3、6和9周時(shí)， Zn2+處理均在7.0 mmol·L-1下達(dá)到最大值，且處理3 周的含量顯著高于其余處理時(shí)間；其麥角新堿在3個(gè)處理時(shí)間下均于Zn2+濃度為21.0 mmol·L-1時(shí)達(dá)到最大值。(3) 在不同處理時(shí)間下，共生體麥角酰胺的含量均在Fe濃度為6.0～12.0 mmol·L-1下達(dá)到最大值，且在3 周時(shí)的含量顯著高于其余處理時(shí)間；麥角新堿含量在第3、6 周時(shí)均于Fe濃度為0 mmol·L-1下達(dá)到最大值，在第9 周時(shí)則于Fe濃度為0.03 mmol·L-1條件下達(dá)到最大值。研究認(rèn)為，高濃度短時(shí)間的Mn、Zn和Fe元素處理有利于刺激醉馬草內(nèi)生真菌共生體2種麥角堿的積累，可通過(guò)控制3種微量元素的濃度和共生體的生長(zhǎng)時(shí)間來(lái)提高2種麥角堿的含量，為今后能萃取更高濃度的麥角酰胺和麥角新堿作為臨床藥劑或生物農(nóng)藥提供較精確的外界條件。

醉馬草；內(nèi)生真菌；麥角酰胺；麥角新堿；Mn；Zn；Fe

醉馬草(Achnatheruminebrians)是中國(guó)北方天然草地的烈性毒草之一，系禾本科芨芨草屬(Achnatherum)多年生草本植物，在新疆、青海、內(nèi)蒙古、西藏、甘肅等省(區(qū))分布較廣[1]。禾草內(nèi)生真菌(fungal endophyte)是一類(lèi)能夠在禾草中完成全部或大部分生命周期，但不會(huì)對(duì)宿主植物致病的一類(lèi)真菌[2]。一般禾草中內(nèi)生真菌主要是Epichlo? 屬及其無(wú)性階段的Neotyphodium屬，根據(jù)最新國(guó)際真菌命名法規(guī)，現(xiàn)統(tǒng)一稱(chēng)為Epichlo?內(nèi)生真菌[3]。自1994年美國(guó)學(xué)者Bruehl等[4]首次在采自中國(guó)新疆的醉馬草種子中發(fā)現(xiàn)了內(nèi)生真菌，到2000年南志標(biāo)和李春杰調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中國(guó)甘肅省醉馬草植株的內(nèi)生真菌帶菌率近乎100%[5]。據(jù)報(bào)道，內(nèi)生真菌提高了醉馬草的抗旱性、耐鹽性[6]、抗蟲(chóng)性[7]、抗病性[8]和對(duì)重金屬脅迫的耐受性[9-11]，而醉馬草提供了內(nèi)生真菌生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，兩者形成互惠的共生體。醉馬草內(nèi)生真菌共生體可產(chǎn)生2種重要的麥角生物堿，即麥角酰胺和麥角新堿，這2種生物堿作為一類(lèi)控制傷口血流量的藥物已被廣泛應(yīng)用于臨床[12-13]。但其也是醉馬草引起家畜和食草昆蟲(chóng)中毒的主要原因[14-16]。因此，麥角新堿和麥角酰胺既具有一定的藥用價(jià)值，也可作為環(huán)保綠色的生物防治農(nóng)藥進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。

植物生長(zhǎng)發(fā)育除需要大量元素碳、氫、氧、氮、磷和鉀等以外，還需要微量元素硼、鉬、銅、鋅和鐵等。微量元素在植物體內(nèi)雖然含量極少，但它是植物正常生長(zhǎng)不可或缺的物質(zhì)，對(duì)植物體內(nèi)生理生化過(guò)程起著至關(guān)重要的作用。缺少微量元素后植物會(huì)出現(xiàn)一系列的生理病癥，比如植物缺B會(huì)出現(xiàn)花而不實(shí)，這是因?yàn)樵谌盉條件下，花粉的萌發(fā)和花粉管的生長(zhǎng)受到了抑制，無(wú)法形成正常的果實(shí)。Mn、Zn和Fe在植物體內(nèi)均參與多種酶的組成、光合作用和呼吸作用等，缺乏這3種微量元素會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)代謝受阻，葉片失綠，產(chǎn)量下降等。但過(guò)量的Mn、Zn和Fe會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害，影響植物正常生長(zhǎng)[17-21]。

微量元素除了參與上述各種生理生化反應(yīng)，還在植物體內(nèi)次生產(chǎn)物的代謝過(guò)程中具有重要的作用。如硼和銅均能與高等植物體內(nèi)類(lèi)黃酮反應(yīng)生成絡(luò)合物，使類(lèi)黃酮在植物體內(nèi)的存在更加穩(wěn)定[22]。生物堿是常見(jiàn)的次生代謝物，其含量與生物因子(如基因型、病蟲(chóng)害、食草動(dòng)物、 微生物、人工干擾等)和非生物因子(如光照、溫度、土 壤、水分等)有關(guān)[23-25]。據(jù)報(bào)道，禾草內(nèi)生真菌中的生物堿與大量元素有關(guān)，如 內(nèi)生真菌麥角類(lèi)生物堿的合成與P元素有關(guān)[26]；土壤中有效P能夠影響帶菌高羊茅中麥角生物堿的含量[27]；N和Ca也與新西蘭草甸羊茅中生物堿含量有關(guān)[28]；N、P、NP組合及色氨酸對(duì)醉馬草麥角酰胺和麥角新堿含量也有一定的促進(jìn)作用[29]。但關(guān)于微量元素對(duì)麥角生物堿合成代謝影響的研究目前尚無(wú)報(bào)道。王萍等[30]對(duì)Mn、Zn和Fe脅迫下醉馬草的生長(zhǎng)和生理指標(biāo)進(jìn)行了探討，但未對(duì)麥角新堿和麥角酰胺進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)，因此本試驗(yàn)擬在不同濃度的Mn、Zn和Fe處理下考察醉馬草內(nèi)生真菌共生體的產(chǎn)堿情況，通過(guò)高效液相色譜檢測(cè)其麥角新堿和麥角酰胺的含量變化，以明確醉馬草內(nèi)生真菌共生體生物堿積累所需3種微量元素的最佳濃度范圍，為提取更高濃度的麥角酰胺和麥角新堿探索最佳條件。

1　材料和方法

1.1試驗(yàn)材料

醉馬草種子于2011年采自甘肅天祝打柴溝(102°52′ E，37°12′ N)并播種于蘭州大學(xué)榆中校區(qū)，2012年10月收獲的種子5℃保存于農(nóng)業(yè)部牧草與草坪草種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(蘭州)種子儲(chǔ)藏室，2013年3月建立帶菌(E+)和不帶菌(E-)醉馬草小區(qū)，2014年7月將收獲的醉馬草種子用于本試驗(yàn)。3種微量金屬元素分別以MnCl24·H2O、ZnSO4·7H2O和Fe·citrate·3H2O分析純?cè)噭┑男问教砑印?/p>

1.2材料培養(yǎng)與處理

挑選籽粒飽滿、表面健康的帶菌醉馬草種子于2裝有300 g混合培養(yǎng)基質(zhì)的(蛭石∶珍珠巖=3∶1)聚乙烯花盆(口徑15 cm，底徑10 cm，深12 cm)中，在蘭州大學(xué)榆中校區(qū)智能溫室條件下[光周期12 h光照，溫度(20±1) ℃，光照強(qiáng)度120 μmol·m-2·s-1]進(jìn)行培養(yǎng)。每周定量澆灌300 mL Hoagland營(yíng)養(yǎng)液。待醉馬草幼苗生長(zhǎng)到第4周齡后開(kāi)始處理，處理液元素種類(lèi)和處理水平見(jiàn)表1。Mn和Zn元素濃度梯度的設(shè)置參考蘇加義等[31]的方法，F(xiàn)e元素濃度梯度的設(shè)置參考高大文等[32]的方法。以澆灌完全營(yíng)養(yǎng)液作為對(duì)照，其他各濃度梯度作為處理，每個(gè)濃度梯度(共計(jì)5個(gè)濃度梯度)3次重復(fù)。每周澆灌蒸餾水和處理液各1次，每次澆灌量為300 mL。試驗(yàn)各處理梯度采取完全隨機(jī)區(qū)組擺放。在處理第3周、6周和9周后對(duì)醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角酰胺和麥角新堿含量進(jìn)行測(cè)定。

1.3醉馬草內(nèi)生真菌共生體幼苗麥角生物堿的提取及其含量的測(cè)定

將待測(cè)醉馬草幼苗在-20 ℃的冰箱冰凍5 h，并在冷凍干燥機(jī)中-60 ℃干燥24 h后，取出速于研缽中研磨成粉末。稱(chēng)取50 mg樣品裝于1.5 mL的eppendorf離心管中；加入1 mL提取液(CHCl3∶MeOH∶NH4OH=75∶25∶2), 顛倒混勻，室溫黑暗條件下過(guò)夜。 后經(jīng)15 ℃、10 000 r·min-1條件下離心5 min，于通風(fēng)廚中黑暗條件下自然揮發(fā)干燥。每個(gè)離心管加入0.75 mL MeOH∶CCl4(1∶2)和0.25 mL 25 mmol·L-1酒石酸，顛倒混勻后，于離心機(jī)(Beckman, Germany)中在21 ℃、12 000 r·min-1條件下離心5 min，吸取上清液0.25 mL經(jīng)0.22 μm孔徑的有機(jī)相過(guò)濾塾過(guò)濾至1.5 mL棕色色譜瓶，待用[33]。用Agilent 1 100 series高效液相色譜系統(tǒng)，ZORBAX-XDB C18色譜柱，流動(dòng)相流速1 mL·min-1進(jìn)行檢測(cè)。流動(dòng)相A為0.1 mol·L-1NH4OAc，B為乙腈/0.1 mol·L-1NH4OAc(3/1)。按照95% A液3 min、70% A液22 min、65% A液5 min、95% A液10 min流動(dòng)相配比與時(shí)間，檢測(cè)波長(zhǎng)312 nm，發(fā)射波長(zhǎng)427 nm[34]。

1.4數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均用Excel錄入，并作圖。采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行差異顯著性分析，用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2　結(jié)果與分析

2.1Mn處理對(duì)醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角生物堿含量的影響

2.1.1麥角酰胺含量隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角酰胺含量在不同濃度的Mn2+處理?xiàng)l件下均呈先降低后增加的趨勢(shì)，并均在處理第3 周時(shí)達(dá)到最大值，且大多顯著(P<0.05)高于其余處理時(shí)間(表2)。在相同處理時(shí)間內(nèi)，共生體麥角酰胺含量隨著Mn2+處理濃度的升高先增加后降低，且各處理時(shí)間均在Mn2+處理濃度為5.0 mmol·L-1時(shí)達(dá)到最大值，分別比對(duì)照(CK)增加了43.8%、26.5%和8.1%，而其它各個(gè)處理均與對(duì)照無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

2.1.2麥角新堿含量由表2可知，隨著處理時(shí)間的增加，醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角新堿含量在對(duì)照和0.0 mmol·L-1Mn2+處理下呈逐漸增加的趨勢(shì)，在處理第9 周時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)分別是處理第3 周時(shí)的10.06倍和2.76倍(P<0.05)；在2.5 mmol·L-1Mn2+處理下，共生體麥角新堿含量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈緩慢下降趨勢(shì)，但沒(méi)有顯著變化(P>0.05)；在5.0和7.5 mmol·L-1Mn2+處理下，共生體麥角新堿含量隨著處理時(shí)間的增加呈先降低后上升的趨勢(shì)，但仍以處理3周時(shí)顯著較高。在處理第3周時(shí)，共生體麥角新堿含量以5.0 mmol·L-1Mn2+處理最高，且顯著高于其余Mn2+濃度梯度(P<0.05)，是對(duì)照的4.53倍；而在處理第6、9周時(shí)，共生體麥角新堿含量均在對(duì)照下達(dá)到最大值，且顯著高于其余處理(P<0.05)。

以上結(jié)果說(shuō)明，較高濃度的Mn2+對(duì)醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角酰胺的積累具有一定的促進(jìn)作用，且在短時(shí)間內(nèi)效果更好；同樣，短時(shí)間的高濃度Mn2+處理可以刺激共生體產(chǎn)生麥角新堿，而長(zhǎng)時(shí)間的高濃度處理則不利于麥角新堿的積累。

表1　盆栽試驗(yàn)處理元素種類(lèi)和處理水平[28]

表2　不同Mn處理下醉馬草幼苗麥角酰胺和麥角新堿含量的變化

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(n=5)；同列中的不同小寫(xiě)字母表示同期處理間差異顯著(P<0.05)，而同行不同大寫(xiě)字母表示處理時(shí)間之間差異顯著(P<0.05)。下同

Note: Data are present as mean ± SE(n=5); Different normal letters within the same column mean significant difference among treatments at 0.05 level, while different capital letters within the same row mean significant difference among stages at 0.05 level. The same as below.

2.2Zn2+處理對(duì)醉馬草幼苗麥角生物堿含量的影響

2.2.1麥角酰胺含量表3顯示，隨著Zn2+處理時(shí)間的延長(zhǎng)，醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角酰胺含量在0 ～14.0 mmol·L-1Zn2+處理下呈先降低后增加的趨勢(shì)，并在處理第3 周時(shí)達(dá)到最大值，且顯著(P<0.05)高于其余處理時(shí)間；而在21.0 mmol·L-1Zn2+濃度時(shí)，共生體麥角酰胺含量呈逐漸下降的趨勢(shì)，且處理第3 周時(shí)的含量顯著(P<0.05)高于其余處理時(shí)間。在相同處理時(shí)間內(nèi)，醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角酰胺含量隨著Zn2+處理濃度的升高大多呈先增加后降低的趨勢(shì)；在處理第3、6和9周時(shí)，共生體麥角酰胺含量均在7.0 mmol·L-1Zn2+處理下達(dá)到最大值，分別比對(duì)照顯著增加了84.0%、33.1%和44.5%；在處理第9 周時(shí)，21.0 mmol·L-1Zn2+濃度處理的麥角酰胺含量顯著(P<0.05)低于其余的濃度處理，與對(duì)照相比顯著減少了28.5%。

2.2.2麥角新堿含量從表3還可看出，隨著Zn2+處理時(shí)間的延長(zhǎng)，醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角新堿含量在不同濃度的Zn2+處理下均逐漸增加，并在處理第9 周時(shí)達(dá)到最大值，且大多顯著(P<0.05)高于其余處理時(shí)間。醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角新堿含量在處理第3周時(shí)隨著Zn2+處理濃度的升高而增加，而在處理第6、9 周時(shí)則隨著Zn2+處理濃度增加呈先降低后升高的趨勢(shì)；在3個(gè)處理時(shí)間下，共生體麥角新堿含量均在21.0 mmol·L-1Zn2+處理下達(dá)到最大值，分別比對(duì)照增加了3.66倍、1.55倍和1.29倍。

以上結(jié)果說(shuō)明，短時(shí)間內(nèi)醉馬草內(nèi)生真菌共生體產(chǎn)生麥角酰胺的最適宜Zn2+濃度為7 mmol·L-1，過(guò)高或過(guò)低濃度均會(huì)對(duì)其產(chǎn)生不利影響，而長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)Zn2+處理對(duì)麥角酰胺的積累效果不佳；但是，長(zhǎng)時(shí)間高濃度的Zn2+處理有利于共生體麥角新堿的積累。

2.3Fe處理對(duì)醉馬草幼苗麥角生物堿含量的影響

2.3.1麥角酰胺含量隨著Fe處理時(shí)間的延長(zhǎng)，醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角酰胺含量在不同濃度的Fe處理下呈先降低后增加的趨勢(shì)，并均在處理第3 周時(shí)達(dá)到最大值，并大多顯著高于其余處理時(shí)間(表4)。在相同處理時(shí)間內(nèi)，共生體麥角酰胺含量隨著Fe處理濃度的升高呈先增加后降低的趨勢(shì)；在處理第3、6 周時(shí)，共生體麥角酰胺的含量均在Fe濃度為6.0～12.0 mmol·L-1下達(dá)到最大值，分別比對(duì)照顯著增加了大約109.3%和204.2%；在處理第9 周時(shí)，共生體麥角酰胺含量在Fe濃度為6.0 mmol·L-1處理下達(dá)到最大值，與同期對(duì)照相比顯著增加了113.9%。

表3　不同Zn處理下醉馬草幼苗麥角酰胺和麥角新堿含量的變化

表4　不同F(xiàn)e處理下醉馬草幼苗麥角酰胺和麥角新堿含量的變化

2.3.2麥角新堿含量表4顯示，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角新堿含量在對(duì)照組表現(xiàn)為逐漸增加，而在其他Fe濃度處理下均表現(xiàn)為先增加后減小的趨勢(shì)，各濃度處理第3周的含量均明顯低于第6、9周。在處理第3、6 周時(shí)，共生體麥角新堿含量均在Fe濃度為0 mmol·L-1處理下達(dá)到最大值，與對(duì)照相比分別顯著增加了5.52和2.13倍；而在處理第9 周時(shí)，麥角新堿含量在Fe濃度為0.03 mmol·L-1條件(CK)下達(dá)到最大值。

從以上分析結(jié)果可知，短時(shí)間高濃度的Fe對(duì)醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角酰胺的產(chǎn)生具有較強(qiáng)促進(jìn)作用；而共生體麥角新堿產(chǎn)生對(duì)于Fe的需求量較少，但長(zhǎng)時(shí)間的生長(zhǎng)需要補(bǔ)充一定量Fe元素。

3　討　論

麥角堿生物合成首先是合成麥角靈環(huán)。由乙酰輔酶A生成的甲戊二羥酸(MVA)是生物堿合成的起始物，進(jìn)而形成焦磷酸二甲烯丙酯，在二甲烯丙基色氨酸合酶催化下與L-色氨酸發(fā)生環(huán)合得到二甲烯丙基色氨酸(DMAT)。DMAT在甲基轉(zhuǎn)移酶催化下發(fā)生N-甲基化，之后脫羧并環(huán)合形成裸麥角堿，裸麥角堿為麥角靈環(huán)生物合成的起始物質(zhì)[27,35]。而二甲烯丙基色氨酸合酶(dimethylallytrytophan synthase，DMATS) 已被證明是整個(gè)麥角生物堿合成過(guò)程中的限速酶[36]，色氨酸既是共生體中麥角堿生物合成的前體也是該關(guān)鍵酶的誘導(dǎo)物。

早在1948年Tsui[37]發(fā)現(xiàn)缺Zn的番茄植株中色氨酸含量顯著下降，1951年Nason等[38]觀察到鏈孢霉在缺Zn條件下色氨酸含量減少，并且認(rèn)為是由色氨酸合成酶活性下降所致。后來(lái)學(xué)者對(duì)缺Zn玉米幼苗進(jìn)行代謝物測(cè)定時(shí)也發(fā)現(xiàn)色氨酸含量下降的現(xiàn)象[39-40]，Zn被證實(shí)是色氨酸合成所必需的元素。因此，Zn可以通過(guò)影響色氨酸的合成間接地影響麥角生物堿的合成。除此之外，Zn還可以通過(guò)參與醉馬草內(nèi)生真菌共生體的生理生化過(guò)程影響其生長(zhǎng)，進(jìn)而影響產(chǎn)堿。王萍等[30]試驗(yàn)表明，當(dāng)Mn、Zn和Fe處理濃度低于或高于對(duì)照時(shí)，醉馬草內(nèi)生真菌共生體株高、分蘗和生物量均呈下降趨勢(shì)；而隨著3種微量元素濃度的升高，脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA) 過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)含量呈上升趨勢(shì)。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同濃度的Zn和不同處理時(shí)間對(duì)醉馬草內(nèi)生真菌共生體2種麥角堿的影響也不同，短時(shí)間處理下最適宜麥角酰胺積累的Zn濃度為7 mmol·L-1，長(zhǎng)時(shí)間Zn處理的效果不如短時(shí)間處理明顯，而長(zhǎng)時(shí)間高濃度的Zn處理則有利于共生體麥角新堿的積累。

Mn直接參與植物光合作用中電子傳遞系統(tǒng)的氧化還原過(guò)程及PSⅡ系統(tǒng)中水的光解，并對(duì)維持葉綠體膜正常的結(jié)構(gòu)有重要的作用[41]。Mn含量的多少直接影響植物的生長(zhǎng)狀況，過(guò)量的Mn會(huì)導(dǎo)致葉片輸導(dǎo)組織壞死，蛋白質(zhì)合成受阻，而Mn不足則會(huì)通過(guò)作用于光合作用等生理過(guò)程減緩生命進(jìn)程[42]。本試驗(yàn)研究表明，在整個(gè)Mn處理過(guò)程中，醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角酰胺的含量均在Mn濃度為5.0 mmol·L-1下達(dá)到最大值，且在短時(shí)間內(nèi)增幅最大，同樣共生體麥角新堿含量在處理第3 周、Mn濃度為5.0 mmol·L-1下達(dá)到最大值，但超過(guò)3 周后，其含量在較低濃度的對(duì)照(0.01 mmol·L-1)條件下顯著高于其他Mn處理濃度，說(shuō)明短時(shí)間內(nèi)的較高濃度Mn對(duì)麥角新堿產(chǎn)生的刺激效果最佳，這可能是由于長(zhǎng)時(shí)間的高濃度Mn處理對(duì)醉馬草內(nèi)生真菌的生長(zhǎng)有一定的抑制作用，進(jìn)而影響其產(chǎn)堿。

Fe除了參與植物體內(nèi)光合作用、氧化還原反應(yīng)和電子傳遞之外，還是與氮代謝有關(guān)的固氮酶、硝酸還原酶和亞硝酸還原酶等的組成成分[43-44]。麥角生物堿是一類(lèi)含氮化合物，因此，F(xiàn)e既可以通過(guò)直接影響醉馬草內(nèi)生真菌共生體的生長(zhǎng)來(lái)影響其產(chǎn)堿，也可能直接參與麥角堿的合成。在本試驗(yàn)中，當(dāng)Fe的處理濃度為6.0～12.0 mmol·L-1時(shí)，最適宜醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角酰胺的積累，而麥角新堿在短時(shí)間內(nèi)對(duì)Fe的需求量較少，但隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，需要適當(dāng)補(bǔ)充一定量較低濃度(0.03 mmol·L-1)的Fe元素。

綜上所述，本研究首次在不同濃度Mn、Zn和Fe的處理下探討了醉馬草內(nèi)生真菌共生體麥角酰胺和麥角新堿含量的變化規(guī)律，總體來(lái)說(shuō)，高濃度短時(shí)間的 3 種微量元素處理有利于刺激2種麥角堿的積累，但其刺激醉馬草內(nèi)生真菌共生體的產(chǎn)堿機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

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(編輯:裴阿衛(wèi))

Ergot Alkaloids Content of Symbiont ofEpichlo?gansuensis-Achnatheruminebriansunder Different Mn, Zn and Fe Conditions

WAN Zhiwen, FENG Jiangrong, WANG Ping, LI Chunjie*

(Key Laboratory of Grassland Farming Systems, College of Pastoral Agriculture Science and Technology , Lanzhou University, Lanzhou 730020, China)

A study was conducted to investigate the effects of different concentrations of Mn, Zn and Fe on variations of ergot alkaloids contentin symbiont ofEpichlo?gansuensis-Achnatheruminebrians. The results showed that: (1) The contents of ergine and ergonovine under Mn2+5.0 mmol·L-1had a peak value at the 3rd week，which had significant(P<0.05) difference with other Mn2+treatments, but the contents of ergonovine under 0.01 mmol·L-1had a peak value at the 6th and 9th week. (2) The contents of ergine had maximum under Zn2+7.0 mmol·L-1at the 3rd , 6th and 9th week , and the contents of ergine was significantly (P<0.05) higher at the 3rd week than those at the 6th and 9th week. (3) The contents of ergonovine had maximum under Fe2+21.0 mmol·L-1at the 3rd, 6th and 9th week. The contents of ergine had a peak value under 6.0～12.0 mmol·L-1at the 3rd, 6th and 9th week , and the contents of ergine was significantly (P<0.05) higher at the 3rd week than those at the 6th and 9th week. The contents of ergonovine had maximum under Fe2+0.0 mmol·L-1at 3rd and 6th week, but under 0.03 mmol·L-1had a peak value at 9th week. So，high concentrations of Mn, Zn and Fe elements is helpful to stimulate the drunken horse grass infected by endophytic fungi to accumulate tow ergot alkaloid for a short time treatment.

Achnatheruminebrians; endophyte; ergine; ergonovine; Mn;Zn;Fe

1000-4025(2016)07-1427-08

10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1427

2016-04-11;修改稿收到日期:2016-06-06

國(guó)家“973”項(xiàng)目(2014CB138702)；國(guó)家自然科學(xué)基金(31372366)；教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃(IRT13019)

萬(wàn)志文(1992-)，女，在讀碩士研究生，主要從事禾草-內(nèi)生真菌共生體研究。E-mail：wanzhw14@lzu.edu.cn

李春杰，博士，教授，主要從事禾草內(nèi)生真菌共生體及草類(lèi)植物病理學(xué)研究。E-mail：chunjie@lzu.edu.cn

Q945.79

A