柴新義,柴鋼青,向玉勇,張微微,殷培峰

滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院, 滁州　239000

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青檀葉片內(nèi)生和附生真菌組成及生態(tài)分布

柴新義*,柴鋼青,向玉勇,張微微,殷培峰

滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院, 滁州239000

對我國古老特有植物青檀葉片進(jìn)行內(nèi)生和附生真菌的研究,以了解青檀葉片內(nèi)生和附生真菌的組成特點(diǎn)和探討內(nèi)生和附生真菌菌群之間的可能聯(lián)系,為研究真菌資源多樣性、植物附生和內(nèi)生真菌的相互演化關(guān)系及真菌與宿主植物協(xié)同進(jìn)化等提供有益參考資料。研究結(jié)果表明,從健康的青檀葉片獲得可培養(yǎng)內(nèi)生真菌839株,附生真菌1857株,共計(jì)2696株,鑒定其分屬于4目,5科,43屬。在目的分類水平上,內(nèi)生和附生真菌均以叢梗孢目Moniliales為優(yōu)勢菌群,分別占90.23%和 92.51%;在科的水平上,內(nèi)生真菌以暗梗孢科 Dematiaceae和叢梗孢科Moniliaceae為優(yōu)勢菌群,分別占47.56%和42.67%,附生真菌以叢梗孢科Moniliaceae 和暗梗孢科 Dematiaceae為優(yōu)勢菌群,分別占67.04%和25.47%;在屬的水平上,內(nèi)生真菌以黑團(tuán)孢屬Periconia和青霉屬Penicillium為優(yōu)勢菌群,分別占31.47%和10.73%,附生真菌以小球霉屬Glomerularia、膝葡孢屬Gonatobotrys和青霉屬Penicillium為優(yōu)勢菌群,分別占20.03%、13.95%和12.22%。青檀葉片內(nèi)生真菌和附生真菌均存在的菌群數(shù)量達(dá)到23個(gè)屬,占53.49%。內(nèi)生真菌特有的屬有6個(gè),共分離19株,占0.70%,附生真菌特有的屬有14個(gè),共分離120株,占4.45%。 內(nèi)生真菌的Shannon-Wiener index (H′) 多樣性指數(shù)(2.44)和Margalef index (R) 豐富度指數(shù)(2.88)分別小于附生真菌Shannon-Wiener index (H′) 多樣性指數(shù)(2.57)和Margalef index (R) 豐富度指數(shù)(3.32),但兩者的Evenness index (E) 均勻度指數(shù)幾乎相等。青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群組成具有較高的相似性,相似性系數(shù)達(dá)0.70。通過Fisher′s exact test分析表明青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群組成無明顯差異(P=0.072)。

青檀葉片;內(nèi)生真菌;附生真菌;多樣性指數(shù);相似性系數(shù)

植物內(nèi)生真菌的研究已有100多年的歷史,早期主要集中在對熱帶地區(qū)的經(jīng)濟(jì)植物內(nèi)生真菌的種類組成和生態(tài)分布特征的研究[ 1- 4],后來涉及的地區(qū)、植物種類、組織部位、生長季節(jié)等都有了較大的擴(kuò)展[ 5- 6]。近年來,主要集中在植物內(nèi)生真菌代謝產(chǎn)物的種類和結(jié)構(gòu)方面的研究[7- 9],同時(shí),對植物內(nèi)生真菌在促進(jìn)宿主植物生長、增加產(chǎn)量、增強(qiáng)宿主抗逆性、改善微生態(tài)環(huán)境方面進(jìn)行了較多的研究[10- 14]。對古老或特有植物種類內(nèi)生真菌的研究報(bào)道明顯較少,對附生植物表面和內(nèi)生植物中的真菌菌群的組成和相互關(guān)系的研究未見報(bào)道。青檀Pteroceltistatarinowii是我國特有的第三紀(jì)孑遺植物[15],青檀作為一種古老的植物在長期的進(jìn)化過程中與其葉片內(nèi)生和附生真菌菌群可能已經(jīng)形成了較好的、穩(wěn)定的適應(yīng)關(guān)系[16],所以本研究選擇野生健康的青檀植物上部和下部,向陽和向陰等不同部位的葉片進(jìn)行內(nèi)生和附生真菌的分離研究,以了解青檀葉片內(nèi)生和附生真菌的組成特點(diǎn),并探討內(nèi)生和附生真菌菌群之間的可能聯(lián)系,以期為研究真菌資源多樣性、植物附生和內(nèi)生真菌的相互演化關(guān)系及真菌與宿主植物協(xié)同進(jìn)化等提供有益的參考資料。

1　材料與方法

1.1材料1.1.1植物樣本

夏季(8月),在安徽瑯琊山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)選擇10棵樹齡一致的多年生野生健康青檀植株,每株分別從上部、下部、向陽和向陰各部位選取當(dāng)年生的健康葉片10個(gè)。樣品放置于已滅菌的培養(yǎng)皿中,密封,詳細(xì)編號,冰箱4℃保存,24h內(nèi)完成分離實(shí)驗(yàn)。

1.1.2培養(yǎng)基

分離培養(yǎng)基：配制和制作過程參照參考文獻(xiàn)[16]。保藏培養(yǎng)基：PDA培養(yǎng)基,即馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基,馬鈴薯 200g(煮汁)、葡萄糖 20g、瓊脂15—18g、加水定容1000mL、pH 自然。

1.2方法1.2.1附生和內(nèi)生真菌的分離

青檀葉片附生和內(nèi)生真菌的分離主要參照參考文獻(xiàn)[16],并根據(jù)實(shí)際做了一些修改。用無菌剪刀把葉片剪成適當(dāng)大小,無菌水沖洗5次,混勻該無菌水沖洗液,涂布平板進(jìn)行葉片附生真菌的分離培養(yǎng)。同時(shí),做空白對照。將上述無菌水沖洗后的葉片在2%的次氯酸鈉中消毒1min;用無菌水沖洗2次,轉(zhuǎn)入75%的乙醇中浸泡1min;用無菌水清洗5次,晾干,用無菌剪刀將葉片剪成2mm×2mm大小的組織小塊,接種到分離培養(yǎng)基上。同時(shí),做空白對照。在(25±1)℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),并每天觀察記錄生長狀況,用接種針及時(shí)挑取邊緣菌絲轉(zhuǎn)接到PDA平板上繼續(xù)培養(yǎng),純化2—3次后得到單一菌種。

1.2.2內(nèi)生和附生真菌的鑒定

采取形態(tài)分類鑒定法進(jìn)行菌株鑒定,對未產(chǎn)孢的種類采取低溫、干燥(降低濕度)、紫外線照射和降低營養(yǎng)供給等方法誘導(dǎo)和刺激產(chǎn)孢。分類主要依據(jù)Barnett和Hunter和Sutton的分類系統(tǒng)[17- 18]。同時(shí),參照其它有關(guān)真菌鑒定工具書進(jìn)行鑒定[19- 20]。

1.2.3數(shù)據(jù)分析

分離頻率：某一指定類型真菌的菌株數(shù)量占分離培養(yǎng)的內(nèi)生和附生真菌菌株數(shù)量的百分率,用于比較和判斷優(yōu)勢菌群。

利用軟件spss16.0分析青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群的組成差異。

2　結(jié)果與分析

2.1青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群組成分析

從青檀葉片共分離可培養(yǎng)內(nèi)生真菌839株,附生真菌1857株,共計(jì)2696株,鑒定結(jié)果顯示其分屬于4目,5科,43屬(表1)。子囊菌的無性型(絲孢類無性型真菌和腔孢類無性型真菌)在青檀葉片內(nèi)生和附生真菌分離的菌群中占據(jù)絕對優(yōu)勢,分別達(dá)到94.64%和97.41%。在目的分類水平上,青檀葉片內(nèi)生和附生真菌均以叢梗孢目Moniliales為優(yōu)勢菌群,分別占90.23%和 92.51%;在科的水平上,內(nèi)生真菌以暗梗孢科 Dematiaceae和叢梗孢科Moniliaceae為優(yōu)勢菌群,分別占47.56%和42.67%,附生真菌以叢梗孢科Moniliaceae 和暗梗孢科 Dematiaceae為優(yōu)勢菌群,分別占67.04%和25.47;在屬的水平上,內(nèi)生真菌以黑團(tuán)孢屬Periconia和青霉屬Penicillium為優(yōu)勢菌群,分別占31.47%和10.73%,附生真菌以小球霉屬Glomerularia、膝葡孢屬Gonatobotrys和青霉屬Penicillium為優(yōu)勢菌群,分別占20.03%、13.95%和12.22%(表 1)。

表1　青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群組成分析

青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群組成既有共性,又存在一定差異。內(nèi)生真菌和附生真菌均存在的菌群數(shù)量達(dá)到23屬,占到53.49%,分別為青霉屬Penicillium、曲霉屬Aspergillus、地霉屬Geotrichum、膝葡孢屬Gonatobotrys、鏈霉屬Streptomyces、小球霉屬Glomerularia、擬青霉屬Paecilomyces、樹粉孢屬Oidiodendron、木霉屬Trichoderma、交鏈孢屬Alternaria、色串孢屬Torula、黑團(tuán)孢屬Periconia、刀孢屬Clasterosporium、多隔頭狀孢屬Phragmocephala、內(nèi)隔孢屬Endophragmia、小葉點(diǎn)孢屬Stigmella、無柄霉屬Acaulopage、旋梗霉屬Spiromyces、共頭霉屬Syncephalastrum、笄霉屬Choanephora、擬莖點(diǎn)霉屬Phomopsis、盤長孢屬Gloeosporium和盤二孢屬M(fèi)arssonina,共分離菌株2557株,占94.84%。青檀葉片內(nèi)生真菌特有的屬有6個(gè),共分離19株,占0.70%,分別為頭珠霉屬Oedocephalum、孔球孢屬Gilmaniella、皮思霉屬Pithomyces、毛格孢屬Trichaegum、刺盤孢屬Colletotrichum和痂圓孢屬Sphaceloma。附生真菌特有的屬有14個(gè),共分離120株,占4.45%,其分別為假絲酵母屬Candida、葡萄孢屬Botrytis、麥穗霉屬Tritirachium、單端孢屬Trichothecium、原葉孢屬Thallospora、總葡萄孢屬Basidiobotrys、毛軸霉屬Chaetopsis、離蠕孢屬Bipolaris、彎孢菌屬M(fèi)enispora、暗雙孢屬Cordana、波梗霉屬Polythrincium、旋體霉屬Cochlonema、蒲頭霉屬M(fèi)ycotypha和梗蟲霉屬Stylopage。 通過Fisher′s exact test分析顯示青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群組成無明顯差異(P=0.072﹥0.05),這可能暗示著青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群之間存在著密切的演化關(guān)系。

2.2不同部位青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群組成分析

由表2可以看出：青檀不同部位葉片的內(nèi)生和附生真菌均同時(shí)具有的菌群有青霉屬Penicillium、曲霉屬Aspergillus、膝葡孢屬Gonatobotrys、擬青霉屬Paecilomyces、木霉屬Trichoderma、交鏈孢屬Alternaria、黑團(tuán)孢屬Periconia、多隔頭狀孢屬Phragmocephala和內(nèi)隔孢屬Endophragmia共9個(gè)屬。青檀葉片內(nèi)生真菌和附生真菌均是以向陽面的樣品分離培養(yǎng)的菌株數(shù)量最多,分別達(dá)到495株和1382株,占58.88%和74.42%,以陰面樣品分離培養(yǎng)的菌株數(shù)量為最少,分別為344株和475株,分別占41%和25.58%。

表2不同部位青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群的組成及分離頻率(IF)

Table 2Composition and isolation frequency of endophytic fungi and epiphytic fungi ofPteroceltistatarinowiifrom different sampling position

屬Genera內(nèi)生真菌Endophyticfungi附生真菌Epiphyticfungi陰面Shade陽面Sunward上部Upper下部Lower陰面Shade陽面Sunward上部Upper下部Lower分離頻率IF/%分離頻率IF/%分離頻率IF/%分離頻率IF/%分離頻率IF/%分離頻率IF/%分離頻率IF/%分離頻率IF/%青霉屬Penicillium5.485.246.793.932.2111.748.945.01曲霉屬Aspergillus1.072.862.151.790.972.051.181.83地霉屬Geotrichum0.12000.1200.050.050.00假絲酵母屬Candida00000.3800.380膝葡孢屬Gonatobotrys2.032.621.553.106.575.6510.501.72鏈霉屬Streptomyces2.50002.500.050.050.110.00小球霉屬Glomerularia0.722.741.911.55020.031.4018.63頭珠霉屬Oedocephalum00.360.120.240000擬青霉屬Paecilomyces0.600.360.360.600.592.911.132.37樹粉孢屬Oidiodendron6.20006.2000.050.050.00葡萄孢屬Botrytis00000.110.050.110.05木霉屬Trichoderma1.078.707.032.742.586.194.584.20麥穗霉屬Tritirachium00000.160.270.220.22單端孢屬Trichothecium00003.9803.980原葉孢屬Thallospora000000.3800.38鏈霉屬Streptomyces2.985.134.173.931.022.690.543.18色串孢屬Torula00.360.240.120.050.220.050.22孔球孢屬Gilmaniella00.120.1200000總葡萄孢屬Basidiobotrys000000.0500.05黑團(tuán)孢屬Periconia11.0820.5017.7613.591.356.841.137.05毛軸霉屬Chaetopsis000000.0500.05刀孢屬Clasterosporium00.1200.120.050.0500.11多隔頭狀孢屬Phragmoceph-ala2.381.912.501.791.294.524.521.29內(nèi)隔孢屬Endophragmia1.671.072.620.122.753.665.980.43離蠕孢屬Bipolaris00000.0500.050小葉點(diǎn)孢屬Stigmella00.1200.120.050.160.110.11彎孢菌屬M(fèi)enispora000000.320.320暗雙孢屬Cordana00000.2200.220皮思霉屬Pithomyces00.1200.120000毛格孢屬Trichaegum00.1200.120000波梗霉屬Polythrincium000000.050.050刺盤孢屬Colletotrichum00000.220.050.110.16盤長孢屬Gloeosporium0.12000.120.220.160.160.22痂圓孢屬Sphaceloma0.12000.1200.110.050.05盤二孢屬M(fèi)arssonina04.174.17004.151.512.64擬莖點(diǎn)霉屬Phomopsis0.12000.1200.810.160.65旋體霉屬Cochlonema000000.050.050無柄霉屬Acaulopage000000.050.050旋梗霉屬Spiromyces01.550.721.070.220.700.160.75共頭霉屬Syncephalastrum0.950.360.480.830000笄霉屬Choanepho0.720.360.360.7200.2200.22蒲頭霉屬M(fèi)ycotypha0.120.120.120.120000梗蟲霉屬Stylopage0.95000.950.480.050.270.27合計(jì)Total41.0058.8853.1646.9625.5874.4248.1451.86

向陽向陰樣品分離的內(nèi)生真菌和附生真菌的優(yōu)勢菌群(IF≥5%)組成存在一定差異。向陽內(nèi)生真菌優(yōu)勢屬為黑團(tuán)孢屬Periconia(20.5%)、木霉屬Trichoderma(8.70%)、青霉屬Penicillium(5.24%)、鏈霉屬Streptomyces(5.13%),附生真菌優(yōu)勢屬小球霉屬Glomerularia(20.03%)、青霉屬Penicillium(11.74%)、黑團(tuán)孢屬Periconia(6.84%)、膝葡孢屬Gonatobotrys(5.65%)。向陰內(nèi)生真菌優(yōu)勢屬為黑團(tuán)孢屬Periconia(11.08%)、青霉屬Penicillium(5.48%)、樹粉孢屬Oidiodendron(6.20%),附生真菌優(yōu)勢屬膝葡孢屬Gonatobotrys(6.57%)。由上可見,向陽向陰的內(nèi)生真菌均是以黑團(tuán)孢屬Periconia為最大優(yōu)勢菌群,分別占20.5%和11.08%;膝葡孢屬Gonatobotrys為向陽向陰部位共同具有的附生真菌優(yōu)勢菌群,分別占5.65%和6.57%。

上部和下部青檀葉片樣品分離內(nèi)生真菌和附生真菌的優(yōu)勢菌群組成亦表現(xiàn)出一定的差異。上部內(nèi)生真菌優(yōu)勢屬為黑團(tuán)孢屬Periconia(17.76%)、木霉屬Trichoderma(7.03%)、青霉屬Penicillium(6.79%);附生真菌優(yōu)勢屬有膝葡孢屬Gonatobotrys(10.50%)、青霉屬Penicillium(8.94%)和內(nèi)隔孢屬Endophragmia(5.98%)。下部內(nèi)生真菌優(yōu)勢屬為黑團(tuán)孢屬Periconia(13.59%)、樹粉孢屬Oidiodendron(6.20%),附生真菌優(yōu)勢屬為小球霉屬Glomerularia(18.63%)、黑團(tuán)孢屬Periconia(7.05%)、青霉屬Penicillium(5.01%)。由此可見,上部和下部的內(nèi)生真菌亦均是以黑團(tuán)孢屬Periconia為最大優(yōu)勢菌群,分別占17.76%和13.59%;青霉屬Penicillium為上部和下部共同具有的附生真菌優(yōu)勢菌群,分別占8.94%和5.01%。

通過Fisher′s exact test分析,結(jié)果表明(表3)：(1)青檀葉片內(nèi)生真菌菌群組成除了陰面和上部樣品中存在顯著差異之外(P=0.029),在來自其它部位的樣本之中的菌群組成均無明顯差異(P=0.083—0.758);(2)青檀葉片附生真菌菌群組成除了陰面和上部樣品存在顯著差異之外(P=0.032),在來自其它部位的樣本之中的菌群組成均無明顯差異(P=0.08—0.996);(3)來自青檀同一部位(陰面、陽面、上部和下部)的樣品分離獲得的相應(yīng)內(nèi)生真菌和附生真菌菌群的組成均無明顯差異(P=0.074, 0.098, 0.052, 0.535)。以上結(jié)果再次暗示著青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群之間存在著密切的演化關(guān)系,真菌與宿主植物在長期的發(fā)展過程中已經(jīng)形成了較為穩(wěn)定的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系。

表3不同部位青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群組成的差異性分析(P)

Table 3Analysis the difference (P) composition of endophytic fungi and epiphytic fungi ofPteroceltistatarinowiifrom different sampling position

類群Group取樣部位Samplingposition內(nèi)生真菌Endophyticfungi附生真菌Epiphyticfungi陰面Shade陽面Sunward上部Upper下部Lower陰面Shade陽面Sunward上部Upper下部Lower內(nèi)生真菌陰面-0.7580.7340.0290.0740.0140.0340.350Endophyticfungi陽面--0.1140.159-0.0980.2650.542上部-0.083-0.0520.125下部--0.535附生真菌陰面-0.080.0320.505Epiphyticfungi陽面-0.9960.115上部-0.363下部-

2.3青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群多樣性分析

由表4可知,青檀葉片內(nèi)生真菌共分離菌株839株,占31.12, 29屬,占67.44%,而青檀葉片附生真菌共分離菌株1857株,占68.88%,37屬,占86.05%。內(nèi)生真菌以陽面樣品分離的菌株數(shù)量為最多(495株),以陰面分離的菌株數(shù)量為最少(344株),附生真菌分離的菌株數(shù)量亦表現(xiàn)出了類似的規(guī)律。青檀葉片內(nèi)生真菌以下部分離的菌群數(shù)量為最多(27屬),以上部分離的菌群數(shù)量為最少(18屬),而青檀葉片附生真菌菌群數(shù)量表現(xiàn)的規(guī)律恰好與之相反。青檀內(nèi)生真菌的Shannon-Wiener index (H′) 多樣性指數(shù)(2.44)和Margalef index (R) 豐富度指數(shù)(2.88)均分別小于青檀附生真菌Shannon-Wiener index (H′) 多樣性指數(shù)(2.57)和Margalef index (R) 豐富度指數(shù)(3.32),但兩者的Evenness index (E) 均勻度指數(shù)幾乎相等,說明菌群在青檀葉片內(nèi)、葉片外分布的均勻程度基本一致。

表4　青檀內(nèi)生真菌和附生真菌菌群多樣性指數(shù)的計(jì)算

來自向陰和向陽青檀葉片樣品分離的內(nèi)生真菌的菌株數(shù)量、屬數(shù)、Shannon-Wiener index (H′) 多樣性指數(shù)和Margalef index (R) 豐富度指數(shù)均分別小于青檀附生真菌相應(yīng)的菌株數(shù)量、屬數(shù)、Shannon-Wiener index (H′) 多樣性指數(shù)和Margalef index (R) 豐富度指數(shù),而均勻度指數(shù)Evenness index (E)恰相反。以下部葉片的內(nèi)生真菌的多樣性為最高(2.46),豐富度為最大(3.02),上部的內(nèi)生真菌的多樣性和豐富度為最小。附生真菌以上部葉片分離的真菌的多樣性最高(2.41),豐富度為最大(3.16)。

2.4青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群組成相似性分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(表5),青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群組成具有較高的相似性,相似性系數(shù)達(dá)0.70。從不同采樣部位青檀葉片樣本中分離的內(nèi)生真菌菌群的相似性系數(shù)(Cs)在0.62—0.90之間,來自青檀向陽的樣品和上部的樣品分離的內(nèi)生真菌菌群的相似性系數(shù)為最高(Cs=0.90),菌群組成相似性最低的存在于來自青檀向陽與向陰的樣品之間,但相似性系數(shù)仍達(dá)0.62。青檀葉片樣本分離的附生真菌菌群的相似性系數(shù)在0.68—0.88之間,菌群組成相似性最大的存在于來自下部和向陽的樣品之間,相似性系數(shù)為0.88,菌群組成相似性最低的亦存在于來自青檀向陽與向陰的樣品之間,但相似性系數(shù)至0.68。該結(jié)果與上述通過Fisher′s exact test分析的結(jié)果是吻合的,即青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群組成差異不明顯,相似度較高。

表5　青檀內(nèi)生和附生真菌菌群相似性系數(shù)(Cs)的計(jì)算

3　討論

研究結(jié)果顯示,青檀葉片內(nèi)生真菌以陽面樣品分離的菌株數(shù)量為最多(495株),以陰面分離的菌株數(shù)量為最少(344株),青檀葉片附生真菌分離的菌株數(shù)量亦表現(xiàn)出了類似的規(guī)律。青檀內(nèi)生真菌的Shannon-Wiener index (H′) 多樣性指數(shù)(2.44)和Margalef index (R) 豐富度指數(shù)(2.88)均分別小于青檀附生真菌Shannon-Wiener index (H′) 多樣性指數(shù)(2.57)和Margalef index (R) 豐富度指數(shù)(3.32),但兩者的Evenness index (E) 均勻度指數(shù)幾乎相等,說明菌群在青檀葉片內(nèi)和葉片外分布的均勻程度基本一致。青檀葉片內(nèi)生真菌菌群組成陰面和上部樣品中存在顯著差異 (P=0.029),這些現(xiàn)象暗示青檀葉片內(nèi)生真菌和附生真菌菌群之間存在著密切的演化聯(lián)系,內(nèi)生真菌可能除了本身固有的種類以外,可能有些是來源于附生真菌侵染定殖的結(jié)果,與附生真菌的種類和數(shù)量多寡有關(guān),也與植物葉片的生理狀態(tài)、營養(yǎng)狀況、空氣的濕度、光照、紫外線、降水、風(fēng)、溫度和溫差等諸多因素有關(guān),同樣某些內(nèi)生真菌在合適的條件下亦可以跨過葉片細(xì)胞間隙在葉片的表面生長繁殖而成為葉片的附生真菌。本研究僅在夏季首次探究青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群的可能聯(lián)系,其他季節(jié)和其它種類的植物中是否會(huì)表現(xiàn)出同樣的現(xiàn)象,尚需要更多的深入研究。

青檀葉片內(nèi)生真菌以下部分離的菌群數(shù)量為最多(27屬),以上部分離的菌群數(shù)量為最少(18屬),而青檀葉片附生真菌菌群數(shù)量表現(xiàn)的規(guī)律恰好與此相反。內(nèi)生真菌以下部葉片的內(nèi)生真菌的多樣性為最高(2.46),豐富度為最大(3.02),而以上部的內(nèi)生真菌的多樣性和豐富度為最小。附生真菌以上部葉片分離的真菌的多樣性為最高(2.41),豐富度為最大(3.16)。來自向陰和向陽青檀葉片樣品分離的內(nèi)生真菌的菌株數(shù)量、屬數(shù)、Shannon-Wiener index (H′) 多樣性指數(shù)和Margalef index (R) 豐富度指數(shù)均分別小于青檀附生真菌的菌株數(shù)量、屬數(shù)、Shannon-Wiener index (H′) 多樣性指數(shù)和Margalef index (R) 豐富度指數(shù),而均勻度指數(shù)Evenness index (E)恰相反。這種結(jié)果可能說明外界環(huán)境因素(光照、溫度、濕度、自然風(fēng)、雨水、晝夜溫差、其他動(dòng)物等)對青檀葉圍區(qū)域的附生真菌的影響是較大的。內(nèi)生真菌生長在植物組織內(nèi)部,微環(huán)境相對比較穩(wěn)定,受外界因素的影響相對較小,菌群亦趨穩(wěn)定,這也是“菌植”長期協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。

青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群組成具有較高的相似性,相似性系數(shù)達(dá)0.70,這一結(jié)果再次暗示著青檀內(nèi)生真菌與附生真菌之間存在著密切的演化關(guān)系,通過Fisher′s exact test分析也證實(shí)了這一結(jié)論。研究結(jié)果可為進(jìn)一步探討內(nèi)生真菌與宿主附生真菌的協(xié)同演化和相互作用機(jī)制提供借鑒材料。從不同采樣部位青檀葉片樣本中分離的內(nèi)生真菌菌群的相似性系數(shù)(Cs)在0.62—0.90之間,來自青檀向陽的樣品和上部的樣品分離的內(nèi)生真菌菌群的相似性系數(shù)為最高(Cs=0.90),菌群組成相似性最低的存在于來自青檀向陽與向陰的樣品之間。青檀葉片樣本分離的附生真菌菌群的相似性系數(shù)在0.68—0.88之間,菌群組成相似性最大的存在于來自下部和向陽的樣品之間,相似性系數(shù)達(dá)0.88,菌群組成相似性最低的亦存在于來自青檀向陽與向陰的樣品之間。不同取樣部位青檀葉片內(nèi)生和附生真菌菌群相似性差異的原因可能較為復(fù)雜,真菌的組成既與宿主及其中附生和內(nèi)生真菌的自然保存狀態(tài)有關(guān),也會(huì)與所處的生境條件有關(guān),生境條件的變化是否有利于外界非專性內(nèi)生真菌的侵入和增殖、專性和非專性真菌的競爭結(jié)果如何等[16]。

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Composition and ecological distribution of endophytic and epiphytic fungi from the foliage ofPteroceltistatarinowii

CHAI Xinyi*, CHAI Gangqing, XIANG Yuyong, ZHANG Weiwei, YIN Peifeng

SchoolofBiologyandFoodEngineering,ChuzhouUniversity,Chuzhou239000,China

The endophytic and epiphytic fungi from the leaves ofPteroceltistatarinowiiwere studied to understand the composition and evolutionary relationship of endophytic and epiphytic fungal communities on this ancient and peculiar plant. This study provides valuable information about fungal resource conservation and an improved understanding of mutual evolutionary relationships between endophytic and epiphytic fungi and their host plants. Additionally, a rich and sizeable collection of endophytic and epiphytic fungi from this specific plant may provide a unique source of bioactive compounds associated withP.tatarinowii. Healthy plant samples were collected from natural distribution areas ofP.tatarinowiiin Langyashan Natural Reserve, Anhui Province. A total of 2696 isolates of endophytic fungi (839 strains) and epiphytic fungi (1875 strains) were identified and classified into 43 genera, 5 families, and 4 orders. Both species richness and fungal isolation frequency were significantly higher for epiphytic fungi than for endophytic fungi. The dominant order of endophytic (90.23%) and epiphytic fungi (92.51%) was Moniliales. Dematiaceae and Moniliaceae were the dominant families of both endophytic fungi, representing 47.56% and 42.67% of isolates, respectively, and epiphytic fungi, representing 67.04% and 25.47% of isolates, respectively. The dominant genera of endophytic fungi werePericonia(31.47%) andPenicillium(10.73%).Glomerularia(20.03%),Gonatobotrys(13.95%), andPenicillium(12.22%) were the dominant genera of epiphytic fungi. Twenty-three common genera of endophytic and epiphytic fungi were isolated from leaves ofP.tatarinowii, accounting for 53.49% of isolates:Penicillium,Aspergillus,Geotrichum,Gonatobotrys,Streptomyces,Glomerularia,Paecilomyces,Oidiodendron,Trichoderma,Alternaria,Torula,Periconia,Clasterosporium,Phragmocephala,Endophragmia,Stigmella,Acaulopage,Spiromyces,Syncephalastrum,Choanephora,Phomopsis,Gloeosporium, andMarssonina. Six genera (19 strains, 0.70%;Oedocephalum,Gilmaniella,Pithomyces,Trichaegum,Colletotrichum, andSphaceloma) were unique to endophytic fungi, and 14 genera (120 strains, 4.45%;Candida,Botrytis,Tritirachium,Trichothecium,Thallospora,Basidiobotrys,Chaetopsis,Bipolaris,Menispora,Cordana,Polythrincium,Cochlonema,Mycotypha, andStylopage) were unique to epiphytic fungi. Differences in the composition of endophytic and epiphytic fungi existed at different sampling locations.Periconia(20.5%),Penicillium(5.24%),Trichoderma(8.70%), andStreptomyces(5.13%) were the dominant genera of endophytic fungi from the sunward-facing sample leaves, whereas, the dominant genera of epiphytic fungi wereGlomerularia(20.03%),Penicillium(11.74%),Periconia(6.84%), andGonatobotrys(5.65%). The dominant genera of endophytic fungi from the shade sample leaves includedPericonia(11.08%),Penicillium(5.48%), andOidiodendron(6.20%), whereas the dominant genus of epiphytic fungi wasGonatobotrys(6.57%).Periconiawas the dominant genus of endophytic fungi isolated from the upper (17.76%) and lower (13.59%) leaves.Penicilliumwas the dominant genus of epiphytic fungi isolated from the upper (8.94%) and lower (5.01%) leaves. The Shannon-Wiener diversity index (H′=2.44) and Margalef richness index (R=2.88) of endophytic fungi were less than that of epiphytic fungi (H′=2.57,R=3.32). The endophytic and epiphytic fungal communities ofP.tatarinowiihad a similarity coefficient of 0.70. Fisher′s exact test analysis suggested that there was no significant difference (P=0.072) between the composition of endophytic and epiphytic fungi from the foliage ofP.tatarinowii.

Pteroceltistatarinowiifoliage; endophytic fungi; epiphytic fungi; diversity index; similarity coefficient

安徽省教育廳自然科學(xué)基金項(xiàng)目(KJ2012Z287);滁州學(xué)院生物工程科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(CZTD201104);滁州學(xué)院科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目(2014qd047)

2015- 01- 29; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2015- 12- 03

Corresponding author.E-mail: xinyianhui@163.com

10.5846/stxb201501290233

柴新義,柴鋼青,向玉勇,張微微,殷培峰.青檀葉片內(nèi)生和附生真菌組成及生態(tài)分布.生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(16):5163- 5172.

Chai X Y, Chai G Q, Xiang Y Y, Zhang W W, Yin P F.Composition and ecological distribution of endophytic and epiphytic fungi from the foliage ofPteroceltistatarinowii.Acta Ecologica Sinica,2016,36(16):5163- 5172.