杜明祥,王 添,李春杰,陳泰祥

(草種創(chuàng)新與草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,甘肅 蘭州 730020)

禾草內(nèi)生真菌是在宿主禾草的組織間隙完成其全部或大部分生命周期,但不引起宿主禾草產(chǎn)生外部明顯癥狀的一類內(nèi)生真菌[1-2],其分類學(xué)地位屬于子囊菌門(Ascomycota)、肉座菌目(Hypocreales)、麥角菌科(Clavicipitaceae)的香柱菌屬(Epichloё)[3-6]。1898年,德國(guó)學(xué)者Vogl[1]從毒麥(Loliumtemulentum)種子中分離出了Epichloё屬禾草內(nèi)生真菌,這是全世界首次發(fā)現(xiàn)的禾草內(nèi)生真菌。這類真菌主要分布在宿主禾草的地上部分,包括葉鞘、莖稈,也有少部分分布于宿主葉片表面[3,7],并與宿主禾草經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的協(xié)同進(jìn)化[8],形成了十分穩(wěn)定的互利共生關(guān)系[9],其侵入禾草既不會(huì)破壞宿主禾草的細(xì)胞結(jié)構(gòu),也不會(huì)同病原菌一樣入侵宿主細(xì)胞對(duì)宿主的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生負(fù)面影響,其主要從宿主細(xì)胞間隙吸收生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng),與宿主交換碳、氮、磷等多種營(yíng)養(yǎng)元素,產(chǎn)生多種次生代謝產(chǎn)物增強(qiáng)宿主的免疫防御能力,保護(hù)其免受各種生物和非生物脅迫的傷害[10-13]。

Epichloё屬禾草內(nèi)生真菌是目前研究最廣泛的一類內(nèi)生真菌[14],其一方面可為宿主植物帶來諸多增益作用,另一方面,部分共生體產(chǎn)生的麥角類和吲哚二萜類生物堿可引致草食家畜中毒,影響草地畜牧業(yè)的健康發(fā)展,這一兩面性使得其在全世界范圍內(nèi)廣泛引起了農(nóng)學(xué)家、畜牧學(xué)家、植物病理學(xué)家、植物生理學(xué)家以及分子生物學(xué)家等的興趣[2]。目前已在全世界80屬300多種禾草中發(fā)現(xiàn)了Epichloё屬內(nèi)生真菌[15],所鑒定的內(nèi)生真菌種類多樣,且其分類地位也隨著研究的深入不斷發(fā)生變化。本文旨在對(duì)禾草內(nèi)生真菌的命名歷史進(jìn)行系統(tǒng)歸納,詳盡描述目前已經(jīng)報(bào)道的禾草內(nèi)生真菌種類多樣性和形態(tài)學(xué)多樣性,并初步總結(jié)我國(guó)禾草內(nèi)生真菌種類多樣性,以期為未來新禾草內(nèi)生真菌資源的分類提供參考依據(jù),并為未來我國(guó)優(yōu)良禾草內(nèi)生真菌資源的挖掘與利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 禾草內(nèi)生真菌的命名歷史

最初,禾草內(nèi)生真菌的鑒定主要依靠以分生孢子形態(tài)差異和培養(yǎng)特性為基礎(chǔ)的形態(tài)學(xué)特征,隨著分子生物學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步,越來越多的分子生物學(xué)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于禾草內(nèi)生真菌的分類學(xué)研究[16]。目前,形態(tài)學(xué)特征、宿主特異性、系統(tǒng)發(fā)育學(xué)以及生物堿多樣性等方法已廣泛應(yīng)用于禾草內(nèi)生真菌分類學(xué)鑒定。系統(tǒng)發(fā)育學(xué)主要利用物種的遺傳信息--DNA序列來構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系[17],確定新種與已知種的親緣關(guān)系,從而確定其分類地位。系統(tǒng)發(fā)育學(xué)表明,Epichloё屬內(nèi)生真菌的起源有三種,一種是直接來源于某一種內(nèi)生真菌,一種是有性型之間的種間雜交,還有一種是有性型和無性型的種間雜交,通過種間雜交重組,產(chǎn)生了新的遺傳性狀,從而出現(xiàn)了新的種、變種和亞種[18]。這些內(nèi)生真菌在植物中的傳播具有兩種不同方式,一種是在禾草種子萌發(fā)時(shí),種皮和胚乳中的有性型內(nèi)生真菌會(huì)侵入禾草莖稈和葉鞘部位的細(xì)胞間隙[19],接著在部分分蘗的葉鞘上產(chǎn)生帶有分生孢子的子座[20-21],植種蠅屬(Botanophila)昆蟲攜帶這些分生孢子傳播到周圍植物上,這一傳播方式即為內(nèi)生真菌的水平傳播[22-25]。另一種是有性型內(nèi)生真菌通過種間雜交產(chǎn)生無性型內(nèi)生真菌,無性型內(nèi)生真菌隨著宿主的分蘗和抽穗傳播至種子中,這種通過種子從親代向子代傳播的方式,稱為垂直傳播,也是無性型內(nèi)生真菌唯一的傳播方式[26-27]。

Epichloё屬最初為一個(gè)亞屬,而Epichloёtyphina在1849年歸入其中并成為該屬的模式種,在1865年,Epichloё亞屬被提升為屬水平。之后經(jīng)多年的研究,Epichloё屬的更多的成員得以被發(fā)現(xiàn)。與此同時(shí),對(duì)于Epichloё屬無性型的分類和命名一直飽受爭(zhēng)議。在歷經(jīng)多次命名后,Morgan等[28]在Acremonium內(nèi)部構(gòu)建了一個(gè)屬:Albolanosa,并將Epichloё屬無性型歸于其中。但相關(guān)學(xué)者發(fā)現(xiàn)這一分類方式并不合理,又利用18SrDNA的系統(tǒng)發(fā)育學(xué)信息將屬于Epichloё屬無性型的8個(gè)有效種獨(dú)立出來,構(gòu)建了僅包含禾本科植物內(nèi)生真菌的新屬:Neotyphodium[29]。隨后,根據(jù)分子系統(tǒng)發(fā)育學(xué)、宿主兼容性、宿主范圍、形態(tài)特征以及依據(jù)無性型菌株與Epichloё屬各個(gè)種的遺傳進(jìn)化關(guān)系等,世界各地又陸續(xù)報(bào)道了多個(gè)有性型Epichloё屬及其無性型Neotyphodium屬內(nèi)生真菌[30-34]。

在經(jīng)典分類學(xué)中,依據(jù)形態(tài)特征,Neotyphodium屬內(nèi)生真菌被認(rèn)為是Epichloё屬的無性世代[35]。學(xué)者們利用系統(tǒng)發(fā)育學(xué)數(shù)據(jù),尤其是根據(jù)β-微管蛋白(tubB)及翻譯延長(zhǎng)因子1-α(tefA)兩對(duì)管家基因的分析,發(fā)現(xiàn)了越來越多的新種,但這些研究結(jié)果也同時(shí)表明Neotyphodium屬的真菌與其有性型的Epichloё屬真菌之間存在著較為復(fù)雜的遺傳進(jìn)化關(guān)系。一些Neotyphodium屬的種是由Epichloё屬的某一個(gè)種演化而來的,而更多的Neotyphodium屬則源自兩個(gè)或三個(gè)不同的Epichloё spp.的種間雜交[36-38]。例如,N.lolli,N.aotearoae和N.inebrians等是直接由Epichloё屬的某一個(gè)種演化而來的[36,39],N.australiense是由E.festucae和E.typhina雜交后演化而來,N.occulans則是由E.bromicola和一個(gè)未確定的種雜交后演化而來。將無性型和有性型的內(nèi)生真菌分別命名為“Neotyphodium”和“Epichloё”的分類法掩飾了真菌的進(jìn)化多樣性、生命周期及其與宿主的互作等眾多問題,使得很多研究被復(fù)雜化或誤解,如子座的形成在內(nèi)生真菌有性繁殖過程中是必不可少的,部分Neotyphodium屬內(nèi)生真菌并沒有完整的有性階段,但仍在宿主表面形成了子座[32,40];很多Neotyphodium屬內(nèi)生真菌是由缺乏有性繁殖能力的內(nèi)生真菌種間雜交而來,但存在部分有性型內(nèi)生真菌由于其可產(chǎn)生含有子囊孢子的子囊殼而被歸入Epichloё屬[41]。由于Neotyphodium屬與Epichloё屬之間復(fù)雜的雜交進(jìn)化關(guān)系,僅憑借形態(tài)學(xué)特征將Epichloё屬的無性型歸于另一單獨(dú)屬的分類方式存在巨大的缺陷,難以準(zhǔn)確深層次對(duì)內(nèi)生真菌進(jìn)行分類與鑒定。因此,結(jié)合系統(tǒng)發(fā)育學(xué)證據(jù)對(duì)Epichloё屬及其無性型Neotyphodium屬內(nèi)生真菌進(jìn)行重新調(diào)整具有很大的必要性[14,36,42]。

2012年于澳大利亞墨爾本召開的第18屆國(guó)際植物學(xué)大會(huì)上,規(guī)范了多性型真菌命名的規(guī)則,提出了“one fungus,one name”的原則。這一原則規(guī)定,每種真菌都應(yīng)該有一個(gè)能表示其生長(zhǎng)特性及孢子形態(tài)的單一名稱?；贜eotyphodium屬和Epichloё屬之間錯(cuò)綜復(fù)雜的雜交進(jìn)化關(guān)系、雙命名系統(tǒng)的缺陷以及對(duì)真菌所制定的新的命名規(guī)則,Leuchtmann等[43]于2014年對(duì)Epichloё屬及其無性型Neotyphodium屬真菌重新進(jìn)行了規(guī)整。基于種的系統(tǒng)發(fā)育、交配兼容性概念與優(yōu)先發(fā)表原則,將Epichloё屬的無性型Neotyphodium屬內(nèi)生真菌全部歸入Epichloё屬。在Epichloё屬中進(jìn)行重新組合時(shí),除E.mollis作為一個(gè)新名稱外,其余均保留了原始分類單元名稱。基于系統(tǒng)發(fā)育所確定的位置,將某些種歸類至亞種或變種的水平,將同種異名的種進(jìn)行了重新命名和規(guī)整,此外,去除了Acremoniumchilense(=Neotyphodiumchilense)以及Neotyphodiumstarrii兩個(gè)種。重新命名規(guī)整之后,Epichloё屬真菌共10個(gè)有性型和24個(gè)無性型,確認(rèn)了3個(gè)亞種以及6個(gè)變種。

自對(duì)禾草內(nèi)生真菌分類系統(tǒng)重新規(guī)整以來,新報(bào)道的種都按照新的分類系統(tǒng)進(jìn)行分類。Tatsiana等[44]通過測(cè)定野生早熟禾(Poaalsodes)種群中內(nèi)生真菌的侵染頻率和變異性,根據(jù)內(nèi)生真菌侵染野生早熟禾產(chǎn)生的生物堿來評(píng)估內(nèi)生真菌的多樣性,發(fā)現(xiàn)了北美地區(qū)的新種Epichloёalsodes和一個(gè)變種Epichloёschardliivar.pennsylvanica。Leuchtmann等[45]從馬特威西早熟禾(Poamatthewsii)中分離鑒定了一個(gè)內(nèi)生真菌新種,命名為Epichloёnovae-zelandiae,其具有三個(gè)拷貝,分別是E.amarillans,E.bromicola和E.typhinasubsp.poae。Tian等[46]對(duì)分離自我國(guó)西北地區(qū)中華羊茅的內(nèi)生真菌的菌落和分生孢子形態(tài)特征進(jìn)行了研究,并利用tefA和tubB基因內(nèi)含子序列確定了該內(nèi)生真菌的分類地位,結(jié)果表明該種為新種并將其命名為了Epichloёsinensis。Thünen等[47]從單花臭草(Meliauniflora)分離出了內(nèi)生真菌,經(jīng)鑒定發(fā)現(xiàn)該內(nèi)生真菌是新種并將其命名為Epichloёscottii。同時(shí),與其它有性型內(nèi)生真菌tubB等[48]序列對(duì)比表明E.scottii也是一有性型種,另外發(fā)現(xiàn)該種是無性型E.dissecta的有性來源之一。Leuchtmann和Schardl利用tubB和tefA基因序列分析了歐洲三種短柄草屬(Brachypodiumsylvaticum,B.pinnatum和B.phoenicoides)和三種拂子茅屬(Calamagrostisarundinacea,C.purpurea和C.villosa)植物的Epichloё內(nèi)生真菌多樣性,發(fā)現(xiàn)從拂子茅屬中分離出的兩種內(nèi)生真菌與其它內(nèi)生真菌在系統(tǒng)發(fā)育樹中居于不同分支,形態(tài)學(xué)和系統(tǒng)發(fā)育學(xué)證據(jù)表明這兩個(gè)種內(nèi)生真菌均為有性型內(nèi)生真菌且為新種,因此分別命名為Epichloёcalamagrostidis和Epichloёftanensis。

2 禾草內(nèi)生真菌的分類

截止2023年,已正式報(bào)道的Epichloё屬內(nèi)生真菌共有51種,其中包含21種(亞種、變種)有性型和30種(亞種、變種)無性型,各個(gè)種的宿主范圍、來源、雜交特性、傳播特性以及形態(tài)學(xué)特征見表1、表2和表3[43-47,49]。有性型內(nèi)生真菌多為單倍體,即只存在單拷貝內(nèi)含子基因序列,無性型內(nèi)生真菌中,大部分為多倍體,即存在多拷貝內(nèi)含子基因序列[50]。在所有有性型內(nèi)生真菌中僅E.liyangensis為雙拷貝雜交種,在所有無性型內(nèi)生真菌中,E.australiensis,E.cabralii,E.canadensis,E.danica,E.disjuncta,E.funkii,E.guerinii,E.hordelymi,E.melicicola,E.occultans,E.pampeana,E.siegelii,E.sinica,E.sinofestucae,E.tembladerae,E.uncinata,E.hybrida,E.alsodes,E.schardliivar.pennsylvanica和E.sinensis這20種為雙拷貝雜交種,E.chisosa,E.coenophiala和E.novae-zelandiae為三拷貝雜交種,而E.aotearoae,E.gansuensis,E.inebrians,E.mollis,E.sibirica和E.stromatonga這6種內(nèi)生真菌均為單拷貝非雜交種,這類內(nèi)生真菌可能是由有性型內(nèi)生真菌喪失有性生殖能力進(jìn)化而來。在雜交種中普遍發(fā)現(xiàn)了E.bromicola和E.typhina這兩種拷貝,且這兩種內(nèi)生真菌的宿主種類也最為豐富,已在至少6種禾草中發(fā)現(xiàn)了E.bromicola,至少7種禾草中發(fā)現(xiàn)了E.typhina,這兩種內(nèi)生真菌是絕大部分雜交種的起源。

表1 有性型Epichloё屬內(nèi)生真菌分類Table 1 Teleomorph-typified species of Epichloё endophyte

表3 Epichloё屬內(nèi)生真菌形態(tài)學(xué)特征Table 3 Morphological characters of Epichloё endophyte species

由表3可知,不同種禾草內(nèi)生真菌的形態(tài)學(xué)特征均存在一定的差異。另有研究表明,同種禾草所攜帶的內(nèi)生真菌以及同種內(nèi)生真菌的形態(tài)學(xué)特征均會(huì)因地理區(qū)域的差異而不同[16]。如研究人員從我國(guó)內(nèi)蒙古中東部地區(qū)6個(gè)不同地理種群的羊茅(Festucaovina)中共分離出19株形態(tài)特征各異的內(nèi)生真菌[51];對(duì)我國(guó)西北地區(qū)不同地理種群、不同組織的21株E.gansuensis菌株進(jìn)行形態(tài)多樣性分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些菌株的菌落顏色、質(zhì)地、生長(zhǎng)速率、分生孢子大小、形狀等都存在較大的差異[52]。

3 中國(guó)已發(fā)現(xiàn)的禾草內(nèi)生真菌

我國(guó)Epichloё屬內(nèi)生真菌的分類學(xué)研究進(jìn)展也取得了顯著成果,迄今為止,已從我國(guó)至少21個(gè)屬77種禾草中發(fā)現(xiàn)了Epichloё屬內(nèi)生真菌的存在,并通過進(jìn)一步的分離與鑒定,報(bào)道了12種禾草內(nèi)生真菌(表4)[66-67]。從醉馬草中共分離出E.gansuensis和E.inebrians兩種內(nèi)生真菌[36,68-69];E.liyangensis主要定殖于草地早熟禾(Poapratensis)中;羽茅(Achnatherumsibiricum)主要被E.sibirica和E.gansuensis所侵染;從鵝觀草(Elymuskamoj)中分離出了E.sinica;從小穎羊茅(Festucaparviglum)中分離出了E.sinofestucae;E.stromatolonga和E.typhina分別侵染拂子茅(Calamagrostisepigeio)和鴨茅(Dactylisglomerata)兩種禾草[21,70-72]。已從披堿草(Elymusdahuricus)、圓柱披堿草(Elymuscylindricus)、肥披堿草(Elymusexcelsus)、垂穗披堿草(Elymusnutans)、西藏披堿草(Elymustibeticus)和麥賓草(Elymustangutorum)等幾種披堿草屬禾草中分離出了E.bromicola內(nèi)生真菌[67],除披堿草屬禾草外,從野大麥(Hordeumbrevisubulatum)[20]、羊草(Leymuschinensis)[73-74]、短柄草(Brachypodiumsylvaticum)[75]和大雀麥(Bromusmagnus)[76]中也分離出了E.bromicola內(nèi)生真菌,除此之外,從我國(guó)青海和甘肅的垂穗披堿草(Elymusnutans)中還分離出了E.glyceriae。從采集自我國(guó)新疆等地的布頓大麥(Hordeumbogdanii)中分離出的內(nèi)生真菌被鑒定為Epichloё sp. HboTG-2(H.bogdaniiTaxonomicGroup2:E.bromicola×E.typhina)[77]。

表4 我國(guó)Epichloё屬禾草內(nèi)生真菌分布Table 4 Distribution of Epichloё endophyte fungi in China

4 利用內(nèi)生真菌進(jìn)行種質(zhì)創(chuàng)新研究進(jìn)展

利用Epichloё屬內(nèi)生真菌進(jìn)行種質(zhì)創(chuàng)新,即選取優(yōu)良菌株(可提高宿主抗逆性、僅產(chǎn)生抗蟲生物堿而不產(chǎn)生對(duì)家畜有毒的生物堿),通過人工接種的方式將其接種至新宿主體內(nèi)獲得抗逆、對(duì)家畜無毒、可穩(wěn)定遺傳的新共生體、新種質(zhì)[11,82],這種育種方式為育種學(xué)開拓了一個(gè)新的研究思路和技術(shù)[83]。20世紀(jì)30年代,美國(guó)育種科學(xué)家成功培育出第一個(gè)含有內(nèi)生真菌的牧草新品種‘Kentucky-31’[84]。1991年,新西蘭科學(xué)家利用人工接種技術(shù)將禾草內(nèi)生真菌菌株Endosafe?接種至黑麥草中,構(gòu)建了第一個(gè)人工禾草-內(nèi)生真菌共生體[11]。自此,科學(xué)家們從大量?jī)?nèi)生真菌共生體中篩選出了不含對(duì)家畜具有毒性的生物堿而可產(chǎn)生抗蟲生物堿的內(nèi)生真菌菌株,將所篩選的有益菌株接種于牧草中構(gòu)建新共生體,如將只產(chǎn)生loline和peramine兩種抗蟲生物堿的E.coenophiala內(nèi)生真菌菌株的AR542接種于高羊茅品種‘Jesup’和‘Georgia 5’中,構(gòu)建出了高越冬率和存活率的新共生體,且能防止家畜出現(xiàn)中毒癥狀[85];將AR542菌系接種到高羊茅品種‘Jesup’中創(chuàng)制出新品種MaxQTM[82];將UA4內(nèi)生真菌菌系接種于高羊茅品種‘HiMag’中創(chuàng)制出了鎂含量和鈣含量較高的新品種ArkPlusTM,此品種保持了較低的家畜中毒率[86]。新西蘭與澳大利亞聯(lián)合也已發(fā)現(xiàn)了諸多有益內(nèi)生真菌菌株如N.loliiAR1菌系以投放到市場(chǎng)中[87]。我國(guó)目前也已開展了利用禾草內(nèi)生真菌進(jìn)行抗性育種的研究,將分離于野大麥的內(nèi)生真菌(Epichloёbromicola)通過人工接種的方式接種至栽培大麥(Hordeumvulgare)體內(nèi),創(chuàng)制出了野大麥內(nèi)生真菌E.bromicola-大麥新種質(zhì),內(nèi)生真菌將其提高原宿主植物生長(zhǎng)的優(yōu)良特征賦予新的宿主中[88]。除應(yīng)用于牧草育種,禾草內(nèi)生真菌目前也廣泛應(yīng)用于草坪草育種:美國(guó)、新西蘭等多個(gè)國(guó)家已培育出諸多攜帶禾草內(nèi)生真菌的抗逆草坪草新品種,其中坪用型高羊茅和黑麥草‘Advent’‘Assure’‘Dandy’‘Dasher II’‘Gettysburg’‘Pinnacle’等新品種已投放到市場(chǎng)中[89];新西蘭科學(xué)家利用較高毒性的內(nèi)生真菌菌株AR95和AR601聯(lián)合培育出具有抗鳥采食的新品種‘AVANEX’,因其防鳥效果顯著,該品種已在新西蘭克賴斯特徹奇(Christchurch)國(guó)際機(jī)場(chǎng)和漢密頓(Hamilton)國(guó)際機(jī)場(chǎng)投入使用[90-91]。將禾草內(nèi)生真菌應(yīng)用于植物抗性育種,不僅能提高植物在不良環(huán)境中的生存能力,同時(shí)還能緩解水資源匱乏,減少化肥農(nóng)藥的使用,并且還能對(duì)鹽堿地進(jìn)行有效地開發(fā)利用。因此,充分利用現(xiàn)有資源并不斷挖掘新禾草內(nèi)生真菌來進(jìn)行抗性育種具有極大的必要性和可行性。

5 總結(jié)與展望

自然生態(tài)系統(tǒng)中,幾乎所有植物都能夠與真菌形成共生關(guān)系[92],與導(dǎo)致宿主植物生長(zhǎng)減緩,甚至死亡的致病微生物不同,禾草內(nèi)生真菌在保證宿主植物應(yīng)對(duì)外界環(huán)境變化過程中的生長(zhǎng)發(fā)育方面發(fā)揮著重要作用。內(nèi)生真菌的侵染可提高宿主對(duì)至少40余種害蟲的抗性[93],也能提高禾草對(duì)細(xì)交鏈孢(Alternariaalternata)、離蠕孢(Bipolarissorokiniana)等多種病原菌的抗性[94]。除生物脅迫外,內(nèi)生真菌對(duì)禾草抵御非生物脅迫的增益作用也已得到充分證明,如E.bromicola與野大麥共生可減輕鹽脅迫對(duì)野大麥的傷害[20],E.sinensis可提高中華羊茅抗旱和抗鹽堿能力,E.gansuensis與醉馬草共生可有效提高醉馬草抗寒、抗旱和抗鹽堿能力[95-96],E.festucae和E.gansuensis等內(nèi)生真菌還能提高宿主禾草對(duì)Zn,Al,Cd等重金屬的耐受性[97-99]。除此之外,禾草內(nèi)生真菌也會(huì)對(duì)宿主禾草根際土壤的物理、化學(xué)特性以及根際微生物生物量和微生物群落及功能產(chǎn)生影響[96,102-104]。內(nèi)生真菌還能作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和生物農(nóng)藥的來源[100]。研究表明,內(nèi)生真菌可通過產(chǎn)生生長(zhǎng)素(Auxin,IAA)等植物激素來促進(jìn)植物生長(zhǎng),已有學(xué)者通過離體培養(yǎng)高羊茅E.coenophiala內(nèi)生真菌獲得IAA。Latch研究發(fā)現(xiàn),受內(nèi)生真菌侵染的黑麥草植株生物量的增加與赤霉素(Gibberellins,GA)有關(guān)[101]。此外,部分內(nèi)生真菌的代謝物具有抗病原菌和抗蟲等生物學(xué)活性,因此可從這些內(nèi)生真菌中提取出具有抗病蟲活性的化合物,或可利用挖掘的抗病蟲活性的化合物作為先導(dǎo)化合物進(jìn)一步來研發(fā)新的生物農(nóng)藥[40,102]。目前,對(duì)內(nèi)生真菌提高宿主抗逆性的研究大多只停留在生理層面,而對(duì)其分子機(jī)理研究仍不夠深入,隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,今后應(yīng)在禾草內(nèi)生真菌共生體抗逆的分子機(jī)理研究方面不斷深入,以此為禾草抗逆定向改良提供理論基礎(chǔ)。

Epichloё屬禾草內(nèi)生真菌因其為禾草帶來的諸多益處而具有較高的利用價(jià)值,同時(shí)其種類繁多,對(duì)其進(jìn)行合理分類具有極大的必要性。通過形態(tài)學(xué)特征、DNA序列比對(duì)的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系以及生物堿合成基因鑒定和交配型分析等多種方法,可明確內(nèi)生真菌的分類地位[68,103]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)Epichloё屬內(nèi)生真菌的分類學(xué)地位進(jìn)行了重新調(diào)整,理清了各個(gè)種之間所存在的直接或間接的聯(lián)系,為內(nèi)生真菌不同種之間所存在的種間雜交提供了充分的證據(jù)。同時(shí),系統(tǒng)發(fā)育學(xué)方法的運(yùn)用,極大地促進(jìn)了我們對(duì)內(nèi)生真菌進(jìn)化起源的認(rèn)知,為內(nèi)生真菌在育種、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和生物農(nóng)藥等方面的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)禾草內(nèi)生真菌的研究已取得了突破性進(jìn)展,越來越多的優(yōu)良資源被不斷發(fā)掘。我國(guó)自20世紀(jì)90年代末開始就已陸續(xù)開展了禾草內(nèi)生真菌的研究,雖起步較晚,但目前在禾草內(nèi)生真菌多樣性研究中成果顯著,不斷挖掘出了新種,已和其他國(guó)家趨于同步[15-16],但總體而言,我國(guó)禾草內(nèi)生真菌資源調(diào)查區(qū)域仍不夠全面,應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)我國(guó)禾草內(nèi)生真菌種質(zhì)資源調(diào)查,如應(yīng)從冷季型草坪草到轉(zhuǎn)向暖季型植物,對(duì)草原以外的區(qū)域也應(yīng)進(jìn)行資源調(diào)查,以期發(fā)現(xiàn)更多可應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn)的禾草內(nèi)生真菌。小麥(TriticumaestivumL.)與水稻(Oryzasativa)等糧食作物也屬于禾本科,已有學(xué)者嘗試通過人工接種將禾草內(nèi)生真菌接種至糧食作物中,但由于宿主特異性和不融合性而導(dǎo)致成功率較低,因此未來有必要探明禾草與內(nèi)生真菌不融合的原因,利用基因組學(xué)和代謝組學(xué)等技術(shù)理清內(nèi)生真菌與禾草之間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與物質(zhì)交流過程,從而利用基因編輯等技術(shù)來創(chuàng)制兼容性較高的禾本科植物-內(nèi)生真菌共生體新材料、新種質(zhì)。