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不同地区蛇足石杉内生真菌多样性及分离纯化和生物活性研究认领

被引量： 3

作者：

庞礴

学位授予单位：

浙江理工大学

摘要：

蛇足石杉(Huperzia serrata.)是一种生长缓慢、植株矮小、生活在林荫和阴暗潮湿生境下具有药用价值的多年生蕨类植物。蛇足石杉体内代谢产生的一种生物碱石杉碱甲(Huperzine A,Hup A),是一种天然且高效的胆碱酯酶抑制剂,其对于阿尔兹海默症的治疗具有一定的效果。然而,随着市场需求的不断增长,蛇足石杉野生资源极为匮乏,已经无法满足市场的需求。植物内部菌株与宿主之间建立了长期稳定的共生关系,这种共生关系促进了部分菌株产生与宿主具有相似生物活性物质的能力。本研究通过比较分析不同生态区蛇足石杉内生真菌多样性、组成成分及差异性,及其与产石杉碱甲关联性分析,为蛇足石杉真菌群落的进一步研究及其与产石杉碱甲的相互作用提供新的见解,有助于阐明内生真菌的生态功能。采用组织分离法分离出大量内生真菌,结合形态学和分子生物学对内生真菌进行鉴定。通过HPLC检测筛选出产石杉碱甲菌株,为内生真菌发酵产石杉碱甲的工业化应用奠定基础。通过平板对峙培养、发酵液纸片扩散培养和发酵液防病筛选试验筛选出防治灰霉菌菌株,为其生物防治提供菌种资源。本研究的研究内容和主要结论如下:(1)高通量测序技术分析了成都和七仙湖两个生态区的蛇足石杉内生真菌的多样性及分类组成,总共获得1,434,573条有效序列,分为2,521个操作分类单元(OTU),涵盖了9个门、40个纲、102个目、228个科和430个属。在成都样本和七仙湖样本中分别检测到1,829个和1,288个OTU。两个生态区中共有OTU数分别为140和102,门分类水平上,子囊菌门(54.34%)和担子菌门(41.51%)为优势菌群,未鉴定的子囊菌属在在叶和茎组织中含量最多,但在根组织中含量较低,蜡壳耳属(Sebacina)是成都地区第二主要的属,但在七仙湖地区几乎未检测到。聚类热图显示,两个地区根的样本聚集在一起,而茎和叶的样本聚集在一起。Alpha多样性表明,根组织的内生真菌多样性明显低于茎和叶;Beta多样性揭示了茎和叶组织中真菌群落的相似度高于根组织中的真菌群落,这表明它们之间存在显著的差异。表明了植物组织和生态区域对于蛇足石杉内生真菌群落的结构和多样性有影响,对于深入理解植物-微生物相互作用的机制和生态系统的生物多样性具有重要意义。(2)基于Pearson相关分析,有5个属(子囊菌＿未分类属Ascomycota＿unclassifed,杯梗孢属Cyphellophora,真菌＿未分类属Fungi＿unclassifed,掷孢酵母属Sporobolomyces和Trichomeriaceae＿unclassifed)与石杉碱甲含量显著正相关,可以由此推断该5个属的内生真菌可能具有取代蛇足石杉产生Hup A的潜力。同时,相关性分析显示,多种内生真菌与这5种内生真菌之间存在正相关关系,这部分内生真菌对产石杉碱甲具备的正反馈作用能够为我们发掘高效率产石杉碱甲的内生真菌提供相关线索。(3)从蛇足石杉植株体中组织分离得到了120余株内生真菌,通过ACh E抑制活性试验,筛选出43株具有抑制性的活性菌株,进一步进行形态学和分子学鉴定,并通过HPLC检测筛选出产石杉碱甲菌株(暹罗炭疽菌Colletotrichum siamense)S-1-2及L-2-15,为了寻找高效产生石杉碱甲的内生真菌,进一步为石杉碱甲的工业化大规模生产确立基础。(4)通过平板对峙培养实验,发现5株内生真菌能够抑制灰霉菌的生长,再进行菌株发酵液滤纸扩散复筛及番茄抗病检测,发现胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)S-7-4、链格孢菌(Alternaria alternata)L-11-7、意大利果壳叶点霉菌(Phyllosticta capitalensis)S-3-7对番茄灰霉病有显著的抑制效果。该研究提供了可用于生物防治灰霉菌的菌种资源,以获得有效的防治效果。

摘要译文

关键词：

蛇足石杉; 内生真菌; 菌落多样性; 石杉碱甲; 番茄灰霉

学位年度：

2023

学位类型：

硕士

学科专业：

生物学

导师：

汪得凯

中图分类号：

Q933[微生物遗传学]

学科分类号：

071003[微生物学];071007[遗传学]

D O I：

10.27786/d.cnki.gzjlg.2023.001387