云南兰科植物菌根内生真菌种类研究2006

植物内生菌的研究进展植物内生菌是一种与植物共生的微生物，它们在植物的内部生活并与其共同生长。

近年来，对植物内生菌的研究逐渐增多，科学家们发现，这些微生物与植物之间存在着复杂的相互作用。

本文将介绍植物内生菌的研究进展，探讨其对植物生长和环境适应的影响，以及对人类农业的潜在价值。

植物内生菌是一类普遍存在于植物体内的微生物，包括细菌、真菌和放线菌等。

与植物共生的菌根菌、内生细菌和内生真菌是常见的植物内生菌。

这些微生物与植物形成共生关系，通过与植物根系接触，提供养分、促进生长、增加抗逆性和减少害虫的侵害。

植物也为内生菌提供生长和繁殖的条件。

植物内生菌与植物之间的共生关系是一种相互促进的共生关系，对植物的生长发育和环境适应具有重要意义。

近年来，许多研究表明，植物内生菌对植物的生长和发育具有显著的促进作用。

植物内生菌可以帮助植物吸收土壤中的养分。

据研究发现，菌根菌和内生细菌通过产生一些特定的酶，可以分解土壤中的有机物质，提供植物所需的养分。

内生菌还可以合成一些植物生长所需的激素，例如赤霉素和生长素，从而促进植物的生长和发育。

植物内生菌还可以帮助植物抵抗外界环境的逆境因素，如干旱、盐碱和病虫害的侵害。

内生菌通过激活植物的防御系统，增强植物的抗逆性，从而使其更好地适应恶劣的环境条件。

虽然植物内生菌对植物生长和环境适应具有重要的影响，但其研究仍处于起步阶段，仍有许多问题有待解决。

目前对植物内生菌的种类和功能了解不足，有待深入研究。

植物内生菌与植物之间的相互作用机制尚不清楚，需要进一步明确。

植物内生菌在农业生产中的应用价值尚未得到充分发挥，需要加强相关技术研发和产业化推广。

植物内生菌是一类对植物生长和环境适应具有重要影响的微生物，对植物的促进作用和对农业发展的潜在价值引起了科学家们的广泛关注。

随着对植物内生菌研究的不断深入，相信它将为人类农业生产和生态环境的保护带来新的机遇和挑战。

希望未来能够加强植物内生菌的研究，揭示其在植物生长中的作用机制，加速其在农业生产中的应用，为实现绿色农业和可持续农业发展做出更大的贡献。

云南大学学报(自然科学版)　2001,23(植物学专辑):85～87CN53-1045/N　ISSN0258-7971 Journal of Yunnan U niversityΞ菌根研究进展简述杨　雪1,张龄祺2,刘吉开1(1.中国科学院昆明植物研究所,云南昆明　650204;2.云南大学生物系,云南昆明　650091)摘要:对近期的菌根研究作一简要综述.菌根因其有重要的应用价值和生态学意义,一直是植物学家、生态学家和农学家关注的研究热点,近年来,特别是实验研究方法的应用,在这一领域的研究取得了大量进展.关键词:菌根;研究进展;简述中图分类号:Q934.11　菌根及其种类地球上大多数广泛分布的陆生植物在它们的根部与菌根菌建立起了联合的关系[1,2],多数这些共生现象都发生在由土壤传播的真菌—地衣共生菌(mycobiont)和陆生植物种类—植物有机体(phytobiont)之间.真菌与植物根部相结合形成的共生体为菌根(mycorrhiza),这样的真菌为菌根菌.菌根菌与植物的根相联系而存在,互为条件形成共生体.在生理上是相互协调的整体,并由于共同进化的作用在形态上也有所表现.根据菌根的形态解剖结构,可以把菌根分为外生菌根、内生菌根、内外生菌根及其它的菌根———混合菌根、假菌根和外围菌根等类型.外生菌根是真菌的菌丝体包围宿主植物尚未木栓化的营养根形成,其菌丝体不穿透细胞组织的内部,仅在胞壁间延伸、伸展而形成.在外形成菌套,在内形成类似于网格状的“哈蒂氏网”.内生菌根是真菌的菌丝体可以侵入根细胞内,宿主的根部一般无形态及颜色的变化,表面也无特殊的形态变化,难以用肉眼辨别.但内生菌根的四周有松散的菌丝网,菌丝体可以伸入细胞间及细胞内,并形成不同形状的吸器,称VA菌根或泡囊丛枝菌根,通过光学显微镜就能观察到.2　菌根基础研究的主要方向及其意义近年来,菌根的研究已经从简单的资源调查,包括感染菌根的高等植物、蕨类、真菌、外生菌根菌、AV(arbuscular-vesicular mycorrhiza)菌根菌种类的调查,发展到对它们的形态、解剖、生理机制的研究和生态学研究,并逐渐发展到应用分子生物学的技术对其基因片段进行分析、鉴定,并对其种群隔离机制进行研究[3].首先值得一提的是,菌根资源调查方面的研究仍然占了很大数量,说明无论是菌根菌还是与之共生的植物有机体还有待于继续调查.它们之间共同进化的关系还未被完全掌握,因此,很多植物学家、农学家和微生物学家对此仍然很感兴趣并进行着大量的研究[4,5].在物种鉴定方面,除了利用传统的鉴定方法外,有的研究小组已经开始采取提取真菌的DNA,用PCR进行扩增,建立不同菌根菌的基因库,来鉴定与植物根部共生的未知真菌[3,6,7].还利用荧光原位杂交技术和激光共聚焦显微镜对细菌群落结构及植物(如水青冈)外生菌根范围、种类及数量组成进行研究[8].而专门从事某一类群如蕨类进行研究的并不多.云南省分布的256种蕨类植物中,有AM丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizal)的种类比在被子植物中的比例要低.真蕨纲的进化趋势是:经常性菌根—兼有性菌根—非菌根植物[9].越进化的等级,就越没有菌根菌与之共生.这一结果具有启示性,它为蕨类植物的系统进化、物种鉴定的研究提供了重要依据,并对一些观赏美丽蕨类的移栽引种工作有重要价值.Ξ收稿日期:2001-07-15　作者简介:杨　雪(1969-　),女,云南人,助理研究员,主要从事高等真菌的化学研究.对菌根的生理学研究既有一般对氮、磷吸收[10]及其有关酶的研究[11],也有对金属阳离子吸收的研究[12].证明地衣共生菌的丛枝状菌丝能获得植物有机体中固有的近20%的碳,并转化为海藻糖加以利用;在植物的根皮层细胞中双向地运输碳、磷和其它生理需要的重要的分子.植物有机体依靠各种不同菌丝体吸收和运输植物根自己难以获得的土壤中的阳离子.因此,丛枝被认为是进化发展的关键结构[2].植物学家、生态学家和农学家都非常关注AM的研究,并通过有效控制其生长条件的实验,证实它对植物的生长、活力和再生的潜能均有戏剧性地影响.实验中,设置与在自然界中相似的条件,却往往得到不一致的或缺失的结果,预示着生长中的利益关系是AM共生体长期、稳定地联合的唯一因素,而非进化的结果.地衣共生菌和植物的进化路线特征也很重要,不同寄主植物和不同基因型真菌在不同环境中的结合有不同的机制.化石的发现和DNA序列的研究对AM起源的研究起到了重要作用.在Aglaophyton中发现的完好的菌丝体结构与现有的丛枝菌丝惊人地相似.孢子化石的横截面在形态上也很接近现存的G lo2 mus[13].测定现有的5～6个种的18S rDNA核苷酸序列并结合化石证据,利用分子钟计算出菌根起源的时间距今约为4亿年前.Pirozynski和Mal2 loch[14],Pirozynski[15]及Morton[16]一致同意此假说:基于化石和G.pyriforme理论,无轴根在陆地生活习性的辐射发展和被子植物的发展及传播, G lomus是最可能的祖先.一旦疏通并建立了最早的共生关系渠道,地衣共生菌就与植物有机体牢固地联合起来,二者也就共同走过了4亿a的进化历程.虽然二者各有其进化路线,但平行发展的功能发展了相似的进化取向.大量物种不均衡的形态引起的功能变化和菌根真菌联合、综合作用形成了新的物种,而非生态环境的影响.在高等植物产生之前,菌根菌就已经同古老的陆生植物形成了共生联合体,它们共同演化,保持着相互营共生生活的亲密关系,共同发展并一直沿留下来.3　菌根应用研究进展根内总菌丝的总侵染率并不能完全反映AM 真菌对植物生长的促进作用.将AM内总菌丝、功能菌丝和活性菌丝与植物生长、抗旱性能进行综合对比分析后,证实对宿主生物量积累起促进作用的主要是根内菌丝中的活性菌丝.具有磷酸酶活性的菌丝对植物生长和抗旱作用最强.AM既能改善植物磷素营养,增强植物的抗旱性,而且在提高宿主抗旱性的同时,也能在水分缺乏状态下有效地改善宿主对土壤磷素养分的吸收利用,提高宿主林木的抗贫瘠能力.有针对性地在干旱及荒漠区利用菌根生物技术,对克服干旱和贫瘠具有重要意义[17].菌根的研究在农业生产的防病治病方面也起着重要的作用.接种菌根真菌后,花生的结实率、种子重量、植物体干重等都明显高于被豆荚腐烂的病原菌侵染的植株.使埃及的花生果实(豆荚)腐烂病得到有效控制[18].对外生菌根研究的报道和泡囊菌根的报道均比丛枝菌根少得多[19].外生菌根因为取样、分离、获得纯培养和鉴定工作均容易些,因此,这方面的研究似乎不太神秘,大家在基础研究方面的兴趣也不太高,但在制作菌剂,提供生产与应用方面,具有重要的价值,经济前景也更加开阔.在“以研养研”方面,值得我国搞基础研究的科学家们,再多投入一些精力,争取改善自己的研究条件.世界范围内对AM菌根的研究处于一种极其活跃的状态中,对其生态、生理学,新技术的应用等等方面,均有大量报道[20].第三届国际菌根学会议于2001年7月在南澳大利亚的阿得雷德举行,主要议题是:“菌根的多样性和综合利用”,大量论文的交流和各国学者之间的交流研讨,对于菌根的基础和应用研究产生了极大的促进.[参　考　文　献][1]　BRUNDRETT M.Mycorrhizas in natural ecosystems[J].Advances in Ecological 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are reviewed briefly.The practical meaning and e 2cological significance of mycorrhizas had made it as a research focus resent years.Experimental method has made mighty advances in the research of mycorrhizas.K ey w ords :mycorrhiza ;advance ;review78植物学专辑 杨　雪等:菌根研究进展简述。

手参内生真菌及根际土壤真菌多样性研究进展阿拉坦存布尔1，2曹乌吉斯古楞1，2*包金花3宝音图1，2胡红霞1，2王秀兰1（1内蒙古民族大学蒙医药学院，内蒙古通辽028000；2内蒙古民族大学/蒙医药研发工程教育部重点实验室，内蒙古通辽028000；3内蒙古民族大学农学院，内蒙古通辽028000）摘要手参为二级珍稀濒危植物，具有极高的药用价值。

真菌对手参生长具有重要影响，应筛选获取有效促进手参幼苗生长的共生真菌，开展恢复生态资源栽培已成为必然趋势。

本文通过文献研究整理统计了涉及中国8个地区和其他4个国家的手参内生真菌和根际土壤真菌多样性及其生物学功能研究现状，统计了手参内生真菌共隶属于79属，其中角担菌属、青霉菌属、曲霉属、背芽突霉属、木霉属和Zymoseptoria为手参内生真菌优势类群。

从手参不同器官中分离得到的内生真菌属数从多到少依次为块茎>地上茎、叶>果荚>原球茎>幼苗，花中未分离到；隶属产地排序依次为西藏>北京>甘肃>四川>吉林>河北、黑龙江。

手参内生真菌在植物不同器官及不同产地间存在明显差异。

手参根际土壤真菌隶属于43属，其中镰刀菌属、木霉属、耙齿菌属为优势类群。

手参根际土壤真菌群落结构在不同产地间也存在明显差异，并且各产地手参根际土壤真菌优势类群各不同。

手参内生真菌对手参种子萌发及幼苗生长发育有着重要影响，并具有明显抑菌活性。

应全面了解手参内生真菌，进一步扩大手参分布范围，考虑手参不同生长期内生真菌群落结构变化，开展内生真菌分离鉴定技术的优化与提升以及生物功能的研究与评价等工作，为手参人工繁殖、内生菌资源的开发与利用提供参考。

关键词手参；内生真菌；根际土壤真菌；多样性；生物活性中图分类号S567.23+9文献标识码A文章编号1007-5739（2023）21-0076-08DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.21.020开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Research Progress on Diversity of Endophytic Fungi and Fungi in Rhizosphere Soil ofGymnadenia conopseaAltancunbuer1,2CAO Wujisiguleng1,2*BAO Jinhua3Baoyintu1,2HU Hongxia1,2WANG Xiulan1(1Mongolian Medical College,Inner Mongolia Minzu University,Tongliao Inner Mongolia028000;2Key Laboratory of Mongolian Medicine Research and Development Engineering,Ministry of Education,Inner Mongolia Minzu University,Tongliao Inner Mongolia028000;3Agricultural College,Inner Mongolia Minzu University,Tongliao Inner Mongolia028000) Abstract Gymnadenia conopsea is listed as a Class II rare and endangered plant and has high medicinal value. Fungi have an important effect on the growth of G.conopsea,so it is necessary to select and obtain symbiotic fungi that can effectively promote the growth of G.conopsea seedlings,and it has become an inevitable trend to carry out the cultivation of restoring ecological resources.This paper summarized the research status of G.conopsea endophytic fungi and rhizosphere soil fungi diversity and their biological functions involving8areas in China and4other countries through literature research,a total of79genera G.conopsea endophytic fungi were identified,among which, Ceratobasidium,Penicillium,Aspergillus,Cadophora,Trichoderma and Zymoseptoria were the dominant groups of G.conopsea endophytic fungi.The number of endophytic fungi isolated from different organs of G.conopsea ranged from more to less as follows:tuber>above-ground stem,leaf>pod>protocorm>seedling,and no fungi were isolated from基金项目内蒙古自治区科技计划项目（2021GG0003）；内蒙古民族大学博士启动基金（BS509）。

植物深色有隔内生真菌(DSE)的研究进展张玉洁【摘要】对公开发表的有关植物深色有隔内生真菌(Dark Sepatate Endophytes,DSE)研究资料比较分析显示,DSE在世界各种生态类型的植物根内广泛存在,但目前对此类真菌生态功能的研究还处于起步阶段.为了给DSE的更深入的研究提供有启发意义的思路和框架,文章回顾和讨论了DSE的研究历史、类群组成、生态分布和可能的生物学功能.认为DSE-植物共生应当具有多方面的功能而非仅限于促进植物对营养的吸收.强调这一类群鲜为人知的根定植真菌的广布性和潜在的生态学意义,以引发研究者对此类真菌的广泛兴趣.【期刊名称】《文山学院学报》【年(卷),期】2010(023)001【总页数】6页(P145-150)【关键词】深色有隔内生真菌;普遍大量的存在;生态学功能的多样性【作者】张玉洁【作者单位】文山学院生化系,云南文山663000【正文语种】中文【中图分类】Q949.321 深色有隔内生真菌 (DSE)的概念在自然界,任何生命体总是与其周围环境中的其它生物存在相互关系。

几乎所有的植物都能与一定种类的细菌、真菌和放线菌等建立共生关系形成共生体。

微生物定殖于植物体并与其相互作用是一种普遍的生物学现象,它们之间形成包括共生、寄生、中性等关系,具有重要的生态学功能和意义。

植物根定殖真菌是指定殖于植物根表或根内的土壤真菌,近年来,除了研究较多的菌根真菌外,人们逐渐开始注意到普遍存在于植物根内的一类颜色较深的真菌,并据其菌丝的形态学特点将其定名为深色有隔内生真菌[1]。

DSE并不是一个科学的分类单元,而是泛指一群定居于植物根内的小型土壤真菌,可能包括功能和分类关系都不明确的多种属类的真菌。

这类真菌的定居模式在不同植物中是相似的,其一般特征是菌丝颜色较深、有明显的横隔,能够在植物细胞内形成“微菌核”。

此类真菌广泛地存在于健康植物根的表皮、皮层甚至维管束组织的细胞内或细胞间隙,但不会在根组织内形成典型的菌根(mycorrhiza)解剖学特征或病原菌引起的病理学特征[2]。

兰科菌根研究综述
黄运峰;杨小波
【期刊名称】《热带亚热带植物学报》
【年(卷),期】2008(16)3
【摘要】兰科菌根是一种内生菌根,主要寄生于兰科(Orchidaceae)植物的种子及根系上.对兰科菌根真菌的分类及真菌资源多样性、兰科菌根的形态和菌根对兰科植物的效应等最新研究进展进行了综述.目前研究已知,感染兰科植物根部并能与之共生的真菌绝大多数属于担了菌门(Basidiomycota)和半知菌门(Deuteromycotina),也有部分属于子囊菌门(Ascomycota);兰科菌根的形成可分为两种情况:一是对兰科植物种子的侵染;二是对成长新根的侵染.菌根真菌对兰科植物的种子萌发及植株生长发育均有一定影响.
【总页数】6页(P283-288)
【作者】黄运峰;杨小波
【作者单位】海南大学热带生物研究中心,海口570228;海南大学热带生物研究中心,海口570228
【正文语种】中文
【中图分类】Q949.32
【相关文献】
1.兰科菌根的特点及其菌根真菌在兰花培育中的应用 [J], 李明
2.兰科菌根真菌在兰科植物生长发育中的作用与应用 [J], 杨友联;刘作易
3.大花杓兰根际土壤真菌及兰科菌根真菌多样性分析 [J], 付亚娟;张剑;付琦媛;侯晓强
4.兰科植物菌根真菌研究新见解 [J], 王美娜;胡玥;李鹤娟;李健;陈建兵;兰思仁
5.兰科植物与菌根真菌专一性研究进展 [J], 唐燕静;郭顺星;陈娟
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植物内生菌根与感染机制的研究植物生长的环境中存在着许多微生物，其中一些微生物会与植物建立起内生共生关系。

其中最为常见和重要的一种共生关系是植物内生菌根，即植物根系与真菌建立起的共生关系。

内生菌根广泛分布于世界各地的植物中，其主要功能是提高植物的生长和抗逆能力，促进植物的健康成长。

植物内生菌根是由植物与真菌形成的共生结构，其中真菌通过与植物根系建立密切接触，并且将其菌丝穿过植物根部内部组织。

这样的共生结构被称为菌根，它可以有效地促进植物的养分吸收和水分利用，并增强植物对环境逆境的耐受度。

在此过程中，真菌长出的菌丝穿过植物根部内部组织，将植物根系和真菌形成了一个紧密的联结。

在这个结构内部，真菌可以通过菌丝向植物提供养分和水分，而植物则以所吸收的养分代付真菌生长所需的碳源。

然而，对于植物内生菌根感染机制的研究还非常有限。

目前被认为有两种不同的感染方式可以进行植物内生菌根之间的共生关系。

一种是直接感染模式，即真菌直接穿过植物的细胞壁来感染植物。

另一种是间接感染模式，即真菌通过分泌酸性聚糖酶来分解植物细胞壁，然后将菌丝穿过植物细胞壁内部组织建立与植物的结构。

除了两种感染方式外，还有关于真菌菌丝内部结构的研究。

一些先前的研究表明，真菌菌丝中存在一种特殊的“vesicle”结构，这个结构可以促进真菌吞噬外界养分和脂类物质。

另外，一些研究还发现菌丝内部存在着不同的等级结构，这些结构可以协调真菌的新陈代谢和生长。

总的来说，植物内生菌根与感染机制的研究，为我们认识植物生长以及生态系统中的微生物世界做出了贡献。

对于理解真菌与植物之间的关系，以及在可持续农业生产中应用这些知识，都非常有重要意义。

未来，随着科技的不断推进，我们对于植物内生菌根与感染机制的研究还将继续深入下去。

4种地生兰菌根的显微结构研究高瑾;王芳;伍建榕【摘要】[目的]研究春兰(Cymbidium goeringii)、墨兰(C.sinense)和兜兰属(Paphiopedilum)的杏黄兜兰(P.armeniacum)、飘带兜兰(P.parishii)4种地生兰菌根的显微结构,了解菌根真菌与地生兰生长之间的关系,为地生兰的多样性保护提供参考.[方法]利用光学显微镜及石蜡连续切片的方法,用分离自野生地生兰的菌根真菌菌株CLB113和CLB111,接种4种地生兰种子萌发无菌组培苗,使地生兰形成菌根,观察菌根的结构、菌丝侵入途径及菌丝结在皮层中的消长状况,并与野生状态下地生兰的菌根进行比较,从形态学角度分析菌根真菌与地生兰的共生关系.[结果]菌根从外到内分为根被、皮层和髓3部分,其中菌根真菌通过根被进入皮层,并在皮层组织中形成分布不匀、形状大小不一、较深颜色的菌丝结,并在不同时期有着不同的形态学变化.地生兰根部有3种不同形态的菌丝,分别为丝状菌丝、菌丝结和菌丝结残片.菌丝结被消解吸收之后,周围的菌丝会继续形成新的菌丝结.伴随新菌丝的生长和侵入,菌根真菌可不断地为地生兰提供营养物质,促进其快速生长发育.[结论]与非菌根相比,地生兰菌根的基本结构没有明显变化,但菌根中有入侵的菌根真菌,皮层组织中有菌丝结存在.【期刊名称】《西北农林科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(042)010【总页数】8页(P133-140)【关键词】地生兰;菌根;显微结构;菌丝结【作者】高瑾;王芳;伍建榕【作者单位】西南林业大学林学院云南省高校森林灾害预警控制重点实验室,云南昆明650224;国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室,云南昆明650224;西南林业大学林学院云南省高校森林灾害预警控制重点实验室,云南昆明650224;国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室,云南昆明650224【正文语种】中文【中图分类】Q944.54;S682.31兰科是仅次于菊科的第二大科，是被子植物的最大科，全世界约有700属，近20 000种，主产于热带地区[1]。

植物与内生真菌互作的生理与分子机制研究进展第28卷第9期2008年9月生态ACTAEC0L0GICASINICAV o1.28.No.9Sep.,2008植物与内生真菌互作的生理与分子机制研究进展袁志林,章初龙‟,林福呈,(1.浙江大学生物技术研究所,杭州310029;2.中国林业科学研究院亚热带林业研究所,富阳311400)摘要:在自然生态系统中,植物组织可作为许多微生物定居的生态位.内生真菌普遍存在于植物组织内,与宿主建立复杂的相互作用(互惠,拈抗和中性之间的相互转化),并且存在不同的传播方式(垂直和水平传播).内生真菌通过多样化途径来增强植物体的营养生理和抗性机能.但这种生理功能的实现有赖于双方精细的调控机制,表明宿主和真菌双方都进化形成特有的分子调控机制来维持这种互惠共生关系.环境因子(如气候,土壤性质等),宿主种类和生理状态,真菌基因型的变化都将改变互作结果.此外,菌根真菌和真菌病毒等也可能普遍参与植物一内生真菌共生体,形成三重互作体系,最终影响宿主的表型.研究试图从形态,生理和分子水平阐述内生真菌与植物互作的基础.关键词:内生真菌;植物;互作机制文章编号:10000933(2008)09.4430.10中图分类号:Q143,Q948文献标识码:A Recentadvancesonphysiologicalandmolecularbasisoffungaiendophyte- plantinteractionsYUANZhi—Lin‟一.ZHANGChu.Long一,UNFu—Cheng‟1InstituteofBiotechnology,ZhejiangUniversity,Hangzhou,ZhejiangProvi nce,310008,China2Instituteofsubtropicalforesto”,ChineseAcademyofForestry,Fuyang,Zhe jiangProvince310029,ChinaActaEcologicaSinica.2008.28(9):4430～4439.Abstract:Innaturalecosystems,plantsconstitutesuitablehabitatsandniches forthecolonizationofadiversityofmicroorganisms.Endophyticfungi,livingintheinnerofhealthyplanttissues ubiquitously,exhibitcomplexinteractionswiththeirhosts(acontinuumofmutualism,antagonismandneutralism)anddi fferenttransmissionmodes(horizontalorvertica1).Plantnutrientacquisitionandstresstolerancemaybestrengthenedbythefungalsymbiont.However,a successfulplant—fungalendophyteinteractionrequiresthefinetuningofant agonisticinteractions,whichimpliesthe evolutionofuniqueself—regulatingmechanismsonbothsidestomaintaina mutualisticinteraction.Hostspecies,fungal geuotypeandenvironmentalfactorssuchasclimateandsoilpropertiesaswell asthenutritionalstatusoftheplantwill ultimatelydeterminetheoutcomeoftheinteraction.Additionally,ternaryinte ractionswithmycorrhizalfungiand mycovirusesmayalsobeimportantcomponentsparticipatingintheplant?en dophyteassociationand,thus,influencethehostphenotype,Inthisreview,weattempttooutlinetheinteractivemechanismsof plant—fungalendophyteassociationsonamorphological,physiologicalandmolecularleve1.KeyWords:endophyticfungi;hostplant;interactivemechanisms基金项目:国家自然科学基金资助项目(30600002)收稿日期:2008—0227;修订日期:2008—05—23作者简介:袁志林(1979～),男,苏州人,博士生,从事植物?共生真菌基础理论与应用研究.E-mail:zhi—*********************}通讯作者Correspondingauthor.E—mail:******************.cn;***************.e nFoundationitem:TheprojeetwasfinanciallysupportedbytheNationalNatur alScienceFoundationofChina(No.30600002)Receiveddate:2008—02-27;Accepteddate:2008—05—23 Biography:YUANZhi—Lin,Ph.D.cadidate,mainlyengagedinplant—fun galendophytesinteractions.E-mail:zhi一/in—*****************http://www.ecologica.ca9期袁志林等:植物与内生真菌互作的生理与分子机制研究进展植物与周围环境生物的互作是一种普遍现象,其中植物-微生物的相互作用是重要形式之一.在叶围(phyllosphere)和根围(rhizosphere)区域,植物体时刻与众多的有害,有益和中性微生物同生存,并产生直接或间接的接触.在长期的协同进化过程中,植物对微生物的侵染已经形成一种适应性的机制,既能够识别来自微生物的信号分子并作出相应的生理反应,包括亲和性的互作(compatibleinteractions)和非亲和性的互作(incompatibleinteracti0ns).植物为了适应复杂的生态环境,进化成很多形式的植物?微生物共生体系统.C同位素标记技术显示根系组织中存在相当复杂的植物一真菌,植物一细菌共生体,对提高植物抗性和促进养分吸收起重要作用].现有的一些结果表明,植物与真菌的相互关系可能更为古老,化石证据证实了早在4亿多年前就已经存在植物与真菌的共生体,而且这种共生关系在植物由水生演化到陆生过程中扮演了重要角色口].在自然界中植物与真菌的非致病性的共生关系(nonpathogenicsymbiosis)具有普遍性,而致病性的亲和互作只是个例].因此研究植物.共生真菌的相互关系有助于更好阐明真菌在自然界的生态功能.有两类共生真菌能够侵染并定植在植物组织中,其中菌根真菌(mycorrhizalfungi)只与植物根系建立互惠关系,在根部组织中能形成特定的功能性结构,如AM菌根中存在丛枝和泡囊,外生菌根中可形成菌套(mantle)和哈帝氏网(Hartignet)等,涉及土壤一真菌.植物根系3个界面;而内生真菌(endophyticfungi)普遍存在于植物的地上和地下部分,且只存在植物组织一真菌的互作界面,侵染根系的内生真菌也不形成明显的结构特征.从已积累的研究结果看,内生真菌一植物共生体可能远比菌根共生体复杂.植物一内生真菌共生体是继豆科植物.根瘤共生体,菌根共生体后发现的植物与微生物共生关系的又一种表现形式,业已成为国际研究热点.但从研究历史,深度看,与病原真菌,菌根真菌比较,内生真菌的工作才处于基础探索阶段.在近10a中,在植物内生真菌的研究领域已经取得了很大的进步,从传统的分离培养,类群分析和分类鉴定逐渐过渡到从形态,生理和分子水平阐明互作机理.本文针对这几个方面的问题加以详细叙述和评论.1内生真菌定义及不同类型的生物学特性比较有关内生真菌的定义,国际上一直存有争议,现在普遍接受的是Petrini提出的概念J,即生活史的一部分能侵染并定殖在植物组织器官中,宿主无明显感染症状的一类真菌.绝大部分属于子囊菌和半知菌,担子菌和卵菌作为植物的内生菌也有报道..‟.一般将内生真菌分为两个类群,即禾草内生真菌(grassendophytes orbalansiaceousendophytes)和非禾草内生真菌(non—grassendophytes).它们之间的区别见表1ts,38].表1禾草内生真菌和非禾草内生真菌生物学特性比较[8,38]Table1Comparisonofcharacteristicsoftwogroupsofendophyficfungiinpla nk[8,38]禾草内生真菌Endophytesofgrasshosts非禾草内生真菌Endophytesofnongrasshosts种类较少,主要是麦角菌科的子囊真菌Fewfungalspecies,Clavicipitaceae侵染宿主组织面积广,胞问定殖Extensivecolonizationofgrassleavesandsheath,intercellular与宿主是”组成性互惠关系”,对宿主的增益作用明显“Constitutivemutualism”系统性种子垂直传播,但ichlo#也可水平传播V erticallytransmittedviaseeds绝大多数子囊菌,半知菌和和少数的卵菌,担子菌Manyspecies,taxonomicallydiverse主要以局部组织的定殖侵染为主,胞内或胞问生存Restrictedcolonizationofplanttissues,intracellularorintercellular与宿主是”诱导性互惠关系”,多因素影响互作结果“Inducedmutualism‟‟or”conditionalmutualism”.manyfactors determiningtheoutcomeoftheassociation非系统性孢子水平转播,极少数可垂直传播Horizontallytransmittedviasporesfromplantstoplants2内生真菌侵染宿主的形态学,生理学机制及双方各自的生理反应与菌根真菌和病原真菌相似,内生真菌的侵染过程也经历一系列复杂过程,包括孢子与亲和性宿主的识别,活化,黏附表面基质,萌发直到侵染组织内部_9.在侵染早期,双方各自均释放信息素类似物并被彼此识别,由此在代谢水平上做出相应的调整.在丛枝菌根和外生菌根研究中发现,气生菌丝具有对宿主植物根系定位的能力,在真菌和根系非直接物理接触前就开始了信号的交流”].已经证明根系分泌物中的倍半萜类,黄酮类物质充当了信号分子,促进孢子萌发.在内生真菌与宿主互作中也发现有类似现象,通过建立体外共培养技术(invitrodualculturesystem),观察内生真菌与无菌苗(或愈伤组织)共培养时各自的生理反生态28卷应,研究表明内生真菌菌丝对宿主的某些化学物质具有趋化性(chemotaxis),且生长良好;而在非宿主组织中并无此现象,表明如果在内生真菌一宿主互作中存在明显的趋化信号,该内生真菌并非仅仅是随机性侵染体(incidentalopportunists),而是在进化过程中已经形成对宿主的适应机制|I引.另一方面内生真菌的成功侵染也必须穿透宿主的机械屏障并克服其防御反应.现已发现内生真菌产生的胞外酶系统也相当丰富,如纤维素酶(cellulases),漆酶(1accase),木聚糖酶(xylanase),蛋白质酶(protease)等,在侵染初期破坏植物角质层和皮层细胞的细胞壁,利于菌丝进入组织内部.与菌根真菌相似,植物对于这类共生真菌的侵染所引发的防御反应程度较弱_1,推测一方面内生真菌携带的低毒力因子,菌丝分泌某些糖蛋白或细胞壁组成的改变,从而削弱宿主对其强烈的识别能力8j.最近发现在拟南芥根部细胞内质网中存在一种p一葡萄糖苷酶(PYK10),能限制内生真菌印度梨形孢(Piriformosporaindica)的侵入,从而削弱宿主产生的防御反应.植物组成型次生代谢产物如皂角苷(saponin),精油(essentialoils)等是一种进化形成的抵抗外界病原物的机制.某些病原真菌为了成功侵染产生相应的策略,分泌解毒酶(detoxificationenzyme),能分解利用次生代谢产物,克服宿主的防御系统¨博.内生真菌也有类似的机制,而且内生真菌对次生代谢产物的生物转化能力在一定程度也定了决定其宿主的范围.侵染组织后,为了行使特定的生物学功能,互作双方在形态,生理和分子水平均发生着深刻的变化,从而建立稳定有效的共生体.由于绝大多数内生真菌在细胞间隙繁殖生存的,因此质外体空间(apoplasticspace)是两者信号物质,营养交换的主要场所.对P.indica.大麦共生体系的生理与分子机制研究发现:菌株侵染根系后能削弱根部细胞HvBI一1基因的表达,HvB1—1基因的过表达反能限制菌丝的侵染强度.HvBI一1基因在真核生物中很保守,能抑制细胞程序性死亡,这表明菌丝在宿主体内的生长和繁殖需要植物组织细胞一定程度的死亡,最终两者达到平衡状态.但在侵染过程中,真菌在识别新的环境(如在宿主胞外体空间存在的碳水化合物等)中所发生的一系列生物学行为和反应机制,到目前为止涉及很少.有研究者利用激光共聚焦技术观察了GFP标记的哈茨木霉(Trichodermaharzianum)菌株侵染番茄根系时菌丝形态水平的变化,结果发现共培养2d后菌丝顶端呈现酵母状的乳突型细胞,推测这种特异性的形态变化有助于双方营养的交换.在植物.病原真菌互作研究中,已经发现菌丝的程序性死亡(programmedcelldeath)或自噬(autophagy)对于其成功侵染组织是必需的‟引.研究内生真菌不同侵染时期的基因差异表达,有助于了解其互作的关键调控因子以及分析比较不同植物一真菌相互关系的异同.3内生真菌改变植物生理代谢并增强宿主抗逆性的现象和机制分析过去的研究往往只关注菌根真菌对植物个体,种群和群落结构的影响,而忽视了内生真菌的生理生态功能.自发现禾草地上部分内生真菌Epichlo~/Neotyphodium在增强宿主生物量,抗逆方面具有独特作用,科学家普遍认为植物体进化形成不同类型的真菌共生体对其生存起着关键作用.随着研究的深入,对于水平传播内生真菌的生物学特性也逐渐涉及,尤其在探讨根系内生真菌增强宿主生理功能的机制方面尤为活跃.研究内生真菌自身的生物学特性及其对植物初级代谢和次级代谢的调节有助于我们更好地阐明植物受益的机理.内生真菌赋予植物优良生长性状的特点与菌根真菌类似,如促进植物营养生长,光合作用增强,增加生物量(产量)并提高在逆境中的生存能力.担子菌P.indica能分泌生长素如吲哚乙酸促进植物生长…,内生镰刀菌通过抑制植物体内的乙烯信号途径来提高植物生长活力¨.内生真菌还能通过活化硝酸还原酶,分泌铁载体和磷酸酶等形式促进植物养分吸收,从而更利于植物生长(图1)拍.有些真菌还能分泌多糖类黏液物质,并在根表面形成菌膜(biofilm),协同植物抗旱.Carroll 归纳总结了内生真菌互利共生的5种特性:(1)该内生真菌在特定的宿主植物中普遍存在,地理分布较广,植物不表现任何明显的病症;(2)该真菌能垂直传播或水平传播的效率很高;(3)内生真菌在整株植物组织均能生长定殖,如果只在某一器官中生长,则该组织器官感染内生真菌的强度比较高;(4)内生真菌能分泌毒性或抗生物质;(5)该内生真菌在分类单位上与病原物拮抗菌很接近.因此通过常规的菌株分离,鉴定工作,并结合上述原则,可以筛选出具有9期袁志林等:植物与内生真菌互作的生理与分子机制研究进展特定生物学功能的内生真菌.从热带兰科植物根系中分离出内生真菌,其中有两个菌株Trichodermachlorosporum和Clonostachysrosea,在分类单位上均属于生防菌株,接种试验表明这些菌株能显着提高无菌苗移栽成活率和生物量.植物育种专家通过现代分子生物学技术已经初步阐明植物体存在一些抗逆基因来参与逆境调节,但至少有很多的工作表明植物体的某些抗性特征与内生真菌的存在有关.甚至有专家预测这种内生真菌生物技术可能与传统的抗逆育种和转基因培育技术并驾齐驱.无论是垂直传播内生真菌还是水平传播内生真菌都能增强在生物(病原物)和非生物胁迫(热,盐胁迫等)中的生存能力.内生真菌协同植物适应极端环境有3种假说:①适应性生态位共生(habitat—adapted symbiosis),既一种胁迫环境下植物的内生真菌不能使另一种逆境条件下的植物受益,只能增强原胁迫环境下植物的生理功能;如耐盐植物内生真菌对热胁迫植物无生物学效应;农作物抗病内生真菌对植物耐盐无贡献等.这种植物通过共生真菌的功能来实现抗逆是一种基于基因组间的表观遗传学作用机制(intergenomic epigenetics).②共生体调节(symbioticmodulation),植物,内生真菌双方由于受到周围微环境变化的选择压力,具有选择性地改变另一方的能力.这可能是一种跳一分布于叶片组织间隙的内生真菌菌丝————————卜一EndophyticroyceIiumoccur叶围PhyllospheretInIecellul|dr1yinleavestissues①次生代谢产物②诱导子③铁载体④植物激素⑤侵染定殖…一一一………根-R.ph.陀,根系内生真菌Rootfungalendophytes菌根真菌Mycorrhizalfungi图1植物地上和地下部分组织真菌共生体及可能的生理功能【～]Fig.1Fungalsymbiontsoccurringinabovegroundandbelowground planttissuesandpossiblefunctionstheyplayed①Secondarymetabolites;②Elicitors;③Siderophores;④Phytohormones;⑤Infectionandcolonization;⑥Promotinghost growthandyield;⑦Induceddiseaseresistance;⑧ConferringhostI℃sistancet0abi0ticstress【-36]跃式的协同进化方式,使共生体快速适应环境胁迫.③共生体生活方式的转换(symbioticlifestyleswitching),某些所谓的”病原真菌”,如一些炭疽菌属真菌(Colletotrichumspp.),在一种植物中表现致病,而在另一宿主中却表现互惠共生;病原真菌的单基因突变引起其生活方式的转变,由致病性向互利共生性转化引.但这些假说几乎都基于对现象或通过接种实验来证明,深层次的机理挖掘却很少.在非生物逆境中(如盐胁迫),受内生真菌侵染的植物能更快识别周围的逆境,而且可能通过增强植物组织脯氨酸(proline)的生物合成来消除活性氧的积累_3J.最近有研究者发现一种根际真菌Paraphaeosphaeriaquadriseptata能分泌一种能抑制植物热激蛋白HSP90活力的活性物质,从而提高植物的耐热程度,是否在内生真菌一植物互作体系中也存在类似的作用机制值得深入探讨帅J.目前对于内生真菌的抗病机制的认识还处于起步阶段,但不外乎以下几种途径:(1)分泌抗生物质;(2)生态位竞争;(3)重寄生作用;(4)诱导植物抗性47I引.如禾草内生真菌在离体(invitro)或活体(inplanta,invivo)条件下均能产生一系列生物碱类物质,能有效抗虫;非禾草内生真菌增强植物抗虫能力的发现是源于对虫生真菌的(entom叩athogenicfungi)生态功能的重新认识,某些感染病原虫体的真菌在植物组织中具有内生性特点,对虫体具有很强的抗性.研究最透彻的虫生真菌是Beauveriabassiana,能够与玉米,棕榈,咖啡树和罂粟等共生.B.bassiana能分泌多种代谢产物如bassianin,beauvericin,bassianolide,beauveriolide等,对病原虫体均产生毒害作用.植物体对病原物的抗性有两种不同的机制,即系统获得抗性(systemicacquiredresistance,SAR)和诱导型系统抗病性(inducedsystemicresistance,ISR).SAR反应主要受到病原菌,生防真菌或一些化合物诱导产生,显着特征是水杨酸,茉莉酸和乙烯等物质参与,并伴有病程相关蛋白(pathogenesis—relatedproteins,PR)如几生态28卷丁质酶,葡聚糖酶和多酚氧化酶等的积累,而ISR反应并没有PR蛋白的积累.早前人们对于植物根圈促生细菌(plantgrowthpromotingrhizobacteria,PGPR)引起植物诱导型系统抗病性有深入的认识.近期的研究也表明内生真菌也能诱导植物体产生相似的抗性反应_5卜j,如菌丝分泌的某些小分子蛋白或代谢产物能够作为诱导子引发植物抗性;植物组织内的谷胱甘肽?抗坏血酸代谢途径(glutathione—ascorbatepathway)被激活,从而增强了细胞抗氧化能力引.但内生真菌诱导植物抗性可能有其独特性和复杂性的一面,P.indica和Sebacinavermifel‟a接种烟草的试验表明,这两种内生真菌均能有效促进植物生长,但同时伴随着对烟草天蛾(Manducasexta)抗性能力的下降,结果证明了内生真菌的侵染导致植物体内一种防御蛋白活力的降低一胰蛋白酶抑制剂(trypsinproteinaseinhibitors,TPI)[57j.在镰刀属内生真菌(Fusariumsolani)也发现类似的现象,F.solani接种番茄对病原尖孢镰刀菌(F.oxysporum)的抗性是依赖乙烯合成途径的,但S.vermifera促进烟草生长却是通过抑制乙烯信号转导来实现的.有趣的是,将P.indica 接种大麦后却显现出多重有益效应,能同时抗病,耐盐和提高产量,这项研究结果对传统的观点:”植物抗病,增产不可兼得”提出了挑战.这些有趣的现象提示:在不同基因型的植物一内生真菌互作中所产生的表型可能会发生变化,而且不同的功能性内生真菌进化程度可能存在差别,有些是潜在的病原菌,而有些则是”真正内生菌”(trueendophytes)Lsj.很多报道表明PGPR微生物如假单孢菌属(Pseudomonasspp.)细菌和菌根真菌对根部土传病害的病原菌都具有良好的防治效果,但对植物地上部分病原物的防治能力有一定的局限性引,除非这些微生物能诱导植物系统获得抗性;而内生真菌能稳定存在于植物的整个组织器官中,受到植物体本身机械组织的保护,因此对士传,气传病原物的抗性持久有效.虽然大多数内生真菌增强植物抗病性的报道还多局限于室内盆栽试验,是否在田问试验中也有类似的功效是值得关心的问题.鉴于木本植物内生真菌种群多样性,植物体的抗性反应可能得益于诸多内生真菌发挥生理功能的总和,因此考虑优势内生真菌之问的协同作用可能使植物受益更明显].从大量的研究结果看,植物不同组织器官富含的内生真菌对植物的贡献能力也有差异,这对筛选功能性菌株具有一定的指导意义.根系和叶片组织是植物体受外界生物和非生物因子胁迫最大的部位,因此根系和叶片内生真菌对于保护植物组织免受伤害起着尤为重要的作用.归纳目前的研究结果并加以分析可以看出,内生真菌对植物各组织器官生理效应的影响能力有以下趋势:根系>叶片>茎.植物体根围区域是一个能量和物质交换异常活跃的区域,植物和土壤微生物相互影响,而且根系被认为是一个动态的”碳库(carbonsink)”,营养物质充足,是众多微生物相互竞争的部位j.因此在这种复杂的环境中植物的生存策略之一就是容纳了与之互惠共生的内生真菌;而且根系内生真菌的侵染程度较地上部分要强(extensiveorsystemiccolonization),而叶片内生真菌多以局部侵染为主(1ocallylimitedcolonization).红色不育真菌(SRF,sterileredfungus)和暗色有隔内生菌(DSEs,darkseptateendophytes)是根系非菌根共生真菌的典型代表鲫‟.,某些DSEs甚至能形成类似菌根的侵染结构,国外已经有很多综述文章对这两类真菌的生理生态功能加以评论,虽然存在相矛盾的观点,但不容置疑的是这种在植物根系普遍存在的真菌群体必然扮演着特殊的角色,如Phialocephalasp.能降解根部老化和木栓化的细胞,从而有利于减少植物体能量的耗损.需要指出的是,某些土壤习居菌如一些木霉属(Trichodermaspp.)真菌,镰刀属真菌(Fusariumspp.),也能侵染根系皮层细胞成为无毒”机会性”内生真菌,发挥着与其作为生防菌株类似的功能.可见要严格区分内生真菌和土壤真菌是有一定难度的,长期的选择进化改变了真菌的生活方式.4内生真菌-植物互作体系中的重要分子元件及调控机制当前关于豆科植物菌根共生体和根瘤共生体建立过程中的信号转导研究比较透彻,揭示出植物与微生物形成共生关系具有很大的保守性.研究证实至少有3个植物信号元件参与其中,分别是受体样激酶(DMI2),离子通道(DMI1),依赖钙调蛋白的激酶(DMI3).此外还发现其他重要功能蛋白,如植物质体蛋白和某些核孔蛋白对于真菌和细菌进人根系形成共生关系也至关重要.研究发现日本百脉根(Lotusjaponicus)中存在两种同源的质体蛋白基因(CASTOR和POLLUX)和编码一种核孑L 蛋白的基因NUP85,主要调节质体与胞液9期袁志林等:植物与内生真菌互作的生理与分子机制研究进展之间的离子流量并激活ca信号,被认为是植物与微生物形成内共生体所必需的保守元件..但至今还很少报道有关内生真菌共生体中信号分子的化学本质和维持这种互惠关系的必备元件.在拟南芥突变体Pii.2根部细胞质膜中分离到两个富含亮氨酸重复体(LRR)的蛋白质:At1g13230和A~g16590.其中Atlg13230含有一个内质网滞留信号,A~g16590是一种非依赖磷酸化的信号转导中的受体蛋白,参与识别P.indica的侵染.这两种蛋白对于P.indica发挥生理功能至关重要;但拟南芥的DMI-1突变体却未影响与P.indica的互惠关系,这可能说明植物体已经进化形成多种重要蛋白分子以此来响应不同的微生物类群.与此对应的是,在内生真菌中也存在一些关键的酶基因来执行特定的功能,这是共生体双方相互适应的结果.BarryScott研究小组长期致力于禾草内生菌与宿主的相互关系,阐述了维持这种动态平衡的分子机制,内生真菌Nox基因可以通过调控胞间合成ROS(活性氧)来控制菌丝在宿主中的生物量,从而建立互惠共生关系;Nox的突变体菌株侵染牧草能导致植物严重感病坏死,而且菌丝在组织中生长杂乱无序J.进一步的深入研究发现在E.festucae中的SakA基因编码一种MAP激酶,能调控Nox复合体的活性,一突变体导致ROS增加加;此外在禾草内生真菌中还克隆到一个编码非核糖体多肽合成酶(nonribosomalpeptidesymthetase,NPS)的基因,该基因参与合成铁载体(siderophores),同样NPS基因的突变体导致不能正常合成铁载体,也导致植物的病变坏死,表明内生真菌分泌铁载体能力的缺失改变了共生体铁离子的动态平衡(ironhomeostasis),引起转录水平的重调,最终导致其互惠性向拮抗性转化”J.5内生真菌对宿主表型的可塑性绝大多数内生真菌发挥有益生理功能是在一定条件下实现的,与宿主是诱导型互惠关系.根据内生真菌起源于病原真菌这一观点,Schulz和Boyle等提出了维持植物一内生真菌和谐共生的动态拮抗平衡假说(balanceofantagonisms),既只有内生真菌携带的毒性因子和植物的防御反应处于相平衡状态,才能建立稳定有效的共生体,任何一方的失调就能打破这种平衡关系,导致内生真菌不能成功侵染宿主或使植物感病.诸多因素能够影响内生真菌一植物互作结果,其中宿主基因型和生理状态,真菌基因型,环境因子和土壤的营养水平是最主要的因素.如上所述,Freeman等在1993就发现致病刺盘孢菌(Collectotrichumspp.)的一个单基因突变就能使其生活方式由致病性向互惠内共生性转变.后来证明这个单基因位点编码一种胞外丝氨酸蛋白酶.后来他们又发现,同一种病原菌,接种在不同植物产生的表型却不一样,有的致病,有的却表现互惠共生.特别是在水平传播内生真菌中,表现出了灵活的生活方式,在植物正常生理状态下呈现互惠共生(mutualism),而在宿主遭受逆境胁迫下有表现寄生性(parasitism);在当植物组织衰老死亡时,腐生(saprophytism)生活成为其主要方式.也许正是内生真菌所显现的表型可塑性(phenotypicplasticity)给研究带来了一定难度.6菌根真菌,内生真菌和植物三者之间的关联以上讲述的均是单一的植物一内生真菌互作,但在自然界中,植物体却能够容纳丰富的微生物类群,因此在植物个体组织中也必然存在复杂的植物一微生物,微生物一微生物之间的相互作用.利用免培(cultureindependent)环境PCR方法,提取植株健康根系总基因组DNA,通过真菌特异性引物扩增发现,根系中存在丰。

兰科植物菌根研究进展作者：任军方杨珺王丹萍云勇来源：《科学导报·学术》2019年第24期摘要：兰科是被子植物中最大的科之一，兰科菌根对兰科植物的研究有很重要的意义，本文从国内外等方面阐述了兰科植物菌根的研究进展，对今后兰科植物菌根的研究起到一定的参考价值。

兰科（Orchidaceae）植物俗称兰花，是被子植物中最大科之一，全世界大约有700属20000多种及大量变种，主要分布于热带、亚热带和温带地区，尤其是南美洲和亚洲的热带地区为多。

兰科植物根据其生长环境的不同可以分为地生兰、附生兰和腐生兰3大类，作为一种重要的观赏花卉和药用植物资源，在花卉和天然药物产业上有着巨大的经济价值和利用潜力[1] ，一直以来受到人们的普遍关注，但人工栽培比较困难，主要原因在于，自然条件下，兰花种子的萌发和植物的生长发育往往需依赖与之共生的真菌，只有当这些真菌与兰花种子或根形成共生的菌根关系后，兰花才可以正常地生长发育。

因此，了解与兰根共生的真菌种类，进一步探讨兰花与真菌之间的相互作用机制，将为在自然条件下兰科植物的栽培提供有价值的理论依据。

1.2 兰科菌根真菌研究进展菌根是指自然界中的植物在长期生存过程中与真菌共同进化而形成的一种普遍存在的共同现象，根据解剖学特征以及共生体间相互关系可分为外生菌根、内生菌根和内外生菌根，内生菌根又包括囊泡丛枝菌根（VA mycorrhizae）、欧石楠菌根（ericoid mycorrhizae）和兰科菌根（orchid mycorrhizae）等。

目前，关于内生菌的概念范畴具有很大的争议，Petrini1991年将内生菌定义为那些生活在其生活史的某一时期在植物组织内，对植物组织没有引起明显病害症状的菌，该定义包括在其生活史某一阶段营表面生的腐生菌、对宿主没有伤害的菌根菌和潜伏性病原菌[2] 。

这一内生菌概念被广泛接受。

现在通常认为内生菌包括了内生细菌、内生放线菌和内生真菌在内的互利性、中性或潜伏致病性的各种微生物[3] 。

兰科植物菌根真菌研究新见解作者：王美娜胡玥李鹤娟李健陈建兵兰思仁来源：《广西植物》2021年第04期摘要：兰科（Orchidaceae）在地球生命系统演化中占有十分重要的地位，几乎全部兰科植物均处于不同程度的濒危状态，研究兰科菌根真菌对于保护珍稀濒危兰科植物具有重要意义。

该文在对菌根真菌相关的概念及研究方法进行综述的基础上，对兰科菌根真菌的主要类群、特异性及其与兰科植物稀有性之间的关系，以及兰科菌根真菌与兰科植物之间的营养关系和进化关系进行了总结。

兰科菌根真菌的研究方法可以归纳为经典研究方法、早期分子生物学方法、rDNA片段高通量测序法、宏基因组学方法。

兰科菌根真菌类群主要隶属于担子菌门（Basidiomycota）、子囊菌门（Ascomycota）和毛霉门（Mucoromycota）。

根据兰科菌根真菌特异性与否，首次明确了兰科菌根真菌定植关系可分为三大类：特异性定植、广泛性定植和特异-广泛兼性定植。

根据营养关系特点，首次将兰科植物与菌根真菌之间的营养关系划分为三大类：兰花单向利好型、典型共生型、分工合作型。

兰科菌根真菌特异性与兰科植物稀有性之间的关系呈现出两面性，而兰科菌根真菌与兰科植物之间是否存在协同进化关系还需要更多的研究才能阐明。

此外，该文还对兰科菌根真菌领域今后的研究提出了一些思路。

关键词：兰科菌根真菌，宏基因组，特异性，营养关系，协同进化中图分类号：Q933文献标识码：A文章编号：1000-3142（2021）04-0487-16Abstract：Orchidaceae occupies a very important position in the biological phylogeny and evolutionary system on the earth. Almost all Orchidaceae species are threatened or endangered to certain degrees. It is of great significance to study orchid mycorrhizal fungi （OMF） to protect rare and endangered orchids. In this article， OMF and its related terms were introduced. The methods used for the OMF research were summarized. The main taxa and specificity of OMF， the relationship between OMF specificity and orchids rarity， the nutritional relationship and co-evolutionary relationship between OMF and orchids were reviewed. The OMF research methods mainly include： classical methods， early molecular biological methods， rDNA fragment high-throughput sequencing methods and metagenomic methods. The taxa of OMF mainly belong three fungal phyla： Basidiomycota， Ascomycota and Mucoromycota. According to the degree of OMF specificity， it is the first time that we put forward that the OMF colonization can be divided into three types： specific colonization， extensive colonization and specific extensive facultative colonization. According to the characteristics of the nutritional relationship， we first put forward that the nutritional relationship between orchids and OMF can be divided into three types： orchids unidirectional benefit type， typical symbiotic type and cooperation type. The correlation between OMF specificity and orchids rarity showed two sides. And more researches are still needed to clarify whether there is co-evolutionary relationship between orchids and OMF. Finally， some ideas based on the current researches were proposed for future OMF research.Key words： Orchid mycorrhizal fungi， metagenomic， specificity， nutritional relationship， co-evolution蘭科（Orchidaceae）植物，俗称兰花（Orchids），是植物界中最大且多样性最丰富的类群之一，起源古老且仍在经历着快速的分化和物种形成（Chase，2001;Cribb et al.，2003）。

兰科菌根真菌增强植物抗旱性研究进展熊舒淇1李丽丽2*杨洪一1，3（1东北林业大学生命科学学院，黑龙江哈尔滨150040；2黑龙江省林业科学研究所，黑龙江哈尔滨150081；3黑龙江省酶与类酶工程重点实验室，黑龙江哈尔滨150040）摘要兰科植物拥有极高的观赏价值以及药用价值，广泛分布于陆地系统中。

大多数兰科植物与菌根真菌共生生长。

干旱是常见的气象灾害，影响范围广，是限制兰科植物生长发育的重要因素之一。

菌根真菌与兰科植物共生可以增强兰科植物的抗旱性，促进兰科植物生长发育。

本文总结了干旱对兰科植物及兰科菌根真菌的影响，从根形态、生理水平、生化水平、基因水平等方面综述了兰科菌根真菌增强兰科植物抗旱性的机制，以期为干旱条件下大规模栽培珍稀药用兰科植物提供参考。

关键词兰科植物；菌根真菌；干旱胁迫；抗旱性中图分类号Q948文献标识码A文章编号1007-5739（2024）03-0092-06DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2024.03.022开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Research Progress on Enhancing Plant Drought Resistance by Orchid Mycorrhizal FungiXIONG Shuqi1LI Lili2*YANG Hongyi1,3(1College of Life Sciences,Northeast Forestry University,Harbin Heilongjiang150040;2Research Institute of Heilongjiang Forestry Science,Harbin Heilongjiang150081;3Key Laboratory for Enzyme and Enzyme-like Material Engineering of Heilongjiang,Harbin Heilongjiang150040) Abstract Orchids have high ornamental and medicinal value,widely distributed in the terrestrial system.Most orchids grow in symbiosis with mycorrhizal fungi.Drought is a common meteorological disaster with a wide range of impacts and is one of the important factors limiting the growth and development of orchids.The symbiosis between mycorrhizal fungi and orchids can enhance their drought resistance and promote their growth and development.This paper summarized the effects of drought on orchids and orchid mycorrhizal fungi,and reviewed the mechanisms by which orchid mycorrhizal fungi enhanced drought resistance of orchids from the aspects of root morphology,physiological level,biochemical level,gene level,etc.,in order to provide references for large-scale cultivation of precious medicinal orchids under drought conditions.Keywords orchid;mycorrhizal fungus;drought stress;drought resistance兰科（Orchidaceae）为单子叶植物中的第一大科，全世界的兰科植物逾700个属、逾2万个种，我国已有资料记载共有181属1745种兰科植物[1-2]。

兜兰属植物菌根真菌研究进展作者：黎艺璇房林陈红李琳吴坤林曾宋君来源：《热带作物学报》2023年第11期关键词：兜兰；内生真菌；研究进展兜兰属（Paphiopedilum）属于兰科，全球共有109种，主要分布在亚洲热带至太平洋岛屿[1]。

我国约有34种，主要分布在西南和华南地区的云南、贵州、广西、广东和海南等地。

兜兰的唇瓣特化成兜状，颇似拖鞋，故又称为“拖鞋兰”或者“仙履兰”等，其花型奇特，观赏价值极高，是兰科植物中的珍品，具有良好的市场前景。

随着花卉市场对兜兰的需求量不断增加，近十几年人们对野生兜兰持续采集，加上生境破坏，导致野生兜兰数量急剧减少，兜兰属植物均被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》（CITES）附录Ⅰ而被禁止交易[2]，在中国除带叶兜兰和硬叶兜兰为国家二级保护植物外，其他种类均为一级保护植物（2021）。

而兜兰的繁殖难度大，传统繁殖主要依靠分株来进行，繁殖系数低；目前兜兰的组培快繁技术尚未完全成熟，大部分种类与品种均不能利用其进行规模化生产；种子的无菌播种和共生萌发是目前兜兰规模化繁殖的主要手段。

兰科植物种子细小且无胚乳，储藏的养分很少，自然条件下不能自主萌发，只有通过与真菌共生获得养分才能萌发[3]。

真菌还有促进植物生长发育的作用，在兜兰植物整个生活史中，共生真菌均扮演着重要的角色。

对兜兰共生菌的了解，可以应用于种子萌发并促进植株生长发育，有助于解决兜兰人工有性繁殖的难题，并改善根际环境而促进其健康生长，对兜兰的保护和利用均具有重要的意义。

因此，越来越多专家学者开始着手于兜兰内生真菌的研究，但由于兜兰材料珍稀，总体研究报道还较少[2]。

本文从兜兰内生真菌的特点、分离鉴定方法、菌根真菌种类、兜兰与真菌互作方式及应用前景等方面进行综述，对兜兰内生真菌未来的研究方向提出建议，以期为兜兰属植物的就地和迁地保护、种子共生萌发和商品化生产提供参考。

1兜兰菌根的特点在自然界，共生菌广泛存在于动植物中，几乎所有的兰科植物均与真菌共生形成菌根。