辐射胁迫下典型藜科植物内生真菌群落及分布格局研究

Fungi in radioactive contamination area showed specific distribution and adaptability, and played important roles in understanding the evolution, adaptation and migration of microorganisms under radiation pressure. Endophytic fungi are abundant and widely distributed, which with plants formed important relationships of coordination and evolution. It has been hot spots in microbiological research of biodiversity, systematics and ecology. Additionally, Plants in genus Suaeda and Kalidium of Family Chenopodiaceae is widely distributed in arid saline areas and in radioactive contamination area of Xinjiang, which showed many functions on soil amelioration in arid saline areas and radioactive substances accumulation. However, So far there is no report about endophytic fungi in plants under radiation pressure. In this project, endophytic fungi will be isolated from plants in genus Suaeda and Kalidium of Family Chenopodiaceae grew in radioactive contamination area. And then, strains could be identified by phyletic classification of the tradition and molecular biology. Based on Biolog EcoPlate method and pyrosequencing technology, the community structure and distribution patterns of endophytic fungi will be analyzed. Finally, effects of different hosts and radiation levels on community compositions will be illustrated, and fungal diversity in radioactive contamination area will be displayed from the view of endophytic fungi. Furthermore, lots of high resistant isolates will be collected, which will provides important resources for further utilization and reveal of fungal adaptation mechanism in radiation pressure.

核辐射污染区真菌存在着特异的分布规律和极强的适应性，是演化生物学和逆境生物学的重要研究材料。内生真菌分布广、种类多，与植物形成协同演化关系，是当前生物多样性、分类学和生态学研究的热点领域之一。藜科碱蓬属和盐爪爪属植物广泛分布于新疆干旱盐碱及辐射污染区域，具有改良盐碱土壤，吸收和转移放射性物质等生态功能。目前，国内外尚无关于辐射胁迫下内生真菌的研究报道。因此，本项目采用Biolog EcoPlate方法和高通量测序技术，结合传统菌种分离筛选方法，对新疆核辐射污染区藜科碱蓬属和盐爪爪属植物内生真菌进行生物群落组成和分布格局的系统研究，阐明内生真菌种类组成与不同宿主之间及辐射胁迫的相互关系，以期从内生真菌的角度，揭示辐射污染区真菌的物种多样性。同时，收集获得大量具有抗逆功能的真菌菌株，为进一步开展辐射污染区真菌适应机理和开发利用提供丰富的微生物资源。

核辐射污染区真菌存在着特异的分布规律和极强的适应性，是演化生物学和逆境生物学的重要研究材料。内生真菌分布广、种类多，与植物形成协同演化关系，是当前生物多样性、分类学和生态学研究的热点领域之一。藜科盐爪爪属植物广泛分布于新疆干旱盐碱及辐射污染区域，具有改良盐碱土壤，吸收和转移放射性物质等生态功能。本项目采用Biolog EcoPlate方法和高通量测序技术，结合传统菌种分离筛选方法，首次对放射性胁迫下植物共生微生物群落结构进行研究。 .本研究中圆叶盐爪爪的内生菌群落以Gammaproteobacteria和unassigned Actinobacteria为优势细菌门，Dothideomycetes、unassigned fungus和Sodariomycetes为优势真菌门。地上部分具有较高的真菌多样性，而根部具有较高的细菌多样性。辐射水平影响内生菌群落组成和共生网络。辐射条件下内生细菌和真菌在属水平上的遗传多样性普遍较高。然而，根部细菌群落的多样性更多由土壤理化因素决定。同时，季节变化也会影响细菌和真菌群落的多样性。.通过Biolog FF技术对不同辐射剂量下一株短梗霉碳代谢特征进行研究，结果表明随着辐射剂量增加，菌株对碳源的利用也发生着变化。其中，D-核糖，蔗糖，D-阿拉伯糖，L-阿拉伯糖在高剂量辐射下利用率显著上升。在95种碳源中，共有17种碳源表现出类似的趋势。揭示了短梗霉在高剂量辐射下碳源利用类型会发生明显的改变，这可能是该菌辐射应激和适应的一种有效机制。.此外，本研究共分离获得236株内生真菌，分属于22个属，42个种；500余株内生细菌，分属于38个属，74个种。其中，8株与已知模式菌株序列相似性均小于97%，初步确定为潜在新种。完成一批耐盐、耐干旱促生菌的小麦及棉花盆栽实验验证，为盐爪爪内生微生物在农业生产、环境治理等领域的应用奠定了良好基础。.综上所述，经过4年的研究，获得了一批具有抗辐射特性、耐盐促生的功能菌株，进行了盐爪爪根际群落的演替和辐射胁迫响应规律解析，探讨了植物内生微生物在放射性核素迁移中的作用，完成了项目既定研究计划。