野生稻内生真菌多样性与生物学功能研究

植物-内生真菌共生是一种很重要的植物与微生物共生关系，但目前仅对少数几个植物-内生真菌共生体进行了较详细的研究。水稻是最重要的粮食作物，也是最重要的模式植物之一，而野生稻与水稻的亲缘关系较近，因此对水稻（包括栽培稻和野生稻）内生菌的研究具有重要的科学和经济价值。目前国内外已经有一些针对栽培稻和野生稻的内生细菌的研究，但对内生真菌的研究还非常少，而我国是野生稻的原产地，有丰富的生物资源，因此进行野生稻内生真菌的研究是非常有必要的。本项目拟通过分离培养方法和环境PCR方法对野生稻内生真菌进行多样性研究，确定野生稻内生真菌的多样性及其优势类群；通过离体和活体试验明确具有促进水稻生长、提高水稻抗病性的内生真菌菌株，为进一步研究内生真菌与宿主互作的生理生化及分子机制提供基础材料，也可为进一步探索利用野生稻内生真菌提高水稻抗病性提供菌种资源。

非麦角菌类禾草内生真菌具有高度遗传多样性和功能多样性，是当前菌物学研究的热点。从珍稀濒危植物或具有特殊进化历程、生存策略的植物中分离内生真菌极有可能获得种类新颖、功能特殊的宿主专一性类群。本项目研究了云南濒临灭绝的禾本科植物—疣粒野生稻的内生真菌资源。利用分离培养和环境PCR方法，从形态、分子和宏观生态水平对疣粒野生稻内生真菌的分类地位、种群结构和多样性特征进行了研究，并对其生物学功能进行了分析。.从野生稻分离获得内生真菌菌株259株，多属于座囊菌纲、散囊菌纲和粪壳菌纲，但不同组织内生真菌组成有明显差别。叶片组织内生真菌侵染频率相对较高，优势种群是炭角菌科和节菱孢霉；根和茎组织内生真菌侵染频率较低，无明显的优势种群，多为稀有种或单个种。单个种或稀有种可能是 “真正内生菌”，与宿主经历了长期的协同进化，对它们进行生物多样性或功能多样性分析是非常有必要的。在草本植物中较常见的格孢腔目和在禾本科植物中更为普遍的巨座壳科和节菱孢属真菌在不同组织中均有分布，显示内生真菌具有一定的宿主特异性。.从根系基因组DNA获得186个阳性克隆，分为35个系统发育型，其中频率最高的克隆属于未知的担子菌，60.2% 的克隆序列最佳BLAST 结果均与分类地位尚不明确的记录匹配。环境PCR方法检测到更多的担子菌，因此常规分离培养方法获得的类群并不能反映植物内生真菌种群结构的真正面貌。.显微观察和环境PCR均未检测到菌根真菌的存在，至少说明在某些特定生境下，内生真菌扮演着与菌根真菌同等重要的角色。根系组织发现微菌核和暗色有隔菌丝，表明存在着暗色有隔内生真菌。发现了一种属于暗色有隔内生真菌的新种稻瓶状瓶霉，该菌定殖在根系皮层细胞中，促进水稻生长，诱导水稻产生局部抗病性和系统抗病性，抵抗稻瘟病菌的根部和叶部侵染。.从茎杆分离获到产气霉属内生真菌，研究了其产生的挥发性有机化合物的抑制活性和气体成分。这是首次从中国、从草本植物分离得到产气霉，表明产气霉有更广的地理分布和寄主范围，对全面认识这种特殊内生菌的生态、进化等有重要科学意义。