野生越橘杜鹃花类菌根真菌资源挖掘及其定殖机理初探

This project is designed to clear the main types and distribution characteristics of ericoid mycorrhizal fungi resources in Vaccinium located in different territories and agrotypes by survey, collection, isolation, and identification, and establish a bank of ericoid mycorrhizal fungi resource. In addition, the community structure characteristic and predominant fungi community will be analyzed using high throughput sequencing technology. On the basis of the study, several strains promoting growth will be obtained by inoculating Vaccinium with the mycorrhizal fungi. The green fluorescent protein gene is transferred to the mycorrhizal fungi, so the colonization characteristic of ericoid mycorrhizal fungi in rhizosphere of Vaccinium can be observed by laser scanning confocal microscope. In addition, the change of microorganisms community structure in rhizosphere of Vaccinium is analyzed by denaturing gradient gel electrophoresis and pyrosequencing after inoculated with different ericoid mycorrhizal fungi, and the interactional mechanism between fungi of inoculation and the change of microorganisms community structure is also studied. Theoretically speaking, it is helpful to further study the interactional mechanism between microorganism and plant, or rhizosphere fungi and native microorganism, when the colonization mechanism and the community structure characteristic of ericoid mycorrhizal fungi is understood. In practice, it is helpful to establish a new cultivation technique with mycorrhizal fungi and break through cultivation bottleneck in Vaccinium by obtaining a lot of strains with colonization ability in rhizosphere of Vaccinium.

本研究拟通过对不同自然地理区域及土壤类型条件下的野生越橘杜鹃花类菌根真菌资源的调查、收集、分离与鉴定，明晰我国野生越橘杜鹃花类菌根真菌的主要种类及分布特征，并建立越橘菌根菌种质资源库。利用高通量测序技术，分析不同生境越橘杜鹃花类菌根真菌的群落结构特征及其优势菌群。在此基础上，通过接种菌根真菌，筛选具有促生效应的菌株。将绿色荧光蛋白基因转移到菌根菌中，利用激光共聚焦显微镜分析菌根菌在越橘根际的定殖情况。利用变性梯度凝胶电泳和高通量测序技术，分析接种不同菌根菌越橘根际微生物种群结构的变化，了解其与接种菌根菌间的相互作用机制。在理论上，明晰越橘杜鹃花类菌根真菌的群落结构特征及其定殖规律，为进一步向微生物与植物、菌根菌与其他土著微生物间相互作用方面深入探索打下基础。实践上，获得可有效在越橘根际定殖的优良菌根菌，为建立菌根化配套栽培技术、突破越橘栽培瓶颈打下基础。

越橘(Vaccinium)是最重要的新兴小果类果树之一，世界分布广泛，在我国主要集中于东北及西南地区。尽管越橘育苗技术大力发展，但大规模种植之后成活率相对较低，进入稳产期较慢，这是困扰当前越橘扩大规模生产的主要瓶颈问题。自然条件下几乎所有的越橘细根都有内生菌根真菌的寄生，其克服了越橘由于没有根毛而造成的对水分及营养的吸收困难，从而改善植株营养状况，调节宿主的代谢活性，增强植株的抗逆性，提高越橘的产量。因而将越橘组培技术和菌根化技术相结合，生产生长势旺、抗逆能力强的越橘苗木是一项很有经济价值的研究项目。我国野生越橘资源丰富，摸清我国越橘菌根真菌的资源情况，有针对性地收集菌种资源，并进行分离鉴定是菌根真菌应用研究的先决条件，在此基础上，研究其在我国的自然条件下与越橘的共生关系及生理作用，筛选适宜的菌根菌种类，解决越橘菌根菌应用的核心问题，是必要而且迫切的。.本课题通过对不同自然地理区域及土壤类型条件下的野生越橘杜鹃花类菌根真菌资源的调查、收集、分离与鉴定，明晰了我国野生越橘杜鹃花类菌根真菌的主要种类及分布特征，并建立了越橘菌根菌种质资源库。利用高通量测序技术，分析不同生境越橘杜鹃花类菌根真菌的群落结构特征及其优势菌群。在此基础上，通过接种菌根真菌，分析其对越橘生物学性状影响，筛选出具有促生效应的菌株。将绿色荧光蛋白基因成功转移到菌根菌中，并结合荧光显微镜建立了研究菌根菌在越橘根际定殖的分析体系。建立了越橘菌根的冰冻切片制作、原位PCR信号放大、分子杂交的检测体系，可以对菌根真菌在越橘根部分布位置和定殖程度进行快速、高灵敏度检测，同时为研究菌根真菌与植物根系的互作关系提供可行的手段。在理论上，为进一步向微生物与植物、菌根菌与其他土著微生物间相互作用方面深入探索打下基础。实践上，获得了可有效在越橘根际定殖的优良菌根菌株。