内生真菌在内蒙古草原常见种中的分布及其多样性研究

内生真菌与人工草地禾草之间的互利共生关系已经被大量的实验证据所证实。近年来的研究表明，内生真菌在天然禾草中也广泛存在，但无论是内生真菌感染率还是种类多样性在天然禾草的不同地理种群间都存在明显差异。本研究以内蒙古草原天然禾草为研究对象，在不同的时间尺度（包括年际变化、季节变化和禾草的不同发育阶段）和空间尺度（包括大尺度上的地理群落之间、小尺度异质生境中的群落之间以及同一群落的优势地位不同的物种之间）上研究常见种中内生真菌的分布和多样性（包括形态多样性和遗传多样性）变化格局，重点阐明内生真菌多样性和存在度与宿主植物及其所处生境的关系。本研究不仅可以丰富真菌的基因库，为进一步人工构建有益的禾草-内生真菌共生体、筛选有用的生物活性物质提供菌种资源，更能为揭示内生真菌与天然禾草宿主的关系实质从而有效地利用内生真菌-禾本科植物共生体这一特殊的生物资源提供科学依据。

内生真菌与人工草地禾草之间的互利共生关系已经被大量的实验证据所证实。近年来的研究表明，内生真菌在天然禾草中也广泛存在，但无论是内生真菌感染率还是种类多样性在天然禾草的不同地理种群间都存在明显差异。本研究以内蒙古草原天然禾草为研究对象，研究常见种中内生真菌的分布和多样性变化格局，重点阐明内生真菌多样性和存在度与宿主植物及其所处生境的关系。本研究不仅可以丰富真菌的基因库，为进一步人工构建有益的禾草-内生真菌共生体提供菌种资源，更能为了解内生真菌与宿主植物的协同进化历史、揭示共生关系的性质提供科学依据。三年来我们按照预定的计划开展研究，在以下5个方面取得了显著进展：①从内蒙古草原最东部的海拉尔到最西部的阿拉善左旗选取了33个代表样地，检测植物种群152个，采集常见禾本科植物共计32 种，发现共有20 种植物感染了内生真菌（约占63%），其中仅有3种的平均侵染率大于50%。②在大面积调查的基础上，我们重点对高感染率的羽茅和中等感染率的羊草中的内生真菌进行了研究，发现羽茅所有地理种群的染菌率均接近100%，分离纯化获得10个不同形态群的内生真菌，其中2个形态群为优势形态群，内生真菌的形态多样性有自西向东增加的趋势，采用形态学和分子标记相结合的方法对2个优势形态群进行了菌种鉴定，将形态群I命名为1个新种，即Neotyphodium sibiricum, 而将形态群II定名为已被报道的1个种, 即N. gansuense；羊草在内蒙古草原东部的地理种群中内生真菌的感染率均低于10%，只有阿巴嘎旗的种群感染率在70%左右，分离纯化获得3个不同形态群的内生真菌，其中1个形态群为优势形态群，采用形态学和分子标记相结合的方法对优势形态群进行了菌种鉴定，将其定名为已被报道的1个种，即Epichloë bromicola。③在羽茅优势内生真菌中检测到显著的遗传变异，发现内生真菌种群间的遗传分化是羽茅的4~7倍，内生真菌种群间的基因流远远小于宿主植物羽茅的基因流。④分别研究了感染内生真菌的羽茅和羊草对非生物胁迫（干旱、贫瘠、盐碱）和生物干扰（其它植物的竞争）的抗性，发现内生真菌感染能够增强羊草的抗旱能力和耐盐碱性，而对于羽茅，则增强了宿主植物耐养分胁迫的能力，但增益程度既与宿主植物的种类和地理来源有关，也与共生体所处的环境条件密切相关。⑤成功建立了方便、快捷、感染率高的内生真菌的人工转接方法。