大豆野生种和栽培种内生真菌资源挖掘、系统发育分析和功能初探

野生大豆具有高度遗传多样性和功能多样性，从珍稀濒危野生大豆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。本研究对分布黑龙江省濒临灭绝的野生大豆和优良栽培种合丰50的内生真菌资源进行挖掘，并结合分离培养方法和免培方法，从形态水平、宏观生态水平(多样性参数计算和物种累加曲线预测)、生理水平(活体接种和活性测试)和分子水平(系统发育分析和环境PCR)等不同层次对野生大豆和栽培种内生真菌的种群结构组成、多样性特征、重要类群的系统发育关系和部分菌株的生物学功能进行分析、鉴定。该研究对野生大豆和栽培大豆内生真菌资源挖掘、应用开发及提高栽培大豆的抗逆性及高等真菌生态学、进化机制等基础理论均有重要的科学意义。

本课题选用6个不同生态类型栽培大豆和6个原生境下野生大豆进行内生真菌分离、纯化及系统生长发育分析、菌株类型确定及菌株功能分析，研究结果如下：. 1.完成栽培大豆和野生大豆不同器官内生真菌定植、分离及纯化得到310株内生真菌，栽培大豆85株，野生大豆内生真菌225 株。. 2.利用PCR检测、ITS序列同源序列比对技术分析162个菌株主要分布在镰孢霉属、附球菌属、链格孢属、镰刀菌属、赤霉菌属、链格孢属、炭疽菌属、青霉菌属、类阿达青霉、非自然弯孢属及黑附球菌等；镰刀菌属内生真菌在分离数量上占45.06%，为野生大豆内生真菌优势菌群，在野生大豆内定植的内生真菌，亲缘关系较远的为赤霉菌属与镰刀菌属；新菌株为WDL2(Dothideomycetes sp.相似度95%)、Z4(Dothideomycetes sp.相似度92%)、Y2S1(Gibberella moniformis相似度91%)、Y5L13(Pleosporales sp.相似度95%)、Y5R4（Fusarium sp.相似度76%）。.3.野生大豆内生真菌对稻瘟病、玉米大斑病、大豆疫霉病、大豆菌核病具有抑制作用，ysyl-7-1，y6r-1，y6r-15，ysyl-7-2作用较强，对水稻稻瘟病P-46-2和大豆菌核病有抑制作用。.4.野生大豆内生真菌具有耐重金属特性，RWDL4-1，Z-Y1S-4，S-Y5R18-2，S-Y2R23在氯化镉浓度为400mg/L仍然可以存活，为高抗镉内生真菌菌株；.5.野生大豆内生真菌耐盐菌株为S20-1、SY2R-5和SYSYS4；耐酸为SYSYS4、S20-1、ZY1S-8、SY2S2-1、SY6R-15、S20-2、RWDL4-1；耐碱为Y6L3、SY2R-5；耐酸耐碱为SYSYS7-2、ZY1S-4、SY2R23、SY5R18-2。.6.菌丝多糖含量最高为Y2S9，为85.51mg/g；菌丝黄酮较高为Y1S9和Y6S8分别为2.98mg/g和2.24mg/g，发酵液中最高SYS4为4.80mg/L；菌丝中总三萜最高为Y6S8含量为25.54mg/g，发酵液中最高WDL3为 42.97mg/L；菌丝中多酚最高WDS8为10.83mg/g，发酵液最高WDR5为7.06 mg/L；菌丝中总酚最高WDS7为22.65mg/g，发酵液最高WDR5为3.67mg/L。