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樟子松外生菌根真菌多样性及菌根生物技术研究

作　者: 张文泉
导　师: 闫伟
学　校: 内蒙古农业大学
专　业: 森林培育
关键词: 樟子松 外生菌根 形态学 组织学特征分析 分子鉴定 苗木生长 组织培养 菌根化
分类号: S718.8
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本研究包括樟子松外生菌根的形态学、组织学特征分析，外生菌根分子鉴定，外生菌根真菌对樟子松苗木生长的影响，樟子松组培苗菌根化等四部分内容，现分述摘要如下：（一）外生菌根形态学、组织学特征分析外生菌根中真菌组织形态学和解剖学特征的稳定性，为外生菌根的分类鉴定创造了条件和可能性，在进行外生菌根分类鉴定时，重点应放在真菌组织的特征上。本研究从樟子松为出发点，以菌根共生体为研究对象，系统地从形态学和解剖学的角度研究了与之共生的外生菌根类型，详细描述了19种外生菌根类型，并根据图鉴对所分出的外生菌根的颜色、外部形态、菌套表面结构及内部解剖结构等特征进行了归纳总结；探索了以宏观的形态、颜色和显微结构中菌套菌丝排列图式、菌套表面结构及菌丝和菌索内部结构等特征为主要依据进行外生菌根分类鉴定的可行性。（二）外生菌根根尖分子鉴定研究本研究在分出基本类型的基础上，以樟子松的菌根共生体的根尖为材料，提取DNA，利用真菌特有引物ITS1F和ITS4，在PCR基础上对外生菌根真菌rDNA的ITS区段进行碱基序列测定，然后与互联网上DNA序列数据库中的信息资源进行比较，确定其外生菌根真菌的多样性。本研究中共分出19个菌根类型，并鉴定科和属或者到种的水平，鉴定到科水平的有3个类型，鉴定到属的有1个类型，其余14个类型都鉴定到了种；其中属于担子菌亚门的有15株，子囊菌亚门的有4株。本研究在进行分子鉴定的同时，充分的利用了互联网上的生物信息资源，构建了分类报告，并对其进行了分析。（三）外生菌根真菌对樟子松苗木生长的影响本研究在室内条件下对樟子松幼苗与点柄乳牛肝菌、褐环乳牛肝菌、块菌、绒边乳菇、黄孢红菇、兰丝膜菌、彩色豆马勃和土生空团菌的菌根人工合成进行了比较全面的试验研究。通过观测苗木生长、根系和菌根的发育、生物量累积，研究了樟子松外生菌根的形成及对苗木生长效应的影响，并对樟子松优良菌根真菌的筛选进行尝试。试验结果表明:点柄乳牛肝菌与褐环乳牛肝菌与樟子松根系快速形成菌根，对樟子松幼苗的早期生长有明显的促进作用，是樟子松菌根化育苗首选的菌根真菌。接种该两种菌种的樟子松幼苗的平均苗高、地径、生物累积量均因菌根的形成而明显增加，生物累积量甚至可达到未接种苗的2～3倍。另外，对樟子松菌根化苗（合成130d）进行了自然干旱胁迫研究，目的是探讨菌根化樟子松苗木的抗旱机理。结果表明，菌根化苗木可以通过提高苗木光合速率、增加苗木根茎比，提高叶片SOD活性、Pro.含量、降低MDA在植物体内的积累等多种生理、生化代谢途经提高樟子松苗木的抗旱性，其中抗旱性最强的菌种为褐环乳牛肝菌，其菌根化苗较对照苗临界致死时间推迟61h。（四）组培苗菌根化本研究以樟子松成熟胚为外植体，研究了不同生长调节剂组合对樟子松愈伤组织诱导及分化的影响，并获得了完整的再生植株。建立了樟子松植株再生体系，确立了樟子松组织培养各阶段的最优条件：诱导愈伤组织的最佳培养基组合为1/2MS+1.5mg L-12,4-D+0.5mg L-16-BA；愈伤组织增殖的最佳培养基组合为1/2MS+1.0mg L-12,4-D+0.2mg L-16-BA；愈伤组织分化的最佳培养基组合为1/2MS+0.1mg L-1IBA+1.0mg L-16-BA；不定芽伸长生长的适宜培养基为1/2MS＋0.1％活性炭，诱导生根的最佳培养基组合为1/4MS+0.5mg L-1NAA+0.2mg L-1IBA。对移栽后樟子松组培苗接种外生菌根真菌S.g和G-S.g，5个月以后，其菌根化率均达到了98%，其菌根侵染率均达到了75%以上，菌根化樟子松组培苗苗高、地茎、干重与对照相比均有显著性提高，组培苗菌根化，可以显著促进宿主苗木的生长，尤其是地下生物量的增加。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-13
缩略语表  13-14
1 引言  14-40
  1.1 菌根简介  14-15
  1.2 外生菌根概况  15-17
    1.2.1 外生菌根的形成及其真菌种类  15-16
    1.2.2 林木外生菌根真菌多样性研究  16-17
  1.3 外生菌根真菌分类学研究  17-19
    1.3.1 外生菌根真菌形态学研究  17-18
    1.3.2 外生菌根真菌分子生物学研究  18-19
  1.4 外生菌根真菌对林木生长影响及生理生态研究  19-20
  1.5 外生菌根合成与抗旱机理研究进展  20-27
    1.5.1 影响外生菌根形成的因素  20-22
    1.5.2 外生菌根形成机制  22-24
    1.5.3 外生菌根抗旱机理研究进展  24-27
  1.6 外生菌根生物技术及应用现状  27-30
    1.6.1 菌根真菌的采集和分离  27
    1.6.2 优良外生菌根真菌的筛选  27-28
    1.6.3 菌剂及接种技术  28
    1.6.4 应用技术  28-29
    1.6.5 研究现状  29-30
    1.6.6 存在的问题  30
  1.7 植物组培苗菌根化研究  30-35
    1.7.1 植物组织培养概述  30-34
    1.7.2 植物菌根化技术研究  34-35
  1.8 樟子松概述  35-37
    1.8.1 自然分布  36
    1.8.2 引种造林  36
    1.8.3 生物学特性  36-37
  1.9 研究背景及研究思路  37-40
    1.9.1 研究背景  37-38
    1.9.2 主要研究内容  38
    1.9.3 采样地基本概况及技术路线  38-40
2 樟子松外生菌根形态分类鉴定  40-58
  2.1 材料与方法  40-42
    2.1.1 试验材料  40
    2.1.2 试验试剂与仪器  40
    2.1.3 试验方法  40-42
  2.2 结果与分析  42-57
    2.2.1 樟子松外生菌根形态解剖特征分析  42-57
  2.3 小结与讨论  57-58
3 樟子松外生菌根真菌分子鉴定  58-90
  3.1 材料与方法  58-64
    3.1.1 试验材料  58-60
    3.1.2 试验方法  60-64
  3.2 结果与分析  64-88
    3.2.1 外生菌根真菌基因组 DNA 的提取  64-65
    3.2.2 rDNA ITS 区段的 PCR 扩增  65
    3.2.3 rDNA ITS 区段测序的结果与分析  65-88
  3.3 小结与讨论  88-90
4 试验室条件下樟子松菌根合成及外生菌根真菌对樟子松实生苗生长的影响  90-99
  4.1 材料与方法  90-92
    4.1.1 供试材料  90-91
    4.1.2 试验方法  91-92
  4.2 结果与分析  92-97
    4.2.1 不同菌种的不同菌剂对樟子松实生苗菌根感染率的影响  92-93
    4.2.2 不同菌种与樟子松实生苗形成的菌根形态  93-94
    4.2.3 不同处理对樟子松实生苗生长量及生物量的影响  94-96
    4.2.4 不同处理对樟子松实生苗叶绿素含量的影响  96-97
    4.2.5 不同处理对樟子松实生苗净光合速率的影响  97
  4.3 小结与讨论  97-99
5 樟子松外生菌根化苗抗旱机理  99-108
  5.1 材料与方法  99-100
    5.1.1 供试材料  99
    5.1.2 试验方法  99-100
  5.2 结果与分析  100-106
    5.2.1 不同处理对樟子松实生苗菌根侵染率的影响  100
    5.2.2 不同处理对樟子松实生苗总生物量及根茎比的影响  100-101
    5.2.3 干旱胁迫下不同处理对樟子松实生苗叶绿素含量的影响  101-102
    5.2.4 干旱胁迫下不同处理对樟子松实生苗细胞膜透性的影响  102
    5.2.5 干旱胁迫下不同处理对樟子松实生苗叶超氧化物歧化酶活力的影响  102-103
    5.2.6 干旱胁迫下不同处理对樟子松实生苗叶片丙二醛含量的影响  103-104
    5.2.7 干旱胁迫下不同处理对樟子松实生苗叶片脯氨酸含量含量的影响  104-105
    5.2.8 干旱胁迫下不同处理对樟子松实生苗净光合速率的影响  105
    5.2.9 干旱胁迫下不同处理对樟子松实生苗叶水势的影响  105-106
    5.2.10 干旱胁迫下不同处理对樟子松实生苗萎蔫及临界致死时间的影响  106
  5.3 小结与讨论  106-108
6 樟子松组织培养及植株再生  108-121
  6.1 材料与方法  108-110
    6.1.1 供试外植体  108
    6.1.2 试验方法  108-110
  6.2 结果与分析  110-119
    6.2.1 不同激素处理对愈伤组织诱导的影响  110-112
    6.2.2 不同激素处理对愈伤组织增殖的影响  112-113
    6.2.3 不同激素处理对不定芽分化的影响  113-115
    6.2.4 不同处理对不定芽伸长生长的影响  115-117
    6.2.5 不同处理对不定根诱导的影响  117-119
  6.3 小结与讨论  119-121
7 樟子松组培苗菌根化  121-125
  7.1 材料与方法  121-122
    7.1.1 试验材料  121
    7.1.2 试验方法  121-122
  7.2 结果与分析  122-124
    7.2.1 接种牛肝菌对樟子松组培苗生长的影响  122-124
  7.3 结论与讨论  124-125
8 结论与展望  125-128
  8.1 研究特色与创新之处  125-126
  8.2 主要结论  126
  8.3 问题与展望  126-128
致谢  128-129
参考文献  129-141
附录  141-142
作者简介  142

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中图分类: > 农业科学 > 林业 > 林业基础科学 > 森林生物学 > 森林微生物学
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