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研究获得金钗石斛种子共生萌发有效真菌

来源:版纳植物园 2020-11-22 13:39




钗石斛(Dendrobium nobile Lindley)具有观赏价值,是一种用途广泛的中药材。野外居群自然生长较为缓慢,加之生境破坏和人为过度采集,导致野生资源处于濒危状态。为保护金钗石斛物种资源,中国科学院西双版纳热带植物园园林园艺部兰科植物多样性与保护组研究人员对其种子开展共生萌发研究。

金钗石斛种子体积较小,在野外自然条件下需要特定的真菌类群侵染才能启动萌发,并完成后继萌发过程。种子萌发形成原球茎后,逐渐开始光合作用,营自养或混合营养方式(自养与真菌异养)存活。在此之前的阶段种子发育依赖共生真菌提供营养。然而,种子被真菌定植启动萌发经原球茎发育形成幼苗过程中,两者的共生过程并不清晰,如:过程中有多少种真菌参与?各自的生态功能是什么?能否获得可培养菌株来用于种苗繁育和物种的回归保护?以上问题的回答可为了解金钗石斛种子自然的萌发过程提供科学依据。

研究人员通过原地共生萌发技术获得金钗石斛的原球茎,并分离获得5株典型的兰科共生真菌,包括无孢蜡壳科(Serendipitaceae)4株和胶膜菌科(Tulasnellaceae)1株。其中,无孢蜡壳科的JC-01和胶膜菌科的JC-03的菌株均可促进种子萌发形成幼苗,萌发效率显着高于其他菌株促进效果;金钗石斛种子共生萌发对真菌表现相对较低的专一性。此外,通过不同菌株的组合培养共生萌发实验发现,共同培养可明显促进种子萌发的菌株(JC-01和JC-03)对种子萌发并没有表现出协同效应,甚至比单菌株促进幼苗率略低;菌株JC-05或任意与其组合培养的促进种子萌发的效率都减弱,形成幼苗也更少。该研究揭示了金钗种子被真菌定植启动萌发经原球茎发育形成幼苗是一个动态过程。虽然菌株均为典型的兰科菌根菌,但其功能不同;不同的真菌可能在不同的条件植株不同的发育阶段行使不同的生态功能。此外,研究人员利用菌种JC-01和JC-03在野外开展种子直播实验(数据未发表),结果显示菌株JC-01促进金钗石斛种子萌发效率更高,时间更短。这一菌株的获取有利于金钗石斛的种苗繁育和物种回归保护。

相关研究成果以Co-cultures of mycorrhizal fungi do not increase germination and seedling development in the epiphytic orchid Dendrobium nobile为题,在线发表在Frontiers in Plant Science上。研究工作得到国家重点研发计划和NSFC-云南联合基金的支持。 (生物谷Bioon.com)
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