菌根真菌在兰科植物生态适应中的作用机制文献综述

 2023-02-10 23:01:14

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

文献综述

1.引言

兰科植物作为自然界中的第二大科植物[1],广泛分布于除两极和干旱沙漠地区以外的陆地生态系统中,其中以热带地区种类最为丰富[2]。我国地跨热带、亚热带及温带3个气候带,拥有着丰富的兰科植物区系,已知约有173属1200多个原生种,主要分布于云南、四川、海南和台湾等亚热带区域[3]

兰科植物在植物界的系统演化上属于最进化、最高级的类群,具有很高的药用、观赏和科研价值[4]。研究表明,大多数的兰科植物都需要与真菌共生才能够在自然界得以生存,合适的真菌是兰科植物种子萌发和幼苗生长的必要条件。因此,作为一个重要原因,许多兰科植物目前都处于濒危状态,是国际上生物多样性保护中备受关注的类群。

兰科植物有着天然的菌根共生关系,菌根几乎伴随着兰科植物从种子萌发到开花结果的整个生活史[5]。在此过程中,真菌通过菌丝被消化为兰科植物供给全部或者部分营养,同时真菌自身得以生长繁殖。近年来,国内外学者在对菌根真菌与兰科植物互作作用的专一性研究表明,不同种兰科植物、不同地区的同种兰科植物、甚至同种兰科植物在不同生态位的菌根真菌区系均有较大差异,目前还没有相关研究探索出了其中的规律。本课题拟以地生、附生、石生兰中的代表性植物为实验材料,对其菌根真菌进行分离、鉴定,以及胞外酶活性检测,进而为进一步解释菌根真菌对兰科植物生态位的驱动机制以及协同进化机制奠定基础。

2.菌根真菌的分离与鉴定

1987年,Moore将原隶属于兰科菌根的所有真菌分为3个属:胶膜菌属、角担菌属和蜡壳菌属,分别归属于胶膜菌科、角担菌科和蜡壳耳科,这也是目前学术上公认的兰科菌根真菌的主要三个科[6]

兰科菌根真菌的分离是进行兰科菌根真菌研究的第一步,也是研究菌根真菌生态功能的基础。目前从成年兰科植物中分离菌根真菌的方法主要有两种:组织块分离法和单菌丝团分离法[7]。对真菌的鉴定主要包括形态学鉴定和分子生物学鉴定。形态学鉴定包括观察菌落形态特征、菌丝显微结构和菌丝隔膜的超微结构、菌丝细胞内细胞核数目、念珠状细胞的形态产孢结构及孢子的特征等[8]。真菌的分类鉴定主要依靠繁殖结构,尤其是有性繁殖结构,但属于半知菌范畴的兰科共生丝核菌很难产生有性态,故需联合菌丝桶孔隔膜超微结构特征作为鉴定依据[9]。随着分子生物学的发展,DNA分子标记技术成为最常用的分子生物学鉴定方法。人们可以直接从真菌中提取DNA或者RNA,采用PCR、RFLP、RAPD、SSR、SNP、rDNA-ITS序列扩增等技术,开展真菌的分类鉴定、种间及种内亲缘关系、菌株持久性等方面的研究。传统的形态学鉴定方法和分子生物学技术相结合,极大提高了兰科菌根真菌鉴定的准确性和可信性[10]

3.胞外酶活性测定

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