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中国和法国两种黑松露对华山松侵染研究取得新进展
发布者: 发布时间:2020-06-17

近日,四川省农业科学院食用菌研究中心李小林博士团队联合四川农业大学资源学院在国际期刊《Microbiological Research》上在线发表了有关松露(块菌)的最新研究成果—Colonization by Tuber melanosporum and Tuber indicum affects the growth ofPinus armandiiandphoD alkaline phosphatase encoding bacterialcommunity in the rhizosphere。该论文第一作者为我院土肥所李小林博士与川农大资源学院张小平教授共同培养硕士研究生张笑萍。

该研究通过对宿主生长生理情况变化的动态监测比较了法国黑孢松露及中国黑松露(印度块菌)与华山松的共生适宜性。揭示了这两种具有商业价值的黑松露对宿主华山松根际phoD(碱性磷酸酶)功能基因的细菌群落的影响。除此之外,该研究也对根际土壤性质及根际土壤中两种松露的交配型基因的分布进行了动态监测,很好地明确了在共生初期根际微生态中松露与功能微生物、宿主以及土壤的相互作用,为后续松露的人工栽培和商业化生产提供更全面的科学理论依据。

松露又称之为块菌,是世界上珍贵的食用菌。松露的共生期在其生活史中占有很大比例,因此,对松露在其共生时期的相关探索尤为重要。而松露侵染宿主合成菌根苗是松露共生及人工栽培的第一步。在该研究中,李小林团队用黑孢松露和中国黑松露侵染华山松幼苗。在接种后的第2468月,对两种松露侵染率、华山松幼苗的生长表现及根系生理情况、土壤理化性质实施了动态监测。这一部分的研究结果表明,接种后第8个月中国黑松露对华山松的侵染率显著高于法国黑孢松露,前者更加适宜于华山松这一本土树种。两种松露的侵染均对宿主华山松的生长生理情况有影响,尽管各个指标随时间的变化趋势不同,总体而言,两种松露的侵染均提升了华山松植株的质量,如提高了宿主的生物量、总根表面积、根系过氧化物酶及超氧化物歧化酶等的活性。然而,两种松露之间对于宿主的影响是相似的,没有明显差异。最后,该研究土壤性质的测定结果显示,在华山松根际土壤中,有机质含量和有效磷含量由于两种松露的侵染而显著得到了提高。

由于有效磷的含量在每个测定时间都具有显著提高,加之土壤磷循环在菌根根际环境中的重要性,作者选取了编码碱性磷酸酶的phoD基因,运用高通量测序技术,对含有该功能基因的细菌群落进行了检测。研究结果表明,两种松露均能引起根际phoD细菌群落的显著改变,然而,只有黑孢松露在侵染宿主后的第6个月及第8个月降低了phoD细菌群落的多样性或丰富度。一些phoD细菌,如,Pseudomonas, Xanthomonas, Sinorhizobium,其丰度在黑孢松露或中国黑松露的侵染后有明显提高。同时,Sinorhizobium不仅具有phoD功能基因,还具有固氮功能。同时,RDA冗余分析表明,phoD细菌群落与土壤pH、有机质和有效磷含量显著相关。对根际土壤中交配型基因分布的测定显示了MAT1-1-1占有主要优势,且交配型基因的分布也与土壤pH和有效磷含量有正相关性。

总体来说,在共生初期,法国黑孢松露和中国黑松露的侵染显著影响了宿主的生长和根际phoD细菌群落结构。当然,在之后的共生时期,也仍需要对松露的共生机制进行进一步深入探索。(院土肥所  叶雷、张笑萍供稿)

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