水培环境中发现的“α木霉菌”对蓝莓生长的促生作用机制

Blueberry root system can form symbiotic relationship with many kinds of fungus in the natural state. But there have not been any reports on the symbiotic relationship of bluebreey with Trichoderma Pers.. A previous experimental research had found that an unknown Trichoderma Pers. can not only form a good symbiotic relationship with blueberry, but also promote its growth dramatically. However, it is still unclear about the mechanisms that Trichoderma Pers. has promotion to plants’ growth and psychological process in the aquatic state. Therefore, this project will investigate the classification of this new aquatic Trichoderma Pers. with morphology and molecular biology; and the mechanism of growth-promoting effect on blueberry with this Trichoderma spp. by bio-control and direct-promoting with gnotobiotic cultivating, open cultivating and sample analysis. Meanwhile, this project also aims to explore the mechanisms of growth-promoting effect that Trichoderma Pers takes on aquatic plants. The results of this project may not only making sure the mechanisms of growth-promoting effect, but also provide vital theory and practice values for cultivating gnotobiotic plants through this Trichoderma Pers..

蓝莓（Vaccinium spp.）根系在自然条件下能与多种真菌形成共生关系，然而与木霉属（Trichoderma Pers.）真菌形成共生关系的研究在国内外均未见报道。前期研究偶然发现一株未知的木霉菌在水培条件下能与蓝莓根系形成良好的共生关系并显著促进其生长。但是这种由木霉类真菌在水生条件下对植物生长产生促进作用的机理尚不清楚。因此，本研究拟从该新发现的水生木霉菌的分类鉴定及其对蓝莓生长的促进作用机制入手，利用形态学与分子生物学相结合的方法对其进行分类鉴定，同时利用悉生水培、开放式水培与实验室分析等手段，从生防作用机制与直接促生作用机制两个方面深入系统地探讨此水生木霉真菌对水培蓝莓生长的影响，揭示木霉菌在水生环境条件下对植物的促生作用机理。研究结果不仅能够明确木霉菌在水生条件下对植物的促生作用机理，同时对于利用该木霉菌进行蓝莓等植物的水培技术开发等均具有重要的理论和实践价值。

蓝莓（Vaccinium spp.）根系在自然条件下能与多种真菌形成共生关系，然而与木霉属（Trichoderma Pers.）真菌形成共生关系的研究在国内外均未见报道。前期研究偶然发现一株未知的木霉菌在水培条件下能与蓝莓根系形成良好的共生关系并显著促进其生长。但是这种由木霉类真菌在水生条件下对植物生长产生促进作用的机理尚不清楚。因此，本研究从该新发现的水生木霉菌的分类鉴定及其对蓝莓生长的促进作用机制入手，利用形态学与分子生物学相结合的方法对其进行分类鉴定，同时采用普通开放环境中对水培蓝莓幼苗进行接菌/对照培养，明晰水培环境中木霉蓝莓生长的影响；最后再利用代谢组及蛋白组学明晰α木霉菌影响植物生长、生理及抗性诱导的深层机制。研究结果表明，（1）前期所得α木霉菌确为木霉属真菌，且仅与数据库中的多株棘胞木霉序列具有不超过97%的同源性。因此，其为新种的概率较高；（2）α木霉显著促进蓝莓幼苗的生长，并且在氮素硝铵比1:1的条件下生长最佳、叶绿素含量最佳、光合速率最佳，但并没有显著影响蓝莓的抗逆性指标；（3）α木霉显著影响了蓝莓根系中的谷氨酸脱氢酶，但对硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶并没有产生显著影响；（4）α木霉菌显著影响了蓝莓的代谢产物，其中在在正离子模式中叶片获得差异代谢物1347个，其中上调314个，下调1033个；根系差异代谢物1782个，其中上调771个，下调1033个。负离子模式中叶片获得差异代谢物737个，其中上调417个，下调320个；根系差异代谢物960个，其中上调378个，下调582个，影响代谢通路82个。（5）α木霉菌显著影响了蓝莓的蛋白表达。其中通过差异表达蛋白功能富集分析，将α木霉菌对蓝莓的促进机制锁定在了叶绿体及光合作用暗反应阶段、还原型戊糖磷酸循环以及细胞对光刺激的响应过程中，与研究结果（2）中所得叶绿体含量升高及光合速率加快相吻合。该项研究丰富了木霉菌作为根际益生菌对植物产生促生作用的理论依据，同时对利用α木霉菌进行蓝莓等植物的无土（基质）栽培技术的开发具有重要的理论和实践价值。