不同生境条件下齿瓣石斛不同生长时期菌根真菌多样性研究

The Orchidaceae, comprising the largest plant family with about 25000 species, has unique intimate relationship with mycorrhizae. Mycorrhizal fungi are critical components throughout entire orchid life cycle, from germination, protocorm and seedling development, even to reproduction. Symbiotic fungi could influence the population persistence, growth, reproduction and distribution of wild orchids. In this study, endangered epiphytic orchid Dendrobium devonianum, with immense value in both medicinal and oriental use, are chosen. In addition to investigating the specificity of symbiotic seed germination and diversity associated with flowering & vegetative stages, natural habitat population will be studied. Three sampling sites, primary forest, semi-virgin forest and designed ex situ conservation study sites will be selected for the comparison of diversity and population change. The relationship between wild orchid habitat variation and dynamics of symbiotic fungi diversity will be studied. The understanding has an ecological significance in taking insight into environmental influences on mycology and it’s associating species. These findings will benefit large-scale conversation, like reintroduction and restoration of Dendrobium devonianum, even for other orchids.

兰科植物是一类独特的菌根植物，自然条件下在其整个生活史中都与菌根真菌有密切的联系。菌根真菌是影响兰科植物存活、生长、繁殖和分布的重要生物因子。本项目以具有重要药用和观赏价值且自然分布于西双版纳的濒危附生兰科植物齿瓣石斛为研究对象，研究其种子萌发阶段共生真菌的专一性，营养生长时期和开花期共生菌的多样性；及其在原始森林、古茶园和迁地保护区等不同生境条件下菌根菌的多样性。分析齿瓣石斛不同生长时期共生真菌的转变和菌根真菌在不同生境条件下的多样性变化，探索菌根真菌与生境的相关性，从菌根生物学的角度为附生兰科植物野外种群的保护、恢复和建立提供理论基础。研究结果对揭示附生兰科植物种群对环境特别是微环境的生态适应特点具有重要的生态学意义。为附生兰科植物的迁地保护和回归提供基础科学数据。

兰科植物是一类独特的菌根植物，自然条件下在其整个生活史中都与菌根真菌有密切的联系。菌根真菌是影响兰科植物存活、生长、繁殖和分布的重要生物因子。本项目以濒危附生兰科植物齿瓣石斛为研究对象，分析其种子萌发阶段共生真菌的专一性，不同地理分布区植株共生菌的多样性及动态变化，探索菌根真菌与生境的相关性。通过野外调查采集齿瓣石斛原球茎5个，从中分离到一种共生真菌，编号为FDd1。室内共生萌发实验证实FDd1能显著促进齿瓣石斛种子萌发并形成幼苗；室内人工基质上种子共生萌发实验表明FDd1能有效地地促进齿瓣石斛种子萌发及幼苗建成，并显示出两者共生专一性；室外开放环境条件下利用种子-真菌悬浮液在苗盘上开展的共生萌发实验45天可获得大量肉眼可见的原球茎和幼苗；野外茶园茶树树干直接播种实验显示不同播种方法在2个实验样地种子的萌发率有差异(0.94%-1.44%)但不显著；每个播种点种子密度为1-50个时种子萌发率最高(2.78%-2.35%)；不同的播种季节（雨季，雾凉季和干热季）其种子萌发率也有所不同 (0.24%-5.87%)；不加共生真菌的对照试验（仅播种齿瓣石斛种子而无共生真菌）显示无种子萌发。同时，分别于雾凉季、干热季和雨季采集西双版纳基诺乡龙帕古茶园和易武乡麻黑落水洞古茶园成年植株根段，利用二代测序技术分析对比不同季节条件下茶园内齿瓣石斛菌根真菌多样性变化，序列测定结果显示蜡壳菌目(Sebacinales)真菌为齿瓣石斛主要菌根真菌类群，菌根真菌多样性指数干热季最高，雾凉季次之，雨季最低均达到显著差异水平。高度专一性共生真菌的获得对于齿瓣石斛种苗繁育提供了物质资源；种子真菌悬浮液播种提供了一条全新的育苗方法；野外播种实验的成功不但可以直接在野外茶树上播种齿瓣石斛种子，建立种群，保护濒危齿瓣石斛物种资源，还可以用来较大范围种植齿瓣石斛，显示在齿瓣石斛栽培产业方面具有较大的应用潜力。