深色有隔内生真菌（DSE）提高樟子松苗木抗病性的生理及分子机制

The main problems in forestry nursery caused by continuous cropping obstacle include: disease occurred seriously, Soil physical and chemical environmental damage, decline of seedling yield and quality. It is necessary to research environmental harmony and bioremediation agent to control soil-borne disease and overcome continuous cropping obstacle. Dark septate endophytes(DSE) is one of most important rhizosphere microorganism groups of conifers, and have some positive contributions to host include control soil-borne disease and enchance host enviroment tolerance. This project plan to research the interaction of DSE and host plant, study the effect between DSE and Rhizoctonia solani from the aspect of competitive effect, antibiotic action and rhizosphere interaction. biochemical analytic and transcriptome sequencing technology will be employed to research the physiological and molecular response of DSE-Pinus symbiont under the stress of Rhizoctonia solani. In the end, clear and definite the physiological and molecular mechanism of Pinus sylvestris var. Mongolica disease resistance enhanced by DSE. In order to provide theoretical basis to develop the plant promote and stress resistance microbial agent.

当前林业苗圃生产中连作障碍导致的问题主要包括：土传病害发生严重、土壤理化环境破坏、苗木产量和品质下降，亟待开发环境和谐性微生物修复剂来克服连作障碍、控制病害发生、提高苗木质量。深色有隔内生真菌（DSE）是植物重要的根际微生物类群，在提高苗木抗逆性、修复土壤微生态环境方面发挥重要作用。本项目在前期研究的基础上，通过诱导分离和筛选针叶苗木立枯病生防DSE菌株，利用semi-pre HPLC技术、共聚焦激光扫描显微技术，从竞争、抗生以及水培苗根际互作的组织学探讨DSE对立枯丝核菌的抑制机理，利用生物化学分析技术、转录组测序技术研究DSE-樟子松共生体对病原菌生物胁迫的响应模式，在DSE与病原菌互作、DSE-樟子松共生体与病原菌互作两个层面明确DSE提高樟子松苗木抗病性的生理和分子机制，为进一步研制对植物具有促生抗逆作用的微生物菌剂提供理论基础。

深色有隔内生真菌（DSE）是植物重要的根际微生物类群，在提高苗木抗逆性、修复土壤微生态环境方面发挥重要作用。本研究在从樟子松根部分离筛选促生抗病高效菌株基础上；通过离体互作、转录组测序和代谢组学研究深色有隔内生真菌对立枯丝核菌的抑制作用机制；利用转录组测序技术研究深色有隔内生真菌-樟子松互作对立枯丝核菌生物胁迫的分子响应机制，主要结果如下：1）从樟子松根部分离得到24株DSE菌株，筛选得到高效生防菌株Phialocephala bamuru A024，对峙培养时，A024对立枯丝核菌抑制率和相对抑制效果分别为74.69%和22.47，A024发酵液对立枯丝核菌的抑制率为69.41%；对峙培养条件下，菌株A204菌丝可螺旋缠绕并穿透病原真菌菌丝，抑制立枯丝核菌菌丝生长；通过转录组测序分析，筛选得到多条生防功能基因，包括17条竞争作用相关功能基因，33条寄生作用相关功能基因，包括几丁质酶、糖苷水解酶、蛋白酶等，37条抗生作用相关基因，包括抗生物质合成蛋白、ABC转运蛋白、药物抗性蛋白和热激蛋白；通过代谢组学分析，差异代谢产物的KEGG富集分析中包括组氨酸和嘌呤类生物碱的生物合成、萜类和聚酮类生物碱的生物合成等。2）菌株A024接种对樟子松幼苗立枯病的防治效果为60.98%。与对照处理相比，DSE接种处理的幼苗地下鲜重、地上苗高、地上干重、地下干重分别提高了17.31%、62.91%、12.09%、40.74%、10.43%（p<0.05）。高通量测序分析结果表明，DSE接种可影响樟子松根际微生物群落结构，DSE处理土壤细菌群落结构与土壤AN、OM、AP、AK、TN、TP含量呈正相关。 3）通过转录组测序分析深色有隔内生真菌-樟子松对立枯丝核菌生物胁迫的分子响应机制，差异表达基因的显著富集分析中，同CK相比，RS_CK处理组差异表达基因KEGG富集主要包括植物-病原相互作用、苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成、硫代葡萄糖苷生物合成。RS_DSE处理组差异表达基因KEGG富集主要包括植物-病原相互作用、苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成、油菜素类固醇生物合成、二萜生物合成、单萜类生物合成、植物激素信号转导等，结果表明DSE菌株存在条件，樟子松应对立枯丝核菌胁迫的分子响应机制存在差异。上述研究为进一步研发林木微生物菌肥和生防菌剂打下理论基础。