[发明专利]植物内生蒙塔腔菌及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种盐生根系内生蒙塔腔菌（Montagnulaceae sp.）菌株及其用途，属于生物技术领域。

背景技术

植物内生真菌（Endophytic fungi）是一类可定植在根、茎、叶、花、种子等各种组织器官，但并不引起宿主明显的病症的真菌类群。内生真菌诸多生物学特性都区别于菌根真菌、根瘤固氮菌和弗兰克氏菌。根系内生真菌是植物根系微生物类群的重要组成部分，在某些环境中（如盐胁迫、干旱等）根系内生真菌可能比菌根真菌或其他微生物扮演着更加重要的生物学功能。自2007年美国领衔实施植物微生物组计划（Plant Microbiome Project）以来，科学家一致认为：一个植株不是单个生命体，而是“植物-共生菌”的超级生物体。共生菌对宿主植物的一系列性状（生长、适逆和发育等）起到了关键调控作用；特定植物环境中有益微生物种群的遗传多样性能够扩展宿主的生态适应性，从而协同植物形成更强的适逆能力。

我国盐碱地面积约有14亿多亩，广泛分布于西北内陆和滨海地区；多数盐渍土还与荒漠干旱区相邻或镶嵌。这种极端环境不仅制约了农业对土地资源的利用，而且造成植被不断退化。生理育种和分子改良技术在创制新的耐旱耐盐林木种质资源方面发挥了重要作用。然而由于植物抗逆性状由多个数量性状基因（QTL）控制，导致传统的育种方式进展缓慢；抗逆型转基因苗木也难以适应复杂胁迫环境，在生产实践中尚不能推广应用。

Rodriguez等（2009）认为有两类内生真菌参与调控植物的非生物胁迫反应：

1）Class 2内生菌：

主要特征：全局性侵染模式；宿主范围较广；垂直或水平传播。华盛顿大学Rodriguez教授研究团队从生长在地热土壤的植物（Dichanthelium lanuginosum）中分离到一种内生管突弯孢霉（Curvularia protuberata），该菌可以定殖在根、茎和叶片组织；接种试验表明植物-内生真菌的共生关系使得彼此可以生长在高达65℃的环境中。该成果发表在Science杂志（Redman et al.,2002）。随后，该研究小组从沿海植物-滨麦（Leymus mollis）中分离到一株内生黄色镰刀菌（Fusarium culmorum），该菌株能提高多种植物的耐盐性能（Rodriguez and Redman,2008）。利用这种“共生基因感化”（symbiogenic，symbio=symbiosis；genic=gene influence）策略，使这些特殊生境下的内生真菌可以帮助植物适应由于气候变化可能导致的干旱、盐度增加和气温升高等恶劣环境，对提高农作物的产量（如水稻等）意义重大（Redman et al.,2011;Woodward et al.,2012）。由Rodriguez教授创建的Symbiogenics公司已经对Class 2内生菌进行商业化投产（www.adaptivesymbiotictechnologies.com）。美国农业部（USDA）Lucero博士利用显微技术、培养和高通量测序等方法发现在两种旱生小灌木的叶片和根部都发现有大量内生菌存在，而且在植物细胞表面会形成类似微生物膜（microbial biofilm）的结构；组织培养证实这些内生菌依然可以与宿主愈伤组织紧密结合（Lucero et al.,2011）。这种内生菌-愈伤组织复合体还可以和多种非宿主植物建立共生关系，并提高其生长活力和抗逆性（Barrow et al.,2008;Lucero et al.,2008）。这种内生真菌生物技术可能与传统的抗逆育种和转基因培育技术并驾齐驱（Barrow et al.,2008），应用前景十分广阔。目前国内已有的林木微生物肥料还局限于菌根真菌、固氮菌等营养型接种剂，而专用于协同植物抗逆的微生物资源和菌剂研发还鲜见报道，缺乏系统研究，与国际同类研究相比差距较大。

2）、Class 4内生菌。主要特征：局限在根系分布；宿主范围较广；水平传播。暗色有隔内生菌（DSEs，dark septate endophytes）是Class 4类群的主要代表。DSEs通常在宿主根部皮层细胞形成“微菌核”结构（microslerotia）（刘茂军等2009）；“微菌核”及其暗色菌丝含有的黑色素活性物质具有很强的耐受性，这对植物适应逆境可能是至关重要的（Zhang et al.,2008;Li et al.,2011;Zhan et al.,2011）。

发明内容