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内生真菌感染对宿主羽茅及邻生植物抗病性的影响

石新建, 张靖歆, 秦天姿, 刘金铭, 高玉葆, 任安芝

植物生态学报 2021, 45 (8): 860-869. DOI: 10.17521/cjpe.2021.0132

摘要（631）

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Epichloë内生真菌能够影响宿主植物的抗病性, 但目前关于内生真菌感染对宿主邻生植物抗病性影响的研究很少。该研究首先调查了内蒙古呼伦贝尔天然草地中植物病害发生情况, 发现在常见牧草中禾本科植物病害最为严重, 其中感染内生真菌的羽茅(Achnatherum sibiricum)的总病情指数最低。进一步比较了与羽茅邻生及非邻生植物的病害差异, 结果显示羽茅显著降低了邻生羊草(Leymus chinensis)、狼针草(Stipa baicalensis)和冰草(Agropyron cristatum)的褐斑病病情指数。为探究羽茅对邻生植物病害的影响是否与其内生真菌有关, 分别从内生真菌发酵液、离体叶片和植株层面进行了室内验证试验。结果表明: 羽茅的2种内生真菌Epichloë gansuensis和Epichloë sibiricum发酵液显著抑制了新月弯孢(Curvularia lunata)、根腐离蠕孢(Bipolaris sorokiniana)、核盘菌(Sclerotinia sclerotioru)和三叶草核盘菌(Sclerotinia trifoliorum)的生长; 对于离体叶片, E. gansuensis和E. sibiricum显著减小了宿主叶片受4种病原真菌侵染后的病斑长度。在新月弯孢和根腐离蠕孢的植株接种条件下, 内生真菌显著降低了宿主羽茅及邻生植物羊草的病害程度。该研究首次发现并验证了羽茅内生真菌对邻生禾草抵御褐斑病有一定的增益作用。

因素 Factor	羽茅 Achnatherum sibiricum				羊草 Leymus chinensis
	病斑数 Lesion number		病斑长度 Lesion length		病斑数 Lesion number		病斑长度 Lesion length
		F	p	F	p	F	p	F	p
E	137.68	<0.001	65.73	<0.001
P	147.75	<0.001	3.16	0.078	82.59	<0.001	17.53	<0.001
M	1.32	0.271	1.83	0.165	4.87	0.011	0.81	0.451
P × M	0.02	0.980	0.55	0.578	1.24	0.298	0.20	0.819
E × P	4.74	0.032	2.33	0.130
E × M	0.13	0.871	0.31	0.734
E × P × M	0.26	0.774	0.15	0.861

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表2 内生真菌(E)、病原真菌(P)和种植方式(M)对羽茅和羊草的病斑数以及病斑长度的多因素方差分析

正文中引用本图/表的段落

筛选与羽茅邻生的常见牧草的流行病害, 统计分析与羽茅邻生和非邻生的植物病害差异(图2)。结果表明, 与非邻生植物相比, 羽茅对邻生杂类草柄状薹草、展枝唐松草以及防风的病害程度无显著影响, 对邻生禾草的锈病、黄斑病、白粉病和黑粉病也无显著影响, 但对部分邻生禾草的斑枯病和褐斑病病害影响显著。对斑枯病来说, 与非邻生植物相比, 羽茅显著降低了邻生羊草的斑枯病(图2A), 对狼针草斑枯病(图2B)和冰草斑枯病(图2C)的病情指数分布无显著影响。对褐斑病来说, 羽茅显著降低了羊草(图2D)、狼针草(图2E)和冰草(图2F)的病情指数。

内生真菌感染对羽茅叶片病斑数和病斑长度均有显著影响, 病原真菌侵染以及病原真菌和内生真菌的交互作用仅对病斑数有显著影响(表2); 在不同病原真菌接种条件下, 内生真菌均显著减少了羽茅叶片病斑数(图5A)和病斑长度(图5B)。

病原真菌侵染对羊草的病斑数以及病斑长度有显著影响, 种植方式只对羊草病斑数有显著影响(表2); 在病原真菌接种下, 与EI邻生的羊草病斑数显著降低(p < 0.05)(图6A), 病斑长度有减小趋势, 但差异不显著(p > 0.05)(图6B)。

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