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楊樹根系真菌互作體系構建方法
發布時間:2021-05-24   點擊次數:53次

 

       楊樹 (Populus) 是重要的造林樹種,也是研究林木基礎生物學性狀的模式材料。此外楊樹可與多種真菌 (外生菌根真菌、叢枝菌根真菌和內生真菌)類群建立共生關系。目前,在楊樹-真菌互作體系中,通過構建楊樹-雙色蠟蘑 (Laccaria bicolor) 和卷緣樁菇 (Paxillus involutus) 互惠共生提高楊樹非生物脅迫能力的生理機制方面的研究已取得多項突破,而關于楊樹-根系內生真菌互作的研究較少。我們構建了楊樹-根系真菌悉生共生體系,為揭示樹木和根系真菌之間互惠共生機制提供理想模型。該體系能夠基于不同目的使用不同培養容器來研究真菌對樹木的影響,這在現有的樹木-外生菌根共生體系中很少見。構建楊樹-真菌互作體系是研究一系列如共生真菌侵染結構觀察、互作轉錄組研究等生物學問題的關鍵,并且有助于加深理解共生真菌對林木表型和生理代謝的表觀遺傳學調控機制。
 

實驗步驟

 

一、真菌材料的準備

 

1.菌餅接種劑準備

 

       1.PDA培養基滅菌后取出,室溫下放置,待培養基溫度約45 °C后,倒入15 ml PDA培養基至一次性塑料培養皿中,待培養基凝固后(約1 h后),進行接種處理。

 

       2使用接種針從純培養真菌菌落邊緣挑取菌塊,接種至PDA固體培養基表面,置于培養箱26 °C黑暗條件下培養。

 

       3.待培養7 d后,自菌落邊緣使用打孔器 (直徑7 mm) 取菌餅作接種劑。

 

二、楊樹幼苗無性系組培擴繁

 

1.楊樹無性系組培苗生根培養和繼代繁殖

 

       采用組培快繁的方法在短期內獲得優質楊樹無菌幼苗。以美洲黑楊雜交優良無性系NL895楊 (Populus deltoides×P. euramericana cv. ‘Nanlin895’,NL895) 和毛白楊 (P. tomentosa) 為例。

 

       1.超凈工作臺紫外消毒后,將楊樹組培苗幼莖 (帶葉片)剪斷,高度約為2 cm,轉接至改良MS (秦媛,2017) 生根培養基 (配方見表1)中,使組培苗直立,并盡量避免葉片碰到培養基,每個組培瓶扦插3-4株幼莖,蓋上組培瓶蓋。轉移到組培室中,保持溫度25 °C,濕度60 %,設置光周期12 h (光照強度為20, 000 Lx)。

 

       2.幼苗生根培養3周左右,苗高達到5-6 cm后,將組培苗取出進行繼代繁殖。操作步驟同上。然后選取根系大小、發達程度和株高 (5-6 cm)較一致的無菌幼苗,進行共培養接種實驗。

 

三、楊樹無菌幼苗-根系真菌互作體系構建

 

1.大培養皿共培養體系

 

       1.超凈工作臺紫外消毒后,無菌大培養皿 (直徑150 mm)中倒入100 ml楊樹-真菌共培養培養基,使培養基在大培養皿中凝固后呈斜面 (如圖1所示)。

 

       2.將挑選的根系和株高較為均一的楊樹無菌幼苗用鑷子輕輕取出,用無菌水小心洗除幼苗根部的瓊脂,轉接至大培養皿共培養基表面,每皿3株幼苗。使無菌苗根系貼附于共培養培養基表面,地上部分放置于不含共培養基的一側 (如圖1所示),用封口膜進行密封,防止污染。然后轉移至70L光照培養箱中,25 °C,設置光周期12 h (光照強度為20, 000 Lx),培養7 d。

 

       3.待培養7 d后,將步驟一中獲得的菌餅接種劑,隨機挑取5個均勻轉接至根系周圍 (菌餅距皿壁約1.5 cm,如圖1所示),對照組接種無菌PDA瓊脂塊,用封口膜進行密封,防止污染。再次轉移至光照培養箱中,25 °C,設置光周期12 h (光照強度為20, 000Lx),繼續培養。根據自身實驗要求設計共培養時間,然后取樣進行生理指標的測定。

 

2.大試管共培養體系

 

超凈工作臺紫外消毒后,無菌玻璃大試管 (直徑25 mm,長度240 mm,瓶口帶透氣硅膠塞)中倒入60 ml楊樹-真菌共培養培養基,待培養基凝固后待用。將步驟二挑選的根系和株高較為均一的楊樹無菌幼苗用鑷子輕輕取出,放入裝有無菌水的玻璃大培養皿中,小心洗除根部的瓊脂,并用無菌濾紙吸干表面水份后,轉接至大試管共培養培養基表面,并使無菌苗根系貼附于共培養培養基表面 (如圖2所示)。大試管瓶口用透氣硅膠塞封口,并在透氣硅膠塞上蓋一層錫箔紙,再用塑料保鮮膜進行密封,防止污染。而后,轉移至70L光照培養箱中,25 °C,設置光周期12 h (光照強度為20,000 Lx),培養7 d。待培養7 d后,接種真菌菌株,每株無菌幼苗僅接種1個菌餅。

 

注:大培養皿體系主要目的是用于直觀的觀測根系內生菌對樹木根系的促生作用,而大試管體系的目的是使根系內生菌完全侵染根系后可用于盆栽試驗 (耐鹽、耐旱等)。

 

從大培養皿楊樹 (NL895楊)-真菌共培養體系和培養21天后的NL895楊生長狀態能看出該菌株能夠顯著促進NL895楊根系的生長發育,培養7天后的毛白楊生長狀態,可以看出該菌株可以顯著提高毛白楊的鉀離子吸收,這些就是樹根系真菌互作體系構建方法,如果還有什么疑問,歡迎聯系上海喆圖科學儀器有限公司。

 

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