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上篇 3

第一章 内生微生物概述 3

1 引言 3

2 定义 3

3 主要的内生微生物种群纲要 4

3.1 内生麦角菌科 4

3.2 其他系统性内生真菌 5

3.3 双子叶植物内生真菌 5

3.4 地衣中的内生真菌 11

3.5 苔藓类植物和蕨类植物中的内生真菌 12

3.6 植物树皮中的内生真菌 12

3.7 植物木质部中的内生真菌 13

3.8 植物根际的内生真菌 13

3.9 菌瘿和孢囊内的内生真菌 15

3.10 植物中的内生细菌 15

参考文献 16

第二章 赖尼硅质岩（Rhynie Chert）生态系统——了解真菌互作的模型 23

1 引言 23

2 赖尼硅质岩真菌 24

2.1 腐生菌 24

2.2 寄生菌 26

2.3 重寄生（Mycoparasitism） 26

2.4 菌根 28

2.5 地衣 30

3 结论 30

参考文献 32

第三章 草本植物活体营养的内生真菌：系统评价 35

1 引言 35

2 分类和进化 35

3 属 36

4 内生性的发展 36

4.1 瘤座菌属 36

4.2 香柱菌和Parepichloe 37

5 内生性的优势 37

5.1 吸收养分的途径更广 37

5.2 防止脱水 37

5.3 防止昆虫、寄生真菌和其他微生物的危害 38

6 植物子实体的形成 38

7 植物组织的修饰 39

8 有性生殖 40

9 对寄主的有利作用 41

10 中毒性综合征 42

参考文献 42

第四章 草本植物内生菌进化中的杂交和协同物种形成假说 45

1 内生菌的多样性 45

2 共生体的生活史 45

3 宿主专一性 46

4 进化上的几点考虑 49

4.1 宿主专化性的进化意义 49

4.2 有性生殖对共生体的益处 49

5 无性繁殖与突变融合 50

6 相互依赖 50

7 共物种形成 51

8 种间杂交 52

9 结论 56

参考文献 57

第五章 栽培和野生植物中内生镰刀菌 60

1 引言 60

2 镰孢属内生菌的评价方法 69

2.1 微生物学方法 70

2.2 显微方法 70

2.3 遗传学和分子方法 71

3 玉米内生串珠镰刀菌 72

3.1 串珠镰刀菌内生定殖玉米的微生物学依据 73

3.2 串珠镰刀菌内生定殖玉米的显微学依据 73

3.3 串珠镰刀菌内生定殖玉米的遗传学和分子依据 74

3.4 串珠镰刀菌内生菌侵染的方式 74

4 野生植株中的内生镰刀菌 76

5 观赏树木和栽培树木中的内生镰刀菌 76

6 作物中的内生镰刀菌 77

7 总结 78

参考文献 79

第六章 球囊霉目中丛枝菌根真菌的内生性进化 87

1 引言 87

2 丛枝菌根共生现象的起源 87

3 协同进化和物种形成 91

4 协同进化和种群动态学 93

5 结论 96

参考文献 96

第七章 沙漠菌根的生物多样性和进化 102

1 引言 102

2 丛枝菌根真菌在干旱地区植物中的定殖水平 102

3 干旱地区土壤中丛枝菌根真菌的多样性 104

4 影响定殖观察差异的潜在因素 105

5 干旱地区磷和丛枝菌根真菌的相互作用 107

6 氮和氮／磷的协同作用 108

7 丛枝菌根真菌对水和渗透压力的影响 109

8 丛枝菌根真菌和植物的适应性 109

9 结论和方向 110

参考文献 111

第八章 菌根真菌 116

1 引言 116

2 菌根的类型 117

2.1 内生菌根 117

2.2 外生菌根 117

2.3 杜鹃花类菌根 118

2.4 兰科菌根 118

3 Glomalean菌根真菌的形态学 119

3.1 外部菌丝 119

3.2 附着胞 120

3.3 辅助细胞 120

3.4 分生孢子 120

3.5 内部菌丝 121

3.6 丛枝体 121

3.7 囊泡 121

4 分类学 121

5 菌根真菌的生态学 125

5.1 共生的起源 125

5.2 内生菌在生态系统中的作用 125

5.3 新生境的传播和建立 127

5.4 与生物群落的相互作用 129

5.5 与动物的相互作用 130

5.6 动物也能与菌根真菌和谐作用 130

5.7 与植物群落的互作 131

6 后续研究的重要性 132

参考文献 133

第九章 内生细菌及其对植物的影响和在农业生产中的应用 145

1 引言 145

2 内生细菌作为一类细菌的定义 145

3 内生细菌进化发展的推测 146

4 被鉴定为内生细菌类型的划分 149

4.1 植物病原细菌 149

4.2 其他有害的内生细菌 150

4.3 非致病性的内生菌 150

4.4 固氮细菌 150

5 常规的生态学研究 151

5.1 植物中内生细菌群体 151

5.2 植物内部内生菌的生长和运动 152

5.3 内生细菌获得进入宿主植物的途径 153

5.4 宿主专一性 154

6 内生细菌在农业中的有益作用 154

6.1 促生长细菌 154

6.2 植物病害的生物防治 154

7 未来的发展方向 156

参考文献 163

第十章 麦角科内生菌进化过程中的生理适应性 169

1 引言 169

2 麦角菌科内的进化关系 169

3 真菌与草类之间的生理互作 170

3.1 离体营养需求 170

3.2 宿主体内互作 171

3.3 外生和内生菌丝之间营养的交换和转移 174

3.4 子座中营养交换和运输 176

4 生理和进化 177

4.1 新的代谢产物 177

4.2 协同进化 179

参考文献 180

第十一章 内生真菌的聚酮化合物和多肽产物：两条次生代谢生物合成领域的变化 187

1 引言 187

2 聚酮化合物 188

2.1 主题1——生物合成机制 188

2.2 T—毒素 191

2.3 二羟萘黑色素 192

3 多肽 192

3.1 主题2——非核蛋白质多载体的结构 192

3.2 异青霉素N 195

3.3 恩镰孢菌素 195

4 聚酮化合物、脂肪酸-多肽混合物 197

4.1 环孢霉素 197

4.2 HC毒素 199

5 类异戊二烯 201

6 结论 202

参考文献 202

第十二章 牧草类宿主体内内生菌的代谢活性、分布和繁殖：GUS报道基因研究结果 210

1 引言 210

2 宿主体内内生菌的基因表达 210

3 黑麦草分蘖处内生菌的分布和新陈代谢水平 211

4 植物体内可能出现的内生菌分布模式 214

5 成熟组织中菌丝仍然保持代谢活性：基因调控的本质和真菌次生代谢产物的合成 219

6 指导内生菌分布模式进化的可能机制 220

7 内生菌的自然选择：内生菌有性生殖遗传材料的繁殖情况研究 221

8 结论 224

参考文献 224

第十三章 内生菌侵染的牧草中的生物碱：化学抗性或生物异常 229

1 引言 229

2 内生菌产生的生物碱 231

3 防御互惠共生 232

4 生物碱、生态学和进化 233

5 生物碱和真菌营养 235

6 生物碱和能量平衡 236

7 综述 237

参考文献 237

第十四章 禾草植物与内生真菌的协同进化：内生真菌次生代谢产物的重要性 242

1 引言 242

2 具有生物活性的内生真菌次生代谢产物 243

2.1 吡咯双烷类生物碱（Pyrrolizidine Alkaloids） 243

2.2 并吡咯吡嗪类（Pyrrolopyrazines） 243

2.3 麦角类生物碱（Ergot Alkaloids） 243

2.4 吲哚二萜类化合物 245

2.5 抗真菌化合物 245

2.6 其他类代谢物 245

3 内生真菌的系统发育与进化 246

4 内生真菌—禾草植物共生关系中次生代谢在进化过程中的选择压力 248

4.1 内生真菌—宿主植物的亲和性 248

4.2 宿主植物对传播过程中的真菌的选择 249

4.3 感染内生真菌植物的选择作用 250

5 真菌代谢途径的协同进化 251

5.1 相关真菌中次生代谢途径的进化 252

5.2 双吡咯烷类（Pyrrolizidine） 252

5.3 并吡咯吡嗪类（Pyrrolopyrazines） 252

5.4 麦角类生物碱 252

5.5 吲哚二萜类化合物 255

5.6 脂类物质 257

5.7 Neotyphodium/Epichloe中次生代谢物生物合成的进化多样化 257

5.8 农业环境中的化学型的选择 261

6 植物与真菌的共适应以产生有效防御性化学 261

6.1 在共生关系和培养物中的表达 262

6.2 植物体内积累的生物碱的分布 263

6.3 次生代谢物浓度的季节性变化 264

6.4 生长条件对浓度的影响 265

6.5 与宿主植物和真菌基因型相关的浓度变化 265

7 展望次生代谢的共进化研究 267

参考文献 269

第十五章 木本植物内生菌的生态学研究 282

1 引言 282

2 什么是木本植物的内生菌？ 282

3 木本植物中内生菌的侵染策略 283

4 内生菌侵染的时间和空间模式 285

4.1 侵染模式随时间的变化 285

4.2 侵入的空间方式 286

5 取样问题 290

6 内生菌的生态学作用 291

6.1 昆虫拮抗作用 292

6.2 昆虫拮抗作用的模式 295

6.3 叶片老化和脱落 296

6.4 内生菌侵染的诱导效应 297

6.5 木本植物内生菌的其他生态学作用 298

7 结论和未来的方向 299

参考文献 299

第十六章 内生真菌是否介导了损伤诱导抗性 305

1 引言 305

2 植物内生菌—昆虫互作生态学研究的历史 306

3 内生菌对昆虫取食行为的影响 306

4 已报道的昆虫取食抗性的化学基础 308

5 寄主植物的诱导反应 309

6 牧草—内生菌共生体除诱导抗性的其他作用 310

7 诱导抗性假说的实证研究 312

7.1 包括茎损伤在内的实验 312

7.2 包括根部损伤在内的实验 317

8 结论与展望 319

参考文献 320

第十七章 内生菌Neotyphodium侵染的高羊茅草植株的非生物胁迫、形态可塑性和化学适应性 330

1 引言 330

2 内生菌侵染的草类对生物胁迫的忍耐性 332

3 内生菌侵染的草类对非生物胁迫的耐性 333

3.1 耐旱性 333

3.2 光照和温度 334

3.3 土壤酸度 336

3.4 耐矿物质胁迫 336

4 总结和结论 342

参考文献 342

下篇 实验技术 355

第一章 内生菌的分离培养 355

1 内生菌的分离与培养 355

1.1 内生细菌的分离与培养 355

1.2 内生真菌的分离与培养 356

参考文献 356

第二章 内生菌的活性评价方法 357

1 离体抑菌活性测定 357

1.1 内生细菌—病原真菌平板对峙法 357

1.2 内生真菌—病原真菌平板对峙法 357

1.3 内生细菌—病原细菌牛津杯法 357

1.4 纸片扩散法 357

1.5 内生菌—病原细菌无菌滤液抑菌法 358

1.6 内生菌—病原真菌无菌滤液抑菌法 358

2 活体抑菌活性测定 358

2.1 果实针刺测定法 358

2.2 真叶法 358

2.3 伤根接种法 359

参考文献 359

第三章 内生菌的保藏 360

1 微生物菌种保藏的基本原理 360

2 微生物菌种的保藏方法 360

2.1 定期移殖法 360

2.2 液体石蜡保藏法 360

2.3 沙土管保藏法 361

2.4 真空冷冻干燥保藏法 361

2.5 冷冻保藏法 361

2.6 基因工程菌的保藏 362

2.7 固定化技术 362

3 总结 362

参考文献 362

第四章 内生菌的鉴定和多样性分析 363

1 菌株鉴定 363

1.1 细菌菌株鉴定 363

1.2 内生真菌鉴定 365

2 多样性分析 365

2.1 培养（Culture-dependent）方法 365

2.2 非培养（Culture-independent）方法 366

参考文献 371

实例Ⅰ 香蕉内生细菌BEB2菌株对香蕉枯萎病的防治作用研究 373

1 材料 373

2 方法 375

3 结果 380

参考文献 381

实例Ⅱ 香蕉根部内生细菌种群多样性分析 382

1 材料 382

2 方法 385

（1）转化平板的制备 388

（2）转化 388

（1）PCR反应体系： 389

3 结果 395

参考文献 396

实例Ⅲ 内生细菌诱导香蕉系统抗病性的初步研究 397

1 材料 397

2 方法 398

3 结果 402

参考文献 403

实例Ⅳ 香蕉嗜铁内生细菌BEB3的分离鉴定及其生防机理初探 404

1 材料 404

2 方法 405

3 结果 409

参考文献 410

实例Ⅴ 臂形草内生真菌菌株HND5的分离鉴定与抗病作用研究 411

1 材料与方法 411

2 结果 422

参考文献 424