沙巴地区附生兰花香指甲兰根部内生真菌的形态与分子鉴定及其对兰花保育的启示

本研究针对濒危附生兰Aerides odorata Lour.，通过FESEM、形态学及ITS测序技术，系统鉴定了其根部内生真菌群落，揭示了包括Fusarium spp.、Trichoderma sp.等7属真菌的定殖特征与功能多样性，为兰花-真菌互作机制研究及保育策略提供了关键数据支撑。

　　

兰花作为全球被子植物多样性的重要组成部分，以其惊人的物种数量（超过28,000种）和极高的生态经济价值闻名于世。这些优雅的植物不仅是园艺产业的宠儿，更在医药和观赏植物领域扮演着关键角色。然而，栖息地丧失、非法贸易、过度采集以及气候变化等多重威胁，正使许多兰花物种面临严重的生存危机。附生于东南亚地区的香指甲兰（Aerides odorata Lour.）便是这样一个濒危物种，被列入CITES附录II，其贸易受到严格限制。

兰花生长缓慢的特性与其独特的生存策略密切相关。大多数兰花种子微小且缺乏胚乳，这使得它们从萌发初期就高度依赖特定的兰花菌根真菌（Orchid Mycorrhizal Fungi, OMF）提供营养支持。这些真菌通过形成特殊的共生结构——菌丝团（pelotons），在兰花根部的皮层细胞内建立密切的互作关系，为宿主植物提供直接的养分输送。传统上，Rhizoctonia（丝核菌属）及其类似真菌被认为是兰花菌根的主要伙伴，但随着研究深入，科学家们发现兰花的真菌伙伴远比想象中多样，包括许多非Rhizoctonia类群。

在此背景下，来自马来西亚沙巴大学的研究团队开展了一项开创性研究，通过对香指甲兰根部内生真菌的系统鉴定，揭示了这些神秘共生者的真实身份。研究人员采用多学科交叉方法，结合高分辨率显微技术、传统形态学观察和现代分子生物学手段，深入解析了真菌与兰花的互作机制。这项研究成果近期正式发表于《Scientific Reports》，为兰花保育提供了重要的科学依据。

研究团队运用了多项关键技术：通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察根部超微结构；采用改良组织培养法从根部组织分离内生真菌；基于菌落形态、生长速率和显微特征进行传统形态学鉴定；使用ITS1F/ITS4和ITS1-OF/ITS4-OF引物对核糖体DNA内转录间隔区（ITS）进行PCR扩增和测序；通过最大似然法构建系统发育树进行分子鉴定。

FESEM分析揭示真菌定殖模式

通过FESEM技术，研究人员清晰观察到真菌在兰花根部皮层细胞内的精细定殖情况。真菌菌丝紧密包裹形成典型的菌丝团结构，这些结构在靠近表皮的皮层区域呈现松散排列，而在靠近内皮层的区域则形成紧密的缠绕。特别值得注意的是，研究发现在内皮层区域完全没有真菌定殖，这表明真菌与植物的互作存在严格的空间限制。一些真菌菌丝显示出自溶迹象，暗示着兰花可能通过主动调控来管理这种共生关系。

形态学特征展示真菌多样性

从60个初始分离株中筛选出的18个代表性菌株呈现出丰富的形态多样性。菌落质地从绒毛状到星形放射状不等，成熟菌落颜色涵盖黄色、紫色、淡紫色、棕色、红色、灰色和白色等多种色调。生长速率差异显著，从2.4毫米/天到8.83毫米/天不等。显微观察显示菌丝长度在20.78μm至38.87μm之间，宽度在2.32μm至4.45μm之间。除FNRAO14和UNORA1外，大多数分离株不产生菌核。

分子鉴定确认真菌分类地位

ITS序列分析成功鉴定出7个真菌属，包括Fusarium spp.（镰刀菌属）、Clonostachys sp.、Biscogniauxia sp.、Daldania sp.、Trichoderma sp.（木霉属）、Murinectria sp.和Xylariales sp.（炭角菌目）。其中5个Fusarium分离株与已知种（Fusarium concentricum、Fusarium fujikuroi、Fusarium oxysporum、Fusarium solani）显示100%序列相似性。两个分离株（UNNRAO9和UNORAO3）被鉴定为Trichoderma sp.，另一个分离株（UNNRAO16）为Clonostachys rosea。系统发育分析以100%的自展支持度将这些分离株与GenBank中的参考序列聚类在一起。

研究结论强调，香指甲兰与多种内生真菌建立了复杂的共生关系，这些真菌不仅包括传统的菌根真菌，还包含具有生物防治和生长促进功能的类群。Fusarium属真菌虽然常被视为植物病原菌，但在兰花中却可能扮演着互利共生的角色。Trichoderma和Clonostachys等已知的生防菌种的存在，进一步丰富了兰花-真菌互作的功能维度。

这项研究的深刻意义在于突破了传统上对兰花菌根真菌的认知局限，揭示了附生兰花真菌群落的真实多样性。研究结果不仅为兰花保育提供了新的科学依据——通过筛选具有促生和抗病功能的内生真菌来优化组织培养和野外回归策略，更重要的是展示了自然生态系统中微生物与植物互作的复杂性。这些发现将帮助我们更好地理解兰花在漫长进化过程中如何通过与多种微生物的协同进化来适应 challenging 的环境条件，为未来开展更有效的兰花濒危物种保护工作奠定了坚实基础。