2023年5月5日
本文旨在提供详细的实验方案,用于分离植物相关内生真菌、长期保存分离物、形态学表征,以及提取总DNA,以用于后续的分子鉴定和宏基因组分析。
本文介绍的技术可用于研究与不同植物器官相关的内生真菌群落。通过分离内生真菌,可对其进行鉴定,并可用于共生萌发等其他技术。首先,准备直径8至10厘米的PDA培养基培养皿,每升添加3毫升抗生素。
使用前将培养基培养皿在36摄氏度下孵育24小时,以检查是否存在污染。次日,采用标准程序对健康的菌根异养植物片段进行表面消毒,并将其置于无菌培养皿中。为评估样品表面消毒的效果,将样品最后一次洗涤时使用的蒸馏水滴加几滴至PDA培养基上进行接种。
接下来,使用灼烧过的手术刀和镊子将样品切成 0.2 厘米厚的片状。切分样品以增大与培养基接触的表面积。将地下器官的五个片段尽可能彼此远离地放置于添加抗生素的 PDA 平板中,且勿接触培养皿边缘。
用保鲜膜密封培养皿,并在25至27摄氏度的黑暗条件下保存五天。继代培养前一天,使用每升含5至7克AA培养基的培养基制备直径为5厘米的培养皿,并在36摄氏度下孵育24小时。为纯化真菌分离物,可根据颜色、生长模式、质地和菌落边缘形态对PDA培养皿上的菌落进行区分。
然后在培养皿底部标记菌落边缘,并用编码标识菌落。用灭菌木质牙签的尖端从已识别真菌菌落的边缘挑取少量菌丝,在AA平板上划线,距离培养皿边缘1厘米处连续划三条平行线,线间相距1厘米。
使用标签纸和铅笔在AA平板上标记相应的代码。将平板密封后,在25至27摄氏度的黑暗条件下培养三天。培养结束后,仔细观察平板,识别形成单个菌落的细小菌丝。
使用永久性记号笔标出单个菌落的范围。用灭菌牙签切取含有菌落的部分培养基,将切下的培养基块转移至不含抗生素的新PDA培养皿中央。用分离株编号标记培养皿后,用保鲜膜密封,并于25至27摄氏度避光培养7至14天。
采用卡斯特拉尼法(Castellani's method)保存真菌分离物时,首先向已灭菌的2毫升微量离心管中加入0.5毫升蒸馏水。使用已灭菌的牙签,从已纯化培养物的菌丝边缘切取0.5厘米×0.5厘米的立方体培养基块。将4至6块培养基块放入盛有蒸馏水的微量离心管中。
将试管避光保存于 25 摄氏度,保存时间根据需要而定。使用时,取出一个方块状培养物,置于新的 PDA 培养皿中央,以培养保存的分离菌株。开始进行压片染色法时,在洁净的玻璃载片上滴加一滴甲苯胺蓝-O 染液。
该技术可使用不同的染色剂。用灭菌的牙签小心地从培养的菌株中挑取一些菌丝,放入染色剂液滴中。盖上盖玻片,在光学显微镜下观察。
对于胶带粘贴法,先在干净的载玻片上滴加一滴乳酸酚棉蓝染液。剪取一段大小适合载玻片及中央染液滴的透明胶带。将胶带的粘性面向下接触菌丝表面,尽量收集少量菌丝,避免用力按压或采集过多。
然后将胶带贴在载玻片上,确保染色面与收集到的菌丝接触。在胶带上滴加一滴水,盖上盖玻片,再置于光学显微镜下观察。将菌异养植物器官片段接种于PDA培养基上5天后,可观察到从片段内部伸出的丝状真菌菌丝体的小群落生长情况。
在纯化分离物接种后的7至14天内,可在PDA培养基上观察到纯真菌分离物菌落呈离心式生长,形成单一的圆形菌丝体。可能的污染易于识别,会破坏菌落在生长形态、颜色及培养基中色素产生方面的均一性。从腐生兰类植物无叶兰(Wullschlaegelia aphylla)的纺锤形根部分离出的一个菌落呈不透明状,培养基中无扩散性色素或渗出物。
菌落上表面呈白色至灰色,下表面呈褐色。菌丝为气生且丰富,菌落边缘不规则且呈气生状。菌落具有绒毛状质地,表面呈皱褶状,无宏观结构。
经过乳酸酚棉蓝和甲苯胺蓝-O对菌丝染色后,原本在未染色菌丝中不易观察的结构得以显现,从而便于鉴定。本文所述的真菌分离方法也可应用于绿色植物,以鉴定其内生真菌。分离得到的真菌可用于共生萌发试验。
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本研究探讨了分离和保存植物相关内生真菌的方法,强调了这些真菌在生物研究中的重要性。文中所述方案旨在实现对这些真菌群落的准确鉴定以及进一步的分子生物学研究。
从菌异养植物中分离和进行内生真菌的分子表征,为研究与生物制药发现相关的植物-真菌共生关系提供了基础工具。这些实验方案可实现对多样化真菌群落的鉴定与保存,支持针对植物-微生物相互作用及其转化潜力的假设驱动型研究。整合依赖培养与非依赖培养的技术流程,有助于提高在早期靶点验证和项目筛选中的预测可靠性。
这些方案将真菌分离与DNA提取置于早期发现与检测方法开发的交汇点,连接了生态采样与分子分析。