真菌菌丝|人工接种内生真菌给大麦健康生长上保险
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【真菌菌丝|人工接种内生真菌给大麦健康生长上保险】实验人员将内生真菌菌丝接种至栽培大麦幼苗
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接种好的大麦幼苗
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兰州大学景泰草地农业试验站新品系田间观测现场
当大麦的种子在保温箱内发芽生长5-7天，大约会长到5、6厘米 。这时用手术刀在幼苗分生组织处切2-3毫米的小口，用尖头镊子将培养好的禾草内生真菌挑取一点菌丝体塞入伤口，培养箱培养，移栽至实验田，菌丝沿着叶脉与植物互惠共生直至种子成熟、收获 。
与未接种内生真菌的对照组相比，接种后的大麦新种质个头更高、产量更高、生育期提前，并且也更耐旱和耐盐碱 。近日，兰州大学草地农业科技学院教授李春杰在《科学通报》上发表研究论文，探究人工接种禾草内生真菌创制大麦新种质的新途径，为植物育种学开拓了一个新的研究思路 。
有毒真菌的两面性
李春杰的人工接种故事还要从2002年讲起 。
中国工程院院士、兰州大学草地农业科技学院教授南志标团队早在上世纪90年代就发现西部广袤的草原上有一种“带毒”的禾本科植物——醉马草，牛羊吃了会像人喝醉了一般摇摇晃晃甚至流产、死亡 。研究发现“真凶”竟是醉马草的内生真菌，但这真菌也并非一无是处：可以使醉马草具有耐旱、耐寒、抗病虫等优良特性 。
当李春杰2002年成为南志标的第一名博士生时，导师抛给他一个问题：解析醉马草有毒的根源，开发利用内生真菌的有益特性并进行种质创新和新品种选育 。
不同于寄生菌对植物的侵占，禾草内生真菌“终身”或者“大半生”生活在禾草内部，对植物来说属于有益共生菌，就像双歧杆菌、乳酸杆菌之于人体的消化系统 。禾草内生真菌研究是近30年来国际畜牧学和微生物学的新兴研究领域 。研究表明，这类内生真菌比较容易从其宿主植物中分离并在实验室条件下培养，这也使得人工接种成为可能 。近年来，利用禾草内生真菌进行禾草育种，特别是抗性与品质育种，成为国际草业领域的发展趋势 。利用这一类微生物资源，各国已培育出一些草坪草及少数牧草品种，在新西兰、美国和澳大利亚成功商业化 。
南志标团队经过多年努力，筛选获得了高内生真菌带菌率、抗锈病的坪用多年生黑麦草——兰黑1号，是国内第一个禾草-内生真菌共生体新品系，2020年已获批进入国家林业和草原局新品种区域试验 。
但在利用内生真菌进行粮饲作物育种领域，国内外几乎都是空白 。
李春杰在甘肃河西走廊的盐碱地上发现野大麦自带内生真菌，但栽培大麦并不具备这一特点 。作为世界上最古老的种植作物之一，大麦具有食用、饲用、酿造、药用等多种用途 。因此，他想到将亲缘关系相近的二者作为人工接种的对象，“看看会不会有惊喜发生” 。
产量获明显提高
筛选出禾草野大麦的内生真菌优良菌株后，最关键的一环是人工接种技术 。李春杰和博士生王正凤选择柴青1号裸大麦和扬饲麦1号皮大麦两个品种，经过酒精、次氯酸钠严格消毒，拿起手术刀对着保温箱里精心培育出的大麦幼苗，“动起了手术” 。
切小口、塞入真菌……经过三周左右的培养，2019年3月，带菌的幼苗被栽种至海拔1620米的兰州大学景泰草地农业试验站 。春去秋来，大麦熟了 。经过显微镜检测，接种的1050株大麦中只有36株接种成功，但就是2%的成功者中，皮大麦新种质的地上生物量和单株籽粒产量提高了46%和22%，生育期提前了5天，裸大麦新种质地上生物量和单株籽粒产量分别提高了37%和28% 。
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