Identification and Categorization of Ganoderma Varieties Cultivated in Southern China
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摘要: 应用菌丝间拮抗反应对17个我国南方部分产区的灵芝栽培品种菌株进行分析，应用ITS-RFLP技术和ITS序列聚类进行分类鉴定，采用亲和试验进行鉴定结果验证。结果表明：收集到的17个栽培菌株可以分为3个聚类群，分别为赤芝Ganoderma lucidum菌株11个，紫芝Ganoderma sinense菌株1个，还有5个灵芝菌株属于无柄灵芝Ganoderma resinaceum；不同产区选用的栽培灵芝菌株不尽相同，收集的鹿角灵芝、松杉灵芝其实为赤芝，而开平灵芝、0057等则是无柄灵芝。本研究有助于纠正菌种使用混乱现象。Abstract: The Ganoderma varieties cultivated in the producing regions in southern China were collected, identified and organized for information on the resources and future breeding needs. Initially, 17 Ganoderma varieties were screened by the mycelial antagonistic reaction among them. Subsequently, they were identified and classified through the uses of ITS -RFLP and ITS sequence clustering analysis. Finally, the verification by a compatibility test was conducted on the strains. The results indicated that they belonged to 3 categories with 11 of them being G. lucidum, one of them G. sinense, and 5 of them G. resinaceum. The strains selected for cultivation varied from region to region. For instance, the Lujiao Lingzhi and Xuezhi were G. lucidum, whereas, Kaiping and "0057" were G. resinaceum.
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Keywords:
- cultivation /
- variety /
- Ganoderma lucidum /
- Ganoderma sinense /
- Ganoderma resinaceum
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我国再生稻栽培历史悠久，但直到20世纪70年代后发展较快，已分布全国14个省市[1-2]，林文雄，徐富贤等对再生稻品种的再生力、生理生态及栽培技术进行较系统的研究[3-4]，再生稻产量主要来源于其新生叶片光合作用的产物[5-7]；而杂草与水稻争光、水和肥，是水稻减产的主要原因之一[8]，且稻田杂草种类、密度不同导致水稻产量损失差异较大[9-10]；农田杂草的群落特征和演替趋势受栽培制度直接影响[11-13]，李淑顺等[14]研究直播等5种轻型栽培与人工移栽相比具有不同的杂草优势种和群落演替，张夕林[15]报道直播或抛秧稻田杂草种娄多，发生量是移栽稻田的5~6倍，说明水稻不同栽培方式均可影响稻田杂草群落组成及多样性。目前，再生稻田杂草种类及群落特征未见报道，本研究对闽中地区尤溪县主要再生稻田杂草群落进行调查，明确了该县再生稻田杂草种类和群落特征，以期为再生稻田杂草的化学防控提供理论依据。
1. 材料与方法
1.1 研究区域概况
尤溪县位于北纬25.8°~26.4°，东经117.8°~118.6°，福建中部山区, 属中亚热带季风气候。境内海拔高度差异悬殊，大部分地区海拔在250~550 m，从低海拔到高海拔的年平均气温为19.6~15.8℃，降水量1 400~1 800 mm，适宜再生稻种植[16]。水稻种植面积2.5万hm2，多采用移栽方式，2010年全县再生稻面积达0.75万hm2[17]，是我国再生稻栽培水平较高的县市之一。
1.2 调查方法
于2015年8月在尤溪县梅仙镇、西滨镇、西城镇、联合乡、溪尾乡等5个乡(镇)11个自然村再生稻主栽区，采用倒置“W”型取样法[18]取样，在选取的自然田块样点中以双对角线5点取样，每样点为0.2 m2，调查杂草种类及其数量，禾本科杂草以分蘖数计算株数[19]。
1.3 数据统计与分析
对各样方再生稻田杂草群落的种类及数量进行统计[19-20], 采用优势度(RA)、相对优频度(RF)、物种丰富度(M)、Simpson多样性指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H) 及Pielou均匀度指数(J) 对再生稻田杂草多样性进行测度。采用Excel 2003和SPSS 13.0对数据进行处理。
1.4 相对优势度(RA) 划分
根据相对优势度(RA) 指数对物种的优势度进行划分，标准为RA≥15时为恶性杂草，10≤RA＜15时为区域性恶性杂草，2≤RA＜10时为常见杂草，RA＜2时为一般杂草。
2. 结果与分析
2.1 杂草种类
尤溪县梅仙镇等5个乡(镇)11个自然村再生稻主栽区，再生稻田杂草初步调查有17种，分别为禾本科Gramineae：稗草Echinochloa crusgalli (L.) Beauv.，千金子Leptochloa chinensis(L.) Nees，双穗雀稗Paspalum distichum L；莎草科Cyperus iria：碎米莎草Cyperus iria L, 日照飘拂草Fimbristylis miliacea(L.) Vahl，野荸荠Heleocharis plantagineiformisTang et Wang；千屈菜科Lythraceae：节节菜Rotala indica (Willd.) Koehne.，园叶节节菜Rotala rotundifolia(Buch.-Ham. ex Roxb.) Koehne；柳叶菜科Onagraceae：丁香蓼Ludwigia prostrata Roxb.，草龙Ludwigia hyssopifolia (G. Don) Exell.，鲤肠EcIipta prostrata L；蓼科Polygonaceae：水蓼Polygonum hydropiper L；玄参科Scrophulariaceae：陌上菜Lindernia procumbens (Krock.) Philcox；萍科Marsileaceae：四叶萍Marsilea quadrifolia L；苋科Amaranthaceae：莲子草Alternanthera sessilis(L.) DC；雨久花科Pontederiaceae：鸭舌草Monochoria vaginalis(Burm.f.) Preslex Kunth；鸭跖草科Commelinaceae：竹节菜Commelina nudiflora L，隶属11科，其中，禾本科和莎草科各3种，和柳叶菜科各2种，其他科均为1种。禾本科和莎草科所属杂草种类较多，共占再生稻田杂草种类的35.3%。11个自然村中，除溪尾村和莘田村2个自然村未查到杂草外，以及下保村仅查到4种杂草和联合村、麻洋村3种杂草外，其他6个自然村杂草种类达9种以上(图 1)。
2.2 杂草群落组成
由于再生稻田生镜(地理位置、海拔高度) 条件、栽培技术水平、头季稻田除草剂使用的不同，尤溪县华兰村、蓬村、庄前村、音头村、隔邱头村和麻泽村等6个自然村再生稻田的杂草种类和群落组成差别较大(表 1、图 1)，华兰村再生稻田杂草种类有11种，“千金子+鲤肠+稗草+水蓼+四叶萍”为优势群落，蓬村再生稻田杂草种类有12种，“节节菜+圆叶节节+野荸荠+千金子+鸭舌草”为优势群落，庄前村再生稻田杂草种类有9种，“鸭舌草+节节菜+野荸荠+稗草+千金子+鲤肠”为优势群落，音头村再生稻田杂草种类有10种，“稗草+鲤肠+陌上菜+水蓼+鸭舌草”为优势群落，隔邱头村再生稻田杂草种类有14种，“鸭舌草+节节菜+圆叶节节+稗草+千金子”为优势群落，麻泽村再生稻田杂草的种类有14种，“千金子+陌上菜+双穗雀稗+鸭舌草+鲤肠+稗草”为优势群落，各自然村再生稻田优势群落的杂草其优势度大于10.0。
表 1 尤溪县再生稻田杂草优势度或相对频度Table 1. Relative abundance and frequency of weeds found in regeneration rice fields at Youxi County杂草名称 优势度 综合优势度 相对频度 华兰村 蓬村 庄前村 湆头村 隔邱头村 麻泽村 千金子 49.91 18.17 10.25 5.44 11.47 31.84 21.18 11.92 鲤肠 38.09 9.71 10.16 31.87 0.00 14.77 17.43 10.21 稗草 12.60 8.80 12.03 36.56 19.14 11.47 16.78 12.35 水蓼 10.22 5.47 0.00 19.37 9.27 5.44 8.30 6.86 四叶萍 10.69 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.78 1.40 陌上菜 7.10 7.82 7.44 24.08 9.44 25.64 13.59 10.25 碎米莎 5.32 0.00 0.00 0.00 3.50 7.25 2.69 2.65 飘拂草 6.04 0.00 0.00 0.00 6.38 6.83 3.21 3.52 节节菜 3.93 27.94 18.79 9.23 22.96 3.80 14.44 9.54 莲子草 3.63 0.00 0.00 2.43 0.00 5.31 1.90 2.12 草龙 2.47 3.55 0.00 0.00 0.76 0.00 1.13 1.08 圆叶节节 0.00 26.66 0.00 0.00 21.60 0.00 8.04 3.07 野荸荠 0.00 23.57 15.56 0.00 7.65 2.65 8.24 4.48 鸭舌草 0.00 11.48 67.27 15.87 30.72 12.17 22.92 5.54 竹节菜 0.00 4.02 5.67 3.79 2.15 3.85 3.25 12.06 双穗雀稗 0.00 2.82 2.83 1.35 3.25 17.92 4.70 2.43 丁香蓼 0.00 0.00 0.00 0.00 1.70 1.03 0.46 0.53 2.3 杂草群落特征
根据尤溪县华兰村、蓬村、庄前村、音头村、隔邱头村和麻泽村等6个自然村再生稻田杂草优势度、相对频度及其在各自然村稻田发生情况，将其划分为4种类型，即恶性杂草、区域性恶性杂草、常见杂草和一般杂草。千金子、鳢肠、稗草3种杂草的综合优势度＞15.0，相对频度＞10.0，为尤溪县再生稻田恶性杂草；陌上菜、节节菜、野荸荠3种杂草的综合优势度介于10.0~15.0，相对频度＞5.0，为尤溪县再生稻田区域性恶性杂草；水蓼、圆叶节节菜、竹节菜、碎米莎草、飘拂草、鸭舌草、双穗雀稗7种杂草的综合优势度为2.0~10.0，相对频度＞2.0，为尤溪县再生稻田常见杂草；四叶萍、莲子草、草龙、丁香蓼4种杂草的综合优势度＜2.0，相对频度＜2.0，为尤溪县再生稻田一般杂草(表 1)。
2.4 杂草群落的物种多样性
表 2表明，尤溪县6个自然村再生稻田中，隔邱头村、麻泽村再生稻田杂草群落的物种丰富度较高，均为14种杂草，庄前村最少，为9种。从物种多样性分析，蓬村、隔邱头村和麻泽村的物种多样性较高，Shannon-Wiener指数达2.1以上，从衡量群落物种优势集中性的辛普森指数看，庄前村、华兰村明显高于其他自然村，而各自然村再生稻田杂草群落的均匀度指数较相近。
表 2 尤溪县再生稻田杂草群落的物种多样性Table 2. Species diversity index of weed communities in regeneration rice fields at Youxi County地点 物种
丰富度Simpson
点指数Shannon-Wiener
指数Pielou均匀
度指数华兰村 11 0.2792 1.6411 0.6844 蓬村 12 0.1391 2.175 0.8753 庄前村 9 0.3129 1.5978 0.7272 湆头村 10 0.172 1.9287 0.8376 隔邱头村 14 0.1334 2.2291 0.8447 麻泽村 14 0.1369 2.205 0.8355 3. 讨论与结论
耕作制度极大影响农田杂草的发生和危害，且不同种植方式影响农田杂草群落结构组成和杂草群落的多样性，水稻轻型栽培技术导致稻田杂草群落结构复杂、草害加重[14, 21]，卢彩燕[22]报道，福建省水稻田主要杂草有：稗草、千金子、鸭舌草、圆叶节节菜、节节菜、水龙、莲子草、碎米莎草、双穗雀稗、四叶萍、丁香蓼、异型莎草、水竹叶、矮慈姑等。本研究结果表明：尤溪县再生稻主要种植区田间杂草发生种类与福建省水稻田杂草发生种类相近，可能是再生稻仅是头季稻延续的缘故，即再生稻栽培方式未能促进头季稻田杂草种子库其他杂草萌发，而与移栽水稻田发生的杂草种类相近，不如直播特别是旱直播等轻型栽培，导致田间杂草群落结构更加复杂。
稻田保有水层深浅不同，杂草发生种类及其优势度差异较大[20]，使用不同除草剂或连续使用同一除草剂对稻田杂草群落组成、特征和物种多样性影响显著[23-24]，间歇灌溉比淹灌增加了田间杂草种类和多样性[25]，长期不同施肥方式影响杂草种类和密度，能显著改变田间杂草群落的组成，改变某些杂草在群落中的优势地位[26-27]，尤溪县5个乡镇11个自然村再生稻田的杂草种类、群落组成和物种多样性差别较大，可能与稻田生态环境及各地农民种植头季稻精耕细作程度、留桩高度、使用除草剂不同和施肥水平不同有关，待进一步探讨。
尤溪县种植再生稻已有20多年[17]，多采用头季稻早攻促早发，适时烤(搁) 田和重施催芽肥，头季稻收割后当天复水，田间保持湿润发苗、浅水长苗、水层养穗、干湿到成熟的栽培措施[28]。从尤溪县再生稻田杂草的发生危害情况来看，千金子、鳢肠、稗草3种恶性杂草和陌上菜、节节菜、野荸荠3种区域性恶性杂草是再生稻田的主要害草，作为重点控制或研究。同时，还要监测田间常见杂草和一般杂草种群演替及头季稻落粒稻苗的危害。
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图 1 形态各异的灵芝子实体
注：A为0057，B为赤芝JC，C为紫芝，D为鹿角灵芝，E为松杉灵芝。
Figure 1. Morphologies of Ganoderma fruiting bodies
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图 2 ITS扩增及HaeⅢ和MspI酶切电泳
Figure 2. ITS-PCR and ITS on genes cleaved by DNA restriction enzyme HaeⅢ and MspI
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图 3 根据ITS序列构建的灵芝菌株进化树
Figure 3. Neighbor-joining phylogenetic tree based on ITS sequence
表 1 供试菌株
Table 1 Varieties of Ganoderma tested
编号 原名称 来源 鉴定结果 1 血芝 福建省浦城县 Ganoderma lucidum 2 鹿角灵芝 福建省浦城县 Ganoderma lucidum 3 松杉灵芝 福建省浦城县 Ganoderma lucidum 4 赤芝AL 福建省福州市 Ganoderma lucidum 5 赤芝JC 福建省福州市 Ganoderma lucidum 6 开平灵芝 广东省开平市 Ganoderma resinaceum 7 韩芝一号 福建省浦城县 Ganoderma lucidum 8 韩芝三号 福建省浦城县 Ganoderma lucidum 9 黄山一号 安徽省黄山市 Ganoderma lucidum 10 黄山二号 安徽省黄山市 Ganoderma lucidum 11 古田灵芝 福建省古田县 Ganoderma resinaceum, 12 0057 福建省福清市 Ganoderma resinaceum, 13 黄板粉芝 安徽省黄山市 Ganoderma resinaceum, 14 日芝 安徽省黄山市 Ganoderma lucidum 15 科芝 安徽省黄山市 Ganoderma lucidum 16 山东灵芝 安徽省黄山市 Ganoderma resinaceum, 17 紫芝 福建省浦城县 Ganoderma sinense 
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表 2 不同菌株拮抗试验结果
Table 2 Antagonistic test result on Ganoderma strains
菌株 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 + + + + + + + + + + + + + + + + 2 + + + + + - + - + + + + + + + 3 + + + + - + + + + + + + + + 4 + + + + + + + + + + + + + 5 + + + + + + + + + + + + 6 + + + + - + + + + + + 7 + + + + + + + + + + 8 + + + + + + + + + 9 - + + + + + + + 10 + + + + + + + 11 + + + + + + 12 + + + + + 13 + + + + 14 + + + 15 + + 16 + 注：“+”表示出现菌株间存在拮抗现象，“-”则没有出现拮抗现象。
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表 3 不同菌株间亲和配对结果
Table 3 Pairing compatibility on Ganoderma strains
菌株 紫芝 古田
灵芝0057 赤芝
JC赤芝
AL血芝 松杉
灵芝开平
灵芝紫芝 + - - - - - - - 古田灵芝 + + - - - - + 0057 + - - - - + 赤芝JC + + + + - 赤芝AL + + + - 血芝 + + - 松杉灵芝 + - 开平灵芝 + 注：“+”表示出现菌株可以亲和配对，“-”则不能配对。
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