几种AMF菌剂对降香黄檀幼苗菌根效应的比较研究

莫惠芝，洪文君，何妙坤，吴永彬，庄雪影

(华南农业大学林学院，广东 广州 510642)

几种AMF菌剂对降香黄檀幼苗菌根效应的比较研究

莫惠芝，洪文君，何妙坤，吴永彬，庄雪影

(华南农业大学林学院，广东 广州 510642)

应用人工接种技术，比较研究4种AMF菌剂对非灭菌土生长的降香黄檀幼苗生长及生理指标的影响。结果表明，将AMF菌剂接种在非灭菌土上的降香黄檀幼苗，处理90 d和300 d的苗木生长量和生物量均在不同程度上高于对照组；接种效应随着接种时间的延长而更加明显；与对照组相比，接种菌剂组幼苗叶片的SOD总活性和叶绿素含量较高，叶绿素a/b值较低，反映了接种菌根菌可提高降香黄檀幼苗的光合能力和抗胁迫能力，但不同菌剂的促进效应存在差异。在所应用的4个菌剂中，以接种摩西球囊霉+疣状无梗囊霉混合菌对幼苗的生长效果最佳，其次是摩西球囊霉。

降香黄檀；幼苗生长；菌根效应；AMF；石灰岩

广东省石灰岩山区分布面积较大，占全省土地面积的3.5%[1]，这些山区水资源短缺，生态环境恶劣，森林覆盖率低，自然灾害频繁，导致其经济发展滞后，多为经济贫困区。降香黄檀(DalbergiaodoriferaT.Chen)是我国特有的珍贵树种，具有重要的经济和生态价值。近年来，降香黄檀已被引入广西的石灰岩山地造林。早期的监测结果表明，该树种不但能适应气候干旱的石灰岩造林区，而且对pH值较高的棕色石灰土也表现出较强的适应性[2]。但是，造林早期的成活率不稳定，石灰岩山地的持续干旱对存活植株的生长也有抑制作用。因此，健康耐旱的降香黄檀苗木对其在石灰岩山地造林的成功起到关键作用。

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)是自然界普遍存在的一种共生真菌，约有90%以上的陆生维管植物可与AMF形成菌根共生体——丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza，AM)[3]。AM能显著提高宿主植物对氮、磷、钾及其他矿质营养元素的吸收[4-7]；改善宿主植物的水分代谢，增强宿主的抗旱性[8-9]；促进宿主植物在逆境中的生长和定居能力[10]。AMF在退化或受损生态系统的恢复和重建中具有重要作用[11]。周雪刚等[12]研究表明，接种珠状球囊霉(Glomusmargarita)和幼套球囊霉(Glomusetunicatum)可促进灭菌土中生长的降香黄檀幼苗生长。本研究应用4种AMF菌剂接种非灭菌土生长的降香黄檀幼苗，探讨AM菌根共生体对降香黄檀幼苗生长及生理指标的影响，以期为培育出健康耐旱的降香黄檀苗木及其菌根化育苗技术的菌种筛选提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用苗为苗龄30 d的降香黄檀实生苗。栽培基质是体积比为红壤∶河沙∶泥炭=1∶1∶1的混匀基质。AM菌种为摩西球囊霉(Glomusmosseae，GM)，疣状无梗囊霉(Acaulosporatuberculata，AT)及来源于广东省清远市白湾镇石灰岩山区的自然土壤混合菌(Limestone soil，LS)。所有菌种都是经过玉米(Zeamays)扩繁后获得的含有AMF孢子、菌丝和受感染根段的菌土。

1.2 方法

分别采用AT、GM、混合菌剂(AT+GM，1∶1体积比，Mix)、LS进行接种，另设置一个不接种对照组(CK组)，共5个处理。每处理组设3个重复，每重复15株幼苗，共45株。

试验在华南农业大学树木园内的苗圃中进行。选择长势均匀的降香黄檀幼苗移栽于13 cm×15 cm的营养杯中，每盆装土0.9 kg，常规管理10 d。待幼苗适应新的生长环境后进行第1次测量苗高及地径，作为基础生长量。菌剂接种方法是在每盆幼苗根系周围挖穴倒入50 g菌土后再把小穴填平；CK则加入50 g幼苗装袋时相同的栽培基质。生长期间进行常规的苗木管理。待苗木生长90 d后，即进行苗木生长量、生物量、菌根感染率、菌根依赖性及各项生理指标的测定。苗木生长300 d后，再次测定苗木的生长量、生物量及菌根依赖性。

1.2.1 生长和生物量检测 苗高生长使用钢尺测量；地径用卡尺测量；生物量用称重法测量，将降香黄檀幼苗地上部分及地下部分分开，分别装于纸袋中，50 ℃烘72 h后称取其干重。

1.2.2 菌根感染率测定 每处理组随机选择3株降香黄檀，剪取其幼苗根系，洗净后放进装有FAA(福尔马林-醋酸-酒精)的瓶子中固定。采用锥虫蓝染色法[13]检测菌根感染情况，依据侵染点、菌丝、丛枝和泡囊等菌根结构在根段中所占的比例，将其分为0～5级，共6个等级[14]：根段中无菌根结构为0级；菌根结构在整条根段中的比例少于1%为1级；占2%～10%为2级；占11%～50%为3级；占51%～90%为4级；大于90%为5级。每处理组记录30条根段的感染级别，并统计各感染级别的根段数量，将所得数据输入计算机 “Mycocalc” 软件，从而获得菌根感染频度(F%)、根系菌根感染强度(M%)

1.2.3 生理指标测定 剪取降香黄檀成熟叶片(从顶芽开始计数，第3、第4片叶子)用于生理指标的测定。采用氮蓝四唑法[15]测定超氧化物歧化酶(SOD)活性；采用考马斯亮蓝G-250法[15]测定蛋白质含量；采用硫代巴比妥酸比色法[15]测定丙二醛(MDA)含量；采用蒽酮比色法[15]测定可溶性糖含量；采用丙酮浸提比色法[16]测定叶绿素含量。

1.2.4 菌根依赖性测定 根据生物量的检测结果计算菌根依赖性。菌根依赖性(MD%)=接种植株的干重/对照植株的干重×100%。MD常分为3级：当MD≤100%时，表示植物对菌根的依赖性较弱或没有依赖性；当MD在100%～300%之间时，表示植物对菌根有中等强度的依赖性；当MD>300%时，表示植物对菌根的依赖性较强[17-18]。

1.3 数据处理

采用Excel 2007作图，SPSS 16.0统计软件进行方差分析，用LSD方法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 降香黄檀的菌根感染率

将供试的摩西球囊霉(GM)、疣状无梗囊霉(AT)、混合菌剂(Mix)、石灰岩原土混合菌剂(LS)等4种菌剂接种于常规苗圃土(非灭菌土)上生长的降香黄檀幼苗。接种处理 90 d后，苗根感染频度检测结果表明，GM处理组、Mix处理组的菌根感染频度均高于对照组(CK组)，而SL处理组与CK组相近，AT处理组低于CK组，但各处理组之间的差异均未达到显著水平(图1)；菌根感染强度的检测结果表明，所有AMF处理组幼苗的菌根感染强度均高于CK组，其中以接种Mix处理组的感染强度最高，其次是GM处理组，SL处理组的菌根感染强度高于AT处理组，但各处理组间的差异未达到统计学上的显著性(图2)。

相同小写字母为差异不显著。下同。图1 降香黄檀的菌根感染频度 图2 降香黄檀的菌根感染强度

2.2 不同AMF对降香黄檀生长的影响

接种90 d、300 d后，降香黄檀不同处理组幼苗的苗高和地径生长量调查结果(图3)表明，接种处理90 d后，GM、Mix、LS处理组的苗高净生长量三者间差异不显著，但均显著高于CK组，以Mix处理组的苗高净生长量最大，其次是GM处理组；AT处理组的苗高净生长量稍高于CK组，但与CK组的差异不显著。 接种处理300 d后，所有接种处理组的苗高净生长量均显著高于CK组，以Mix处理组的苗高净生长量最大，其次是GM处理组，LS处理组稍高于AT处理组，但所有接种处理组间的差异未达到显著性。与接种90 d时生长量相比，接种处理组的苗高净生长量与CK组的差异呈增大趋势。

从不同处理组幼苗地径生长量比较结果来看，不同菌种处理组间也存在不同程度的差异(图4)。接种90 d后，GM、Mix、LS处理组间苗木的地径净生长量差异不显著，但均显著高于CK组，以Mix处理组的地径净生长量最大，其次是GM处理组，AT处理组与CK组的差异不显著。接种处理300 d后，接种处理组与CK组苗木的地径净生长量差距增大，GM、Mix、LS处理组间苗木的地径净生长量差异不显著，但均显著高于CK组，同样以Mix处理组的地径净生长量最大，且显著大于AT处理；其次是GM处理组；AT处理组的地径净生长量高于CK组，但与CK组的差异未达到显著性。

不同小写字母为差异显著(P<0.05)。下同。图3 不同AMF对降香黄檀苗高净生长量的影响 图4 不同AMF对降香黄檀地径净生长量的影响

2.3 不同AMF菌剂对降香黄檀幼苗生物量的影响

接种90 d后，幼苗的地上部分干重、地下部分干重、总生物量，GM、Mix、LS处理组均显著高于CK组。地上部分干重、总生物量均以Mix处理组最大，其次是GM处理组；GM、Mix、LS处理组间地下部分干重相近，均显著大于AT处理组、CK组(表1)。

表1 不同AMF对降香黄檀生物量的影响

*：同列数据后不同小写字母为差异显著(P<0.05)。下同。

由表1可知，接种300 d后，幼苗的地上部分干重、地下部分干重和总生物量，所有接菌处理组间的差异均未达到显著性，以AT处理组最小，但均显著高于CK组。苗木的地上部分干重，以GM、LS处理组最大，其次是Mix处理组；苗木的地下部分干重，Mix处理组的稍大于GM处理组，其次是接种LS处理组；苗木的总生物量，GM处理组稍大于Mix处理组，其次是LS处理组。

降香黄檀幼苗对不同菌剂的菌根依赖性比较结果(表2)表明，接种90 d后，所有接菌处理组幼苗的菌根依赖性在100%～300%之间，属于中等强度的菌根依赖性。菌根依赖性以Mix处理组最大，其次是GM处理组，LS处理组第三，AT处理组的菌根依赖性最低。接种300 d后，除AT处理组外，其余处理组的菌根依赖性均呈下降趋势，但仍为中等强度的菌根依赖性。

2.4 接种不同AMF对降香黄檀幼苗生理特性的影响

表2 降香黄檀对AMF的菌根依赖性

接种90 d后不同处理组幼苗的生理指标测定结果见表3。幼苗的SOD总活性接菌处理组间差异不显著，但均显著高于对照组(CK组)；丙二醛含量接菌处理组与CK组间无明显差异。蛋白质含量混合菌处理组高于单菌处理组和CK组，且其中接种Mix处理组与AT、GM、CK组间的差异达到统计学上的显著性。幼苗的可溶性糖含量接种处理组均高于CK组，但只有LS处理组与CK组间的差异达到显著水平。

表3 不同AMF对降香黄檀生理特性的影响

表4 AMF对降香黄檀叶绿素含量的影响

叶绿素含量的检测结果(表4)表明，降香黄檀接种处理组幼苗的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量均高于CK组，其中叶绿素a、总叶绿素的含量与CK组间达到显著差异，但不同接种处理组间的差异不显著。幼苗的叶绿素b含量除LS处理组外，其他处理组均显著高于CK组。幼苗的叶绿素a/b值接种处理组均低于CK组，但只有AT、GM组与CK组间的差异达到显著水平。幼苗的类胡萝卜素含量接种处理组均高于CK组，但差异未达到统计学上的显著性。

3 结论与讨论

3.1 结论

在非灭菌土上接种摩西球囊霉、疣状无梗囊霉等AMF菌剂能提高降香黄檀幼苗的菌根感染强度，促进菌根化幼苗的生长量和生物量，菌根效应随着接种时间的延长效果更加明显；此外，菌根化幼苗的叶片SOD总活性和植物叶绿素含量增加，叶绿素a/b值下降，反映了接种AMF还能提高降香黄檀幼苗的光合能力和抗胁迫能力。在所选用的菌剂中，以接种摩西球囊霉+疣状无梗囊霉混合菌处理的生长促进效果最佳，单独接种摩西球囊霉的效果次之。

3.2 讨论

许多研究结果表明，接种AMF能增加植物对营养物质的吸收，促进植物的生长[19-21]。周雪刚等[12]比较研究了将珠状球囊霉、幼套球囊霉接种到灭菌土上生长的降香黄檀幼苗，揭示了降香黄檀对珠状球囊霉和幼套球囊霉具有较强依赖性，2个菌种均对降香黄檀幼苗有显著的促生作用，但菌根化幼苗在生长和光合生理指标上的增效作用存在差异。本研究所应用的4种菌剂虽然与以上研究不同，但研究结果均反映了接种AMF可促进降香黄檀幼苗的生长。此外，降香黄檀幼苗对所应用的4个菌剂的依赖性仅为中等强度，这可能与本研究是采用非灭菌的自然土作为生长基质。由于自然土本身含有一些AMF，它们可能与接种菌种形成竞争关系，从而降低降香黄檀幼苗对目的菌种的依赖性。而应用自然土作为苗木培育基质有利于节省成本，因此，探讨非灭菌土的优良菌种筛选及其菌根接种效应，对菌根化育苗生产具有更高的现实意义。

贺学礼等[21]揭示了接种AMF可提高油蒿(Artemisiaordosica)SOD活性，增强植株的抗旱性。吴长榜等[22]研究表明，接种AMF可提高樟树(Cinnamomumbodinieri)幼苗的叶片叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量。与本研究结果相近，接种AMF后降香黄檀幼苗的SOD总活性及叶绿素的含量均出现不同程度的提高，反映了菌根共生体可增强降香黄檀的抗胁迫能力，促进其光合作用，从而提高其生长潜力及对不良环境的适应性，但不同菌种的作用存在较大的差异。

本研究应用清远白湾石灰岩山地土壤作为菌剂接种降香黄檀，探讨了降香黄檀造林时，其菌根形成及发展的状况。结果表明，石灰岩山地自然土中的菌种对降香黄檀幼苗生长的促进效应低于摩西球囊霉+疣状无梗囊霉混合菌和单独接种摩西球囊霉，说明石灰岩原生地的菌种对降香黄檀幼苗的生长及抗胁迫能力的促进作用并不佳。因此，开展AM菌种的筛选研究对于石灰岩山区造林苗木的菌根化育苗具有重要意义。

[1]曾邦锐.广东石灰岩山区环境问题探讨[C]//《自然地理与环境研究》编辑委员会.自然地理与环境研究.广州：中山大学出版社，1992：107-109.

[2]郭文福，贾宏炎.降香黄檀在广西南亚热带地区的引种[J].福建林业科技，2006，33(4)：152-155.

[3]刘润进，李晓林.丛枝菌根及其应用[M].北京：科学出版社，2000.

[4]Ames RN，Reid CP，Porter LK，et al.Hyphae uptake and transport of nitrogen from two N labeled sources byGlomusmosseae，a vescicular-arbuscular mycorrhizal fungus[J].New Phytologist，1983(95)：381-396.

[5]Piccini D，Azcon R.Effect of phosphate-solubilizing bacteria and vescicular-arbuscular mycorrhizal fungi on the utilization of Bayovar rock phosphate by alfalfa plants using a sand-vermiculite medium[J].Plant and Soil，1987(101)：41-50.

[6]Li XL，Geoege E，Marschneer H.Extension of the phosphorus depletion zone in VAM white clover in a calcareous soil[J].Plant and Soil，1991(136)：41-48.

[7]Li XL，Geoege E，Marschneer H.Phosphorus depletion and pH decrease at the root-soil and hyphae-soil interfaces of VAM white clover fertilized with ammonium[J].New Phytologist，1991(119)：397-404.

[8]Allen MF.Influence of vesicular-arbuscular mycorrhizae on water movement through Boutelous gracilis (H.B.K.) Lag ex Steud.[J].New Phytologist，1982(91)：191-196.

[9]Auge RM.Water relation，drought and vesicular-arbuscular mycorrhizal symbiosis[J].Mycorrhiza，2001(11)：3-42.

[10]李岩，焦惠，徐丽娟，等.AM真菌群落结构与功能研究进展[J].生态学报，2010，30(4)：1089-1096.

[11]王立，贾文奇，马放，等.菌根技术在环境修复领域中的应用与展望[J].生态环境学报，2010，19(2)：487-493.

[12]周雪刚，庄雪影，吴永彬.降香黄檀幼苗接种AM真菌效应研究[J].林业实用技术，2012(8)：6-8.

[13]郭秀珍，毕国昌.林木菌根及应用技术[M].北京：中国林业出版社，1989.

[14]Trouvelot A，Kough JL，Gianinazzi-Pearson V.Mesure du taux de mycorhization VA d′un système radiculaire.Recherche de méthodes d′estimation ayant une signification fonctionnelle[M]∥Gianinazzi-Pearson V，Gianinazzi S.Physiological and genetical aspects of mycorrhizae.Paris： INRA Press，1986：217-221.

[15]陈建勋，王晓峰.植物生理学实验指导[M].2版.广州：华南理工大学出版社，2006.

[16]邹琦.植物生理生化试验指导[M].北京：中国农业出版社，1995.

[17]弓明钦，王凤珍，陈羽，等.西南桦对菌根的依赖性及其接种效应研究[J].林业科学研究，2000，13(1)：8-14.

[18]孟祥霞，李敏，刘敏，等.葫芦科蔬菜对丛枝菌根真菌依赖性研究[J].中国生态农业学报，2001，9(2)：50-51.

[19]Buwalda JG，Stribley DP，Tinker PB.Increased uptake of bromide and chloride by plants infected with vesicular-arbuscular mycorrhizas[J].New Phytologist，1983(93)：217-225.

[20]Tarafdar JC.Effect of vesicular-arbuscular mycorrhizal and phosphatase-producing fungal inoculation on growth and nutrition of white clover supplied with organic phosphorus[J].Folia Microbiologica，1995，40(3)：327-332.

[21]贺学礼，张焕仕，赵丽莉.不同土壤中水分胁迫和AM真菌对油蒿抗旱性的影响[J].植物生态学报，2008，32(5)：994-1001.

[22]吴长榜，何跃军.接种AM菌剂对樟树幼苗生长效应的影响[J].贵州农业科学，2011，39(6)：161-165.

Comparison of the Effect of Several AMF on the Seedling Growth ofDalbergiaodorifera

MO Hui-zhi，HONG Wen-jun，HE Miao-kun，WU Yong-bin，ZHUANG Xue-ying

(CollegeofForestry，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510642，Guangdong，China)

In order to understand the impacts of AM symbiosis on the seedling growth and physiological activity，the seedling growth and physiological characteristics ofD.odoriferain the non-sterile soil with AMF inoculation for 3 months and 10 months were studied.The results showed that the seedling growth with inoculation were higher than the control treatment(CK).The facilitation effects increased with the time.The seedlings with AMF inoculation had higher SOD activity，chlorophyll contents and lower chlorophyll a/b ratio than those of CK.It is indicated that the inoculation of AMF could improve the photosynthetic capacity and resistance ability and ofD.odorifera.However，the beneficial effects varied with the AMF inoculums.The growth effect of the seedlings inoculated with mixed inoculums ofGlomusmosseaeandAcaulosporatuberculatawas the best，next to that inoculated withGlomusmosseaeonly.

Dalbergiaodorifera；seedling growth；mycorrhizal effect；AMF；limestone

10.13428/j.cnki.fjlk.2014.03.005

2013-09-25；

2013-11-11

广东省教育部产学研结合项目(2008B090500169)；广东省林业科技创新项目(2012KJCX014-1)

莫惠芝(1987—)，女，广东东莞人，华南农业大学林学院植物学硕士，从事环境植物学研究。E-mail： huizhimo@126.com。

庄雪影(1961—)，女，华南农业大学林学院教授，植物学博士。E-mail： xyzhuang@scau.edu.cn。

S792.28

A

1002-7351(2014)03-0022-05