不同丛枝菌根真菌对小麦幼苗侵染及生物产量的影响

崔美香+李焱+卢彦琦

摘要：对小麦接种幼套球囊菌NM01B、摩西球囊菌XJ01这2种丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal，简称AM）真菌，测定小麦幼苗生长时期的侵染率、生物产量。结果表明，小麦生长到0.5个月时侵染率均为0；1.5个月时接种2种真菌的侵染率分别激增到18.92%、14.91%，达到显著差异水平；到2.5个月时又有1个快速侵染期，侵染率分别为6461%、51.75%，差异显著。2种AM真菌对小麦幼苗生物产量的影响如下：半个月时XJ01长势最好，CK其次，NM01B最弱；随后NM01B对小麦生长的影响明显加快，在1.5个月时，NM01B处理的小麦干质量增长的影响已达显著水平；在2个月时，NM01B、XJ01处理与CK的干质量均达显著水平；在2.5个月时，NM01B处理的干质量最高，XJ01次之，CK最低。由结果看出，AM真菌能够与小麦形成共生关系，且有利于小麦的生长发育，菌种NM01B对小麦的影响优于XJ01。

关键词：丛枝菌根（AM）真菌；小麦；侵染；生物产量

中图分类号： S512.104；S182 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2017）01-0057-02

丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza，简称AM） 真菌是自然界中分布较广的一类内生菌根真菌，能和大多数的植物形成互惠共生体[1-3]，真菌从植物根系获得自身生长所需的碳源物质，植物则通过真菌菌丝吸收土壤矿质营养和水分，进而促进植物生长发育，提高产量，改良品质，增强抗逆性、抗病性等[4-5]。目前，接种AM真菌已经逐渐成为一项提高某些作物产量的技术措施[6]。

虽然目前AM真菌与作物互作关系的研究有一定进展，但仍存在以下不足：（1）AM真菌研究的种类相对较少；（2）多数研究主要基于AM侵染率的测定，却忽视AM真菌对作物不同生长时期侵染状况的研究，以至于不能将其很好地应用于农业生产实践中。本研究针对上述不足，引入不同AM菌根真菌，通过测定不同AM真菌对小麦幼苗不同时期侵染率和生物产量的影响，挑选出促进小麦生长发育菌种，以期为农业生产中AM真菌的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌种

本研究中的供试菌种主要有幼套球囊菌BGC（丛枝菌根真菌种质资源库） NM01B（Glomus etunicatum）、摩西球囊菌BGC XJ01（Glomus mosseae），二者均以沙土基质为载体，购自北京农林科学院植物营养与资源研究所。

1.2 试验材料

试验材料为中麦155号小麦，由河北永年县原种场提供。挑选500粒健康无病虫、饱满的种子放入100 mL烧杯中，先用0.1%氯化汞溶液浸泡1 min进行表面消毒，再用无菌水冲洗3次，最后用无菌水浸泡12h，使小麦种子充分吸水膨胀，备用。

1.3 培养基质和盆栽钵消毒

基质为沙土、草炭、蛭石和珍珠岩，均选用粒径0.5～1.0 mm 之间的颗粒，按沙土 ∶（蛭石+珍珠岩） ∶草炭体积比2 ∶1 ∶1混合均匀后，置于电热恒温鼓风干燥箱中，于 165 ℃ 灭菌1 h，备用。盆栽钵为直径15 cm、高11 cm花盆，花盆在100 ℃的水中浸泡7～10 min，并浸泡在水中过夜，备用。

1.4 试验设计

试验于2013年3月28日在河北工程大学植物保护实验室中进行，共设3个处理：BGC XJ01、BGC NM01B、无菌沙土（CK）。先在花盆中放入500 mL已混合均匀的基质，用凉开水浸透，称取10 g菌种或无菌沙土，均匀地撒在花盆中，将小麦种子均匀摆放到花盆中并轻轻按压，保证种子与菌种充分接触，最后在其上覆盖50 mL灭菌基质，每盆50粒，每个处理3次重复。定期浇适量的水，待小麦长到三叶期后施加 Hoagland 营养液。小麦出苗后每隔15 d，每盆小麦幼苗随机挖取10株，进行根系处理，测定不同处理对小麦幼苗根系的侵染率，观察幼苗的生长状况，测其干质量，求10株平均干质量，比较每个处理的生长状况。

1.5 测定方法

侵染率的测定：按KOH透明-酸性品红乳酸甘油染色的方法[1]进行改良，测定菌根的侵染情况，须进行染色处理，一般要经过根系透明、染色、分色的过程。每个处理需要测定100～150条1.0 cm左右的根段，根据根段中泡囊结构的多少，分成0、10%、20%、30%、…、100%的侵染數量来界定每条根的侵染率（如没有则为0，全部侵染则为100%，只有一半侵染则为50%，以此类推），并记录各分级标准下根段的条数。依据公式计算出该菌根的侵染率：侵染率=受侵染的根段数/观察的根段总数×100%。

生物产量的测定：提前把烘箱打开，温度升至100～105 ℃；取10株植株称鲜质量，再装入纸袋，放入烘箱内，100～105 ℃杀青10 min；然后把烘箱的温度降到70～80 ℃，烘至恒质量；取出纸袋和植株，放入干燥器中冷却至室温，称干质量（DW）。

1.6 数据处理

试验数据均以平均值表示，用SPSS 13.0软件AVOAN程序进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同菌种对小麦幼苗各时期的侵染率测定

由表1可见，NM01B、XJ01对小麦幼苗各时期的侵染率变化趋势相同：从侵染数量来看，0.5个月时都没有侵染，NM01B在1个月时开始有侵染，此后侵染的比率逐渐增多，在2.5个月时，侵染最多的根段侵染率为60%；XJO1开始和NM01B一样，从1个月时开始有侵染，2.5个月时侵染最多，侵染率最高为40%。由表2可见，对照（CK）土壤已灭菌，没有侵染；NM01B、XJ01在0.5个月时均未侵染，1个月时开始侵染，但侵染率不高，分别仅为2.72%、6.49%；随着植物的生长发育，二者共生关系逐渐形成，1.5个月时侵染率分别激增到18.92%、14.91%，差异达到显著水平；到2个月时增长缓慢，分别增长到20.95%、20.27%；2.5个月时又有1个快速侵染期，侵染率分别为64.61%、51.75%，差异显著。通过NMO1B、XJ01菌对小麦幼苗根系各时期侵染率以及其增长速率的对比可知：NM01B的侵染速率比XJ01快，侵染率较高，侵染效果更好。

2.2 不同菌种对小麦幼苗生物产量的影响

每隔0.5个月对小麦取苗，对其地上部分烘干称质量，测定生物产量，结果表明：0.5个月时XJ01长势最好，CK其次，NM01B最弱；之后XJ01、CK的干质量增长缓慢，NM01B增长明显加快，在1.5个月时，NM01B处理的小麦干质量增长已达显著水平；在2.0个月时， NM01B、XJ01处理及CK的干质量增长均达显著水平；在2.5个月时，NM01B处理的干质量最高，XJ01处理次之，CK最低（表3）。结果显示，开始时CK与接种AM真菌的小麦长势相当，但随着时间的推移，接种AM真菌的小麦生长优势逐渐凸显出来，说明AM真菌有利于小麦的生长发育，且菌种NM01B对小麦的影响优于XJ01。

3 讨论

本研究中的染色方法用的是KOH透明-酸性品红乳酸甘油染色的方法进行改良的。KOH透明-酸性品红乳酸甘油染色的方法为先加8.5%KOH溶液，90 ℃水浴20 min后，再加2%盐酸，浸泡5 min之后再加酸性品红乳酸甘油染色液于90 ℃水浴40 min，之后用乳酸分色，镜检。经过试验验证，加盐酸浸泡与不加盐酸浸泡的效果是相同的，而且用水分色较用乳酸分色镜检的效果更加清晰。因此，对KOH透明-酸性乳酸甘油染色的方法进行改良成为加入KOH溶液后，冲洗干净直接加染色液，镜检时用水分色，其他步骤不变。

NM01B、XJ01是AM真菌中最常见的2个菌种，本研究分别对这2个菌种侵染小麦幼苗根系初步研究。结果表明，2种AM真菌均能侵染小麦幼苗根系，且在小麦生长到1.0个月时才有泡囊结构出现，2.0个月后其侵染率才有显著的增加；同时可知，NMB01的侵染率较XJ01的侵染率略高。植株干质量是描述植物长势的重要参数，本研究显示，AM真菌有利于小麦干质量的增加，并且NM01B比XJ01的作用效果显著，这为之后将AM真菌应用到大田小麦的生产实践中提供了理论依据。

有研究表明，丛枝菌根的生长发育呈“S”形曲线，开始有1个滞缓期，此时真菌扩展缓慢，这可能与接种物中孢子具有休眠性有关，经过这段时期后则快速侵染，达到高峰后则持续侵染与根系生长达到一定的动态平衡[7]。这与本研究的结果不完全一致，本研究并没有出现明显的滞缓期，其原因可能是本研究所处环境温度为AM真菌侵染的最佳温度，适合AM真菌侵染，因此其滞缓期很短，主要呈现逐渐上升的趋势。2种不同的AM真菌在小麦整个生长发育周期内侵染情况变化及对其生长发育的影响，有待进行进一步研究。

参考文献：

[1]刘润进，陈应龙. 菌根学[M]. 北京：科学出版社，2007：78-134.

[2]謝 莉，韦业旺，蔡 敏，等.杀真菌剂对丛枝菌根烟苗生长及抗性的影响[J]. 广西农业科学，2010，41（4）：319-322.

[3]任 禛，韩 丽，张永福，等.不同丛枝菌根真菌对玉米生长生理的影响[J]. 江苏农业科学，2015，43（5）：63-66.

[4]袁丽环，闫桂琴，朱志敏. 丛枝菌根（AM）真菌对翅果油树幼苗根系的影响[J]. 西北植物学报，2009，29（3）：580-585.

[5]谌诺君，李 辉，赵子豪，等.丛枝菌根真菌提高植物抗逆性研究进展[J]. 河南农业科学，2014，43（10）：1-5.

[6]张 倩. 植物相互作用与丛枝菌根真菌[D]. 杭州：浙江大学，2011：27-32.

[7]李许真，姜永华，陈书霞. AM真菌和根结线虫互作对黄瓜幼苗生理变化的影响[J]. 北方园艺，2016（5）：9-13.文廷刚，钱新民，王伟中，等. 不同生长调节剂拌种对小麦种子发芽及幼苗素质的影响[J]. 江苏农业科学，2017，45（1）：59-61.