虎榛子外生菌根合成与筛选的研究

1、华北农学报2005,20(2):1012104虎榛子外生菌根合成与筛选的研究韩秀丽1,方亮1,周晶2,白淑兰1(1.内蒙古农业大学林学院,内蒙古呼和浩特010019;2.内蒙古师范大学生物系,内蒙古呼和浩特010022)摘要:在实验室条件下,对虎榛子幼苗接种5种外生菌根真菌(6个菌株)。通过对接种幼苗菌根形态观察,以及菌根感染率、生物量的测定,结果表明,接种这些外生菌根真菌后虎榛子均能形成菌根,菌根感染率最低可达40.8%以上,对照无菌根感染现象。并且这些菌种能够明显促进虎榛子的生长,其中卷边桩菇对虎榛子促生效果最佳,生物量为对照的211倍。通过对菌根石蜡切片观察,接种处理在皮层细胞间均能形成

2、典型的哈蒂氏网结构,不同菌种哈蒂氏网结构有一定的差异,未接种的苗木无哈蒂氏网形成。关键词:虎榛子;菌根合成;外生菌根中图分类号:S718.81文献标识码:A文章编号:1000-()02-05TheHANXiu2li1,FANGLiang1,ZHOUJing2,BAIShu2lan1(1.CollegeofForestry,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Huhhot010019,China;2.DepartmentofBiology,InnerMongoliaNormalUniversity,Huhhot010022,China)Abstract:Int

3、helaboratory,Ostryopsisdavidianawasinoculatedwithfivedifferentspeciesofectomycor2rhizafungi.Throughobservingtheectomycorrhizalshapeofinoculatedseedingsandmeasuringthebiomassandinfectiousratioofectomycorrhiza,resultsshowthatalltheinoculatedseedingsformedectomycorrhizaexceptforthecontrastandthatinfect

4、iousratiosexcessed40.8%.Allkindsoffunguscouldobviouslypromotethegrowthofseedingsaftercolonizingseedings.ThePaxillusinvolutusisthebestoneandthebiomassofseedingswas211timesthanthatofthecontrast.Accordingtotheshapesoftheformedectomycorrhiza,ectomycorrhizashapeofSuillusgranulatusandPaxillusinvolutuswere

5、yellowyorbrownandungualorsticky.ThatPisolithustincto2riuswasbrownorblank2brownandsticky.ThattwostrainsofSuillusgrevilleiaremostyellowyandtranslu2centandstickyorpinnated.AndthattheCenococcungeophilumwasblankandseemedbulb.Throughobservingofectomycorrhizalparaffinsection,theseedingsinoculatedectomycorr

6、hizalfungicouldformtypicalhartignetanddifferentfungiinoculatingseedingshaddefinitediscrepancyinhartignet.Theseedingswhichwerenotinoc2ulateddidntformhartignet.Keywords:Ostryopsisdavidiana;Synthesisofmycorrhizal;Ectomycorrhiza虎榛子(Ostryopsisdavidiana)为我国特有优良护土灌木,主要分布于辽宁西部、内蒙古、河北、山西、陕西、甘肃、四川北部,是阴山山脉极度退化

7、生态系统中残存的重要灌木树种。研究表明,菌根对森林生态系统的恢复和重建具有重要作用1。本研究选用了从阴山山脉不同立地条件中分离的3种外生菌根真菌(4个菌株),又选用2种法国引进菌种,在实验室条件下,对其进行菌根合成试验,旨在了解这些菌根真菌与虎榛子的菌根关系,以及对虎榛子生长的作用,并筛选到对虎榛子生长促进作用好的优良菌根真菌,为大青山植被建设提供科学依据。收稿日期:2005-01-12基金项目:国家自然基金资助项目(30260086);内蒙古自然基金资助项目(20010905-09)作者简介:韩秀丽(1967-),女,内蒙古通辽人,硕士,高级工程师,主要从事外生菌根基础与应用研究工作。102

8、华北农学报20卷1材料和方法1.1试验材料然后置于照度为119×104lx光照培养室培养。光期14h/d,温度2728;暗期温度2021。用天平称量及时补水,使含水量保持在40%左右,并且每14d浇1次稀释10倍的Hoagland营养液3,每次20mL,以提供必要的营养,每个处理15个重复。1.3菌根形态与解剖特征观测接种120d后,每个处理随机抽取5杯幼苗,用自来水将苗木的根部冲洗干净,剪取细根根段,在实体显微镜下观察菌根的外部形态并拍照。采用弓明钦等划线交叉法统计菌根感染率4。采用花小梅、拍照5。1.4供试树种虎榛子的种子采自于内蒙古大青山劈柴沟生长健壮的虎榛子灌丛中,种子发芽率

9、为90%,千粒重为31.30g;供试菌种见表1。表1供试菌种Tab.1TestfungiofECM名称简称菌种来源nameShortnameSourceoffungi土生空团菌(Cenococcumgeophilum)C.g虎榛子菌根组织分离厚环粘盖牛肝菌(Suillusgrevillei)P2S.g劈柴沟油松林下子实体分离厚环粘盖牛肝菌(Suillusgrevillei)M2S.g蛮汉山落叶松林下子实体分离点柄粘盖牛肝菌(Suillusgranulatus)S.g虎榛子灌丛下子实体分离彩色豆马勃(Pisolithustinctorius)Pt2270法国引进卷边桩菇(Paxillusinvo

10、lutus)P.i法国引进1.2试验方法1.2.1,。用SPSS统。菌分离、1.2.2育苗基质选用蛭石和林地土(蛭石林地土质量比为12),把2结果与分析2.1不同菌种对虎榛子幼苗菌根感染率及生物量准备好的基质混合后过5mm筛,用自来水混拌使之含水量为50%。充分混匀后装入塑料袋内进行高温高压灭菌1.5h,冷却后晾晒于干净的地方7d后备用。选择发育良好的虎榛子种子,先用温水浸泡24h,然后在超净工作台内用10%H2O2消毒30min,再用无菌水冲洗34次,摆在准备好的无菌发芽皿内,置于发芽箱内催芽。在育苗杯内放入准备好的灭菌基质,把发芽一致、健壮的芽苗播入其中,置于光照培养室内培养。1.1.3幼

11、苗接种及培养幼苗培养60d后,选择生长整齐均匀的幼苗,在无菌基质内栽苗接种2。的影响通过对虎榛子幼苗菌根感染率观察,供试的5种菌根真菌(即6个菌株)均能感染形成菌根(表2)。其中,卷边桩菇、厚环粘盖牛肝菌的2个菌株、彩色豆马勃及点柄粘盖牛肝菌等菌根感染率均超过50%,属4级感染;而土生空团菌的菌根感染率为40.8%,为3级感染5;对照苗木尚无菌根感染现象。通过对幼苗生物量测定数据分析表明,接种后幼苗生物量与对照有显著的差异,其中,卷边桩菇处理的苗木生物量最高,为对照苗木的2.1倍(表2)。表2不同菌种(株)对虎榛子菌根侵染率及生物量的影响Tab.2Theeffectofrateofinfect

12、andbiomassbydifferentfungi菌种(株)Strains菌根侵染率(%)Rateofinfect生物量(g/pot)BiomassP.i77.51.3304aM2S.gPt227069.470.21.0984ab1.0390abS.g51.71.0261abP2S.g73.20.9846abC.g40.80.9308bcck00.6141c2.2不同菌种(株)在虎榛子幼苗小根上形成的菌爪状,长0.51.5mm,颜色由黄白至黄色,密被棕色短的外延菌丝,表面较光滑,菌套较厚,哈蒂氏网结构典型(图1-C,D)。彩色豆马勃与虎榛子形成的菌根呈棒状和羽状,长110116mm,颜色由棕

13、色至暗棕色。密被黄色短外延菌丝,菌套较厚(图1-E,F)。土生空团菌与虎榛子形成的菌根主要为黑色,顶部膨大,似灯泡状,长018111mm,外延菌丝稀而长,菌套表面粗糙而厚;哈蒂氏网菌丝较薄(图1-G,H)。根及哈蒂网结构形态供试的5个菌种与虎榛子幼苗形成的菌根,在外部形态与内部结构均有一定的差异。卷边桩菇与虎榛子形成的菌根有棒状、二叉状,还有爪状,菌根长0.81.2mm,颜色由淡黄到棕黄,密被黄色较短的外延菌丝,表面光滑,菌套较厚;哈蒂氏网结构明显(图1-A,B)。点柄粘盖牛肝菌与虎榛子形成的菌根为棒状和2期韩秀丽等:虎榛子外生菌根合成与筛选的研究103A,B卷边桩菇与虎榛子;C,D点柄粘盖牛

14、肝菌与虎榛子;E,F彩色豆马勃与虎榛子;G,H土生空团菌与虎榛子;I,J厚环粘盖牛肝菌P2S1g菌);B哈蒂氏网结株与虎榛子;K,L厚环粘盖牛肝菌M2S1g菌株与虎榛子;M,N对照虎榛子菌木小根外部与内部形态;A菌根外部形态(7.5×);C菌根外部形态(15×);D哈蒂氏网结构(600×);E菌根外部形态(20×);F哈蒂氏网结构(800×);G菌根外部形态(15×);H哈构(1200×);I菌根外部形态(30×);J哈蒂氏网结构(600×);K菌根外部形态(15×);L哈蒂氏网结构(1200&

15、#215;);M对照苗根外部形蒂氏网结构(800×);N对照苗根细胞间结构(800×)态(15×A,BP1ionO.davidiana;C,DS1gonO.davidiana;E,FPt270onO.davidiana;G,HC1gonO.davidiana;I,JP2S1gonO.davidiana;K,);BLM2S1gonO.davidiana;M,NThecomparisonofconfigurationandwiththecellonO.davidiana;AThemycorrhizaconfiguration(7.5×);CThemycorr

16、hizaconfiguration(15×);DHartignetconfiguration(600×);EThemycorrhizaconfiguration(20Hartignetconfiguration(1200×);FHartignetconfiguration(800×);GThemycorrhizaconfiguration(15×);HHartignetconfiguration(800×);IThemycorrhizaconfiguration×(30×);JHartignetconfigurat

17、ion(600×);KThemycorrhizaconfiguration(15×);LHartignetconfiguration(1200×);MThecomparisonof);NThecomparisonamongcells(800×)configuration(15×图1不同菌种(菌株)在虎榛子小根上形成的菌根形态及哈蒂氏网结构Fig.1ThemycorrhizaandHartignetconfigurationofdifferentfungus(strains)formationontheO.davidianarootlet104华

18、北农学报20卷厚环粘盖牛肝菌的两个菌株与虎榛子形成的菌根均为浅黄色半透明,棒状、二叉状或羽状,长019118mm。外延菌丝密,而且长棉絮状,根系较脆,易变形,哈蒂氏网结构明显(图1-IL)。对照苗木与虎榛子苗木不能形成菌根,根系表面既无菌套和外延菌丝,根的细胞间也无哈蒂氏网(图1-M,N)。恢复植被时,菌根化苗木定向培育的重要研究方向。从本研究看,如果筛选对虎榛子生长促进作用最好的菌株应选为卷边桩菇。其他菌种(株)对虎榛子的生态作用有待于进一步研究。参考文献:1VanDH,KlironomosJN,UrsicM,etal.Mycorrhizalfungaldiversitydeterminesplantbiodiversity,ecosystemvariabilityandproductivityJ.Nature,1998,396:69-72.2白淑兰,白玉娥,方亮,等.土生空团菌与虎榛子形3讨论一般认为,菌套和哈蒂氏网的形成是外生菌根形成的重要标志,它不仅为真菌与根系营养物质交换提供最大可能,也使真菌与根系的化学信息物质的传递达到高峰,如果只有菌套而观察不到哈蒂氏网,则不能确定共生关系的存在6。试验所用的5个菌种(即6个菌株)结构,形成。定的差异。,有的菌种可能抗旱作用强,还有的可能抗盐碱作用突出,