全 文 ：第20卷 第3期
2008年6月
六盘水师范高等专科学校学报
JournalofLiupanshuiTeachersColege
Vol.20NO.3
June.2008
菌根真菌菌丝及代谢物对独蒜兰幼苗生长的影响
杨友联
(六盘水师范高等专科学校生物与地理科学系;贵州 水城 553004)
摘 要:采用从独蒜兰菌根分离的真菌菌丝及代谢物作为培养基添加物,观察其对独蒜兰幼苗生长的影响。结果表明,
供试的GN04,GN07,GN14,GN22,GN23,GN39和 GN45菌株都能促进独蒜兰幼苗鲜重和根的增加,综合鲜重和根增
长率两个指标,其中GN14菌株的作用效果最好。
关键词:菌根真菌菌丝体;代谢产物;独蒜兰
中图分类号:Q939.96 文献标识码:A 文章编号:1671-055X(2008)03-0001-03
EfectsoftheHyphaeandTheirMetabolitesofMycorrhizalFungionPromoting
theGermfreeSeedlingofPleionebulbocodioides(Orchidaceae)
YANGYou-lian
(DepartmentofBiologyandGeography,LiupanshuiTeachersColege,Shuicheng553004,China)
Abstract:TheefectsofthehyphaeandtheirmetabolitesofmycorhizalfungiofPleionebulbocodioides(Franch.)Rolfeonpro-
motingthegermfreeseedlingofPleionebulbocodioideswasinvestigated.Theresultsshowedthattheeachgroundhyphaand
theirmetabolityofGN04,GN07,GN14,GN22,GN23,GN39andGN45acceleratedthegrowthofthegermfreeseedlingof
Pleionebulbocodioides.Consideringtheincreaseofthefreshweightandrootnumbers,theGN14isthebest.
Keywords:Mycorhizalfungalhypha,metabolites,Pleionebulbocodioides
独蒜兰(Pleionebulbocodioides(Franch.)Rolfe)
属兰科独蒜兰属植物,为传统中药材,其球茎入
药,在中药学中称作冰球子,与杜鹃兰(Cremastra
appendiculata)(毛慈姑)合称山慈姑[1]。始载于《本
草拾遗》,具有清热解毒、化痰散结的功效,用于
治疗痈肿疔毒,瘰疬痰核,淋巴结结核和蛇虫咬
伤等,近年因抗癌作用而引起更多的关注[2]。同
时,独蒜兰花大而艳丽,具有较高的观赏价值,
美、日、欧等地区将其作为观赏植物进行盆栽,并
且已少量进入商业性栽培[3]。目前,主要靠野外采
挖来满足市场的需要。本研究是根据在自然界中
菌根真菌与兰科植物共生及长期进化过程中形
成的互利关系,利用菌根真菌菌丝及代谢物促进
独蒜兰幼苗生长,探索一条简便可行的促进独蒜
兰幼苗快速生长的新途径。
1材料和方法
1.1实验材料
1.1.1幼苗的选择
独蒜兰(Pleionebulbocodioides)无菌幼苗由种
子无菌播种培养所得。种子采集于贵州省水城县
玉舍乡 (104°33′57″E,26°02′26″N),海拔 2100~
2200m。
1.1.2供试菌株
兰科菌根真菌选择从独蒜兰的根分离纯化
的 GN04、GN07、GN14、GN22、GN23、GN39、GN45
号菌株。将各菌株接入PDA固体培养基,25℃暗
培养活化后,转接入PDA液体培养基,25℃振荡
(100～120r/min)培养两周,待菌丝体充分生长后收
获,真空抽滤菌丝体,将菌丝体置研钵中充分研
碎后与滤液合并,121.3℃灭菌30min后备用。
1.1.3培养基
以Knudson(1946)C.为基本培养基。
磷酸二氢钾 250mg/L,硫酸锰 7.5mg/L,硝酸
钙 1000mg/L,硫酸铵 500mg/L,硫酸镁 250mg/L,
硫酸铁25mg/L,蔗糖2%,琼脂1.5%,pH5.8。
1.2方法
基本培养基中分别加入已灭菌的菌液20ml,
0.78%琼脂粉,分装入 200ml组培瓶,每瓶 40ml,
灭菌。用万分之一电子天平准确称取较一致的无
菌组培幼苗,无菌水洗去附着的培养基,无菌滤
纸吸去水分,称重。每处理移栽4瓶,每瓶栽培一
株,24.4±17.0mg,根0~2条。设置添加不含菌液的
PDA液体培养基20ml作对照。25±1℃下,每天光
照14h,光照强度为1600～2000Lx。培养90d后收
获培养物,洗去根表面的培养基并吸干水分,测
量并记录。
收稿日期:2008-02-25
基金项目:贵州省自然科学基金(2005)2020号。
作者简介:杨友联,男,贵州盘县人,讲师,研究方向:微生物学。
1- -
DOI:10.16595/j.1671-055x.2008.03.001
★
mg
()
mg
mg
%
()
()
%
CK 27.7 5 107.5 79.9 304.8 6 1 20.0
GN04 25.5 6 102.6 77.1 334.8 8 2 33.3
GN07 24.8 4 105.2 80.3 399.0 6 2 50.0
GN14 27.6 3 130.4 102.8 386.0 11 8 266.7
GN22 23.7 5 89.9 66.2 311.3 14 9 180.0
GN23 24.8 4 108.6 83.8 369.4 14 10 250.0
GN39 23.3 3 101.9 78.6 358.7 7 4 133.3
GN45 25.5 4 157.4 131.9 440.0 7 3 75.0
2结果
培养到90d,各处理的幼苗都呈绿色,健康生
长,仅在GN45处理中的一棵幼苗的根部分化形
成2棵极小的幼苗,但这一现象不具有普遍性。各
菌株的菌丝及代谢物都能不同程度地促进独蒜兰
幼苗鲜重和根的增加,见表1。从鲜重增长率来
看,其作用强度依次为:
表1菌根真菌菌丝及代谢物对独蒜兰幼苗生长的影响
Table1EfectsofthehyphaeandtheirmetabolitesofmycorhizalfungionpromotingthegermfreeseedlingofPleionebul-
bocodioides.
备注:“★”处理中分化出2棵幼苗。
GN45>GN07>GN14>GN23>GN39>GN04>
GN22,鲜重增长率分别达到了440.0%、399.0%、
386.0%、369.4%、358.7%、334.8%、334.8%和311.3%,
而对照为304.8%。从根的增加数来看,其作用强
度依次为:GN14>GN23>GN22>GN39>GN45>
GN07>GN04。
值得注意的是,幼苗的鲜重与根增长率增加
率之间不成正相关性,如以菌株 GN45和 GN07
的菌丝及代谢物作为培养基添加物时,促鲜重增
加最多,但根比较短小且少,呈浅黑色,如图1。而
以菌株GN14和GN22的菌丝及代谢物为培养基
添加物时,幼苗的根增加最多且长,呈翠绿色,但
鲜重增加率不如GN45和GN07两株菌株的作用
效果。
图1菌根真菌菌丝及代谢物对独蒜兰幼苗生长的影响
Figure1Efectsofthehyphaeandtheirmetabolitesofmyc-
orhizalfungionpromotingthegermfreeseedlingofPleione
bulbocodioides.
3分析与讨论
自然界中,几乎所有的兰科植物都和真菌形
成菌根结构,兰科植物的种子非常的细小,仅含
有极少的营养储存物,在种子萌发和幼苗的早期
生长发育阶段需要与其共生的菌根真菌提供营
养物质[4](SmithandRead,1997)。C、N和P都已被
证明从菌根真菌转移到兰科植物[5,6],为植物补充
营养物质。对于不能进行光合作用的腐生兰来
说,更是离不开与其共生的菌根真菌,如天麻。据
此,提出了兰科植物存在三种营养方式,即光合
营养、菌根异养(myco-heterotrophy)和混合营养
(mixotrotrophy)[7,8],进行混合营养的兰科植物的成
年植株在进行光合作用的同时,通过与其共生的
菌根真菌扩大了它们从周围环境中获得营养物
质的能力[9,10,11],并认为混合营养是比光合营养和
菌根异养更进化的营养方式[8]。同时指出,腐生兰
科植物,其实并非腐生,而是寄生于其菌根真菌,
利用菌根真菌获取生长发育所需要的营养物质
[7]。兰科菌根真菌侵入兰科植物的营养根后,其特
征是在根皮层细胞内形成菌丝团(pelotons),菌丝
团会被宿主根细胞消解,消解的菌丝残体逐渐被
根细胞溶解和吸收,最后消失,但新的菌丝团又
会形成,从而成为一个动态平衡过程。在本研究
过程中,切片观察证明独蒜兰具有典型的菌根结
构,在皮层细胞中存在菌丝团和消解中的菌丝团
(另文发表)。菌丝团的消解在植物的生长发育中
发挥着重要的作用,一方面调节控制着菌根真菌
2- -
的浸染程度,另一方面为植物提供菌丝内含物和
代谢物,为植物的生长提供营养物质或某一种起
诱导子(elicitor)作用的化合物。现已证明,菌根真
菌培养物的水提液、醇提液和乙酸乙酯的萃取部
分均能促进兰科植物的种子萌发、原球茎以及幼
苗的生长[12,13,14]。
目前,已从兰科菌根真菌的菌丝或发酵液中
成功检测到植物激素赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(I-
AA)、脱落酸 (ABA)、玉米素 (Z)、玉米素核苷
(ZR)以及维生素B1、B2、B6、Bc(叶酸)等[15,16,17]。维
生素和激素对兰科植物的生长发育起着重要的作
用,但并非所有的必需维生素兰科植物都能自身
合成,如B6,而B6对兰花的种子萌发和苗的生长
具有很好的促进作用[17]。维生素类化合物在植物
细胞里主要是以各种辅酶的形式参与多项代谢活
动,促进植物的生长与分化。在本研究条件下,供
试菌株的菌丝和代谢物都不同程度地促进独蒜兰
幼苗的生长,但鲜重的增长率与根的增加率之间
没有正相关性。据此,这些菌株极有可能以各自代
谢产生某一种或几种不同的激素或维生素、以不
同的机理促进幼苗生长,但具体产生什么激素或
维生素还有待于进一步的研究证实。如GN07与
GN45对促进鲜重的增长率较高,但根的增加率
低且较短,很可能是因为该两株菌株主要产生促
进植物生长的物质,而GN14与 GN22主要产生
促进根的分化与生长的激素。
从应用前景来看,如无菌苗要移植大棚或自
然条件下继续生长,结合鲜重和根增长率两个因
素,虽然GN14菌株制备的诱导子的促生作用稍
低于GN07和GN45,由于前者不但能明显促进鲜
重的增加,而且还能明显促进根的形成与生长,这
有利于营养的吸收,故应选择GN14菌株。
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