全 文 ：第 27 卷第 4 期
2003 年 7 月 　　　
南　京　林　业　大　学　学　报　(自　然　科　学　版)
Journal of Nanjing Forest ry University(Natural Sciences Edition)　　
Vol.27 , No.4　
Jul., 2003　
不同相思根瘤菌株接种厚荚相思幼苗效应的比较
吕成群1 , 2 ,黄宝灵2 ,韦原莲2 ,叶建仁1 ,武　波2
(1.南京林业大学 ,江苏　南京　210037;2.广西大学 , 广西　南宁　530001)
摘　要:从不同立地条件的 6种相思林中采集根瘤并分离 14株根瘤菌 ,将其接种到厚荚相思幼
苗。结果表明 ,从广西本地分离的土著根瘤菌比对照菌株 L1(从中国林科院引进的外来优良
菌种)有更好的共生效应。从综合效应看 ,多数菌株接种的厚荚相思幼苗与对照相比 ,其苗高
生长量增加 4.5%～ 18.6%,地径生长量增加 2.5%～ 46.8%, 固氮酶活性提高 7.6%～
241.8%,叶绿素含量提高 11.0%～ 19.1%,叶片硝酸还原酶活性提高 3.3%～ 34.4%,叶片含
氮量提高 7.4%～ 43.8%,叶片含磷量提高 9.1%～ 72.7%,叶片含钾量提高 8.3%,叶片含钙
量提高 7.3%～ 41.5%,叶片含镁量提高 12.5%～ 25.0%,叶片含铁量提高 10%以上。
关键词:相思根瘤菌;接种;厚荚相思
中图分类号:S182　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1000-2006(2003)04-0015-04
Comparative Effects of Different Acacia Rhizobia Inoculated on
Acacia crassicarpa Seedlings
Lǜ Cheng-qun1 ,2 ,HUANG Bao-ling2 ,WEI Yuan-lian2 ,YE Jian-ren1 ,WU Bo2
(1.Nanjing Fo restry University , Nanjing 210037 , China;2.Guangxi University , Nanning 530001 , China)
Abstract:14 strains Acacia rhizobia were isolated from dif ferent Acacias g rowing different stands , and A-
cacia crassicarpa seedlings w ere inoculated w ith those Acacia rhizobia.The results showed that the indige-
nous rhizobia were better than the control L1 , the seedlings height g row th inoculated w ith Hei 1 ,Ma 6 ,Hou
5 and Zhi 1 st rains were increased 4.5%～ 18.6%more than that of the control L1 , the seedlings diameter
g row th inoculated w ith the indigenous rhizobia were increased 2.5%～ 46.8%more than that of the control
L1 except Hou 1 ,Za 2 and Tai 1 , the nit rogenase activities that inoculated wi th Zhi 4 ,Ma 5 ,Za 1 and M a 6
strains w ere increased 7.6%～ 241.8%more than that of the control L1 , the chlorophyll contents of the
seedlings inoculated w ith Zhi 1 ,Ma 5 ,Ma 3 ,Ma 6 ,Hou 1 ,Za 1 and Hou 8 were increased 11.0%～ 19.1%
more than that of the control L1 ,Nitrate reductase act ivity of seedling leaves inoculated w ith Hou 6 , Tai 1 ,
Ma 3 ,Zhi 1 ,Ma 6 and Zhi 4 were increased 3.3%～ 34.4%more than that of the control L1 , the N con-
tents of the seedling leaves inoculated w ith Za 2 ,Zhi 4 ,Hou 6 ,Hou 8 and Hei 1 w ere increased 7.4%～ 43.
8%more than that of the control L1 , the P contents of the seedling leaves inoculated w ith indigenous rhizo-
bia except Za 1 were increased 9.1%～ 72.7%more than that of the control L1 , the K contents of the
seedling leaves inoculated wi th M a 3 w ere increased 8.3%more than that of the control L1 , the Ca contents
of the seedling leaves inoculated w ith indigenous rhizobia except Hou 1 ,Hou 6 and Hou 8 were increased 7.
3%～ 41.5% more than that of the control L1 , the M g contents of the seedling leaves inoculated w ith in-
digenous rhizobia except Hou 1 ,Hou 6 ,Hou 8 and Hei 1 w ere increased 12.5%～ 25.0%more than that of
the control L1 , the Fe contents of the seedling leaves inoculated w ith Hou 1 ,Ma 5 ,Ma 6 ,Za 1 ,Za 2 and Tai
1 w ere increased more 10.0% than that of the control L1.
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收稿日期:2002-08-23　　　　修回日期:2003-01-08
基金项目:广西“十五”林业科学研究项目(林科字 2002-19)
作者简介:吕成群(1957-),男 ,广西平南人 ,广西大学林学院副教授 ,现为南京林业大学森林资源与环境学院博士生。
Key words:Acacia rhizobia;Inoculation;Acacia crassicarpa
厚荚相思(Acacia crassicarpa A.Cunn.ex Benth)原产澳大利亚 ,为热带速生豆科乔木树种 ,适应性
强 ,多生于沿海深厚沙土和粘土 ,具有固氮改土性能 ,能耐火烧和海风(含盐),其主干通直 ,为优良纸浆
和用材树种[ 1] 。1985年我国开始引种 ,经种源试验和林木改良 ,厚荚相思已在华南地区推广 ,成为我国
南方短周期工业用材林的主要造林树种之一 。但由于引种时间短 ,对厚荚相思根瘤菌的研究尚无报道。
笔者从广西不同立地条件的 6种相思林中采集根瘤并分离 25株相思根瘤菌 ,经初步筛选 ,取 13株进行
盆栽试验 ,以中国林科院采集分离的优良相思根瘤菌株为对照 ,分别接种到厚荚相思幼苗 ,以探讨广西
土著相思根瘤菌与外来优良相思根瘤菌接种到厚荚相思幼苗后苗木的生长 、结瘤及共生固氮效应 ,为进
行大面积人工接种根瘤菌提供科学依据 。
1　材料与方法
1.1　根瘤菌来源与分离
表 1　供试菌株宿主及来源
Table 1　Tested strains and their hosts and sources
菌株 宿主植物 采集地点及坡位
厚 1号 厚荚相思(A.crassicarpa) 芭蕉弄林站 、中坡
厚 5号 厚荚相思(A.crassicarpa) 芭蕉弄林站 、下坡
厚 6号 厚荚相思(A.crassicarpa) 芭蕉弄林站 、下坡
厚 8号 厚荚相思(A.crassicarpa) 芭蕉弄林站 、上坡
马 3号 马占相思(Acacia.mangium) 三塘林站 、下坡
马 5号 马占相思(A.mangium) 芭蕉弄林站 、上坡
马 6号 马占相思(A.mangium) 芭蕉弄林站 、上坡
杂 1号 杂交相思(A.mangium ×A.
au ricu li form is) 三塘林站 、中坡
杂 2号 杂交相思(A.mangium ×A.
au ricu li form is) 三塘林站 、中坡
直 1号 直干型大叶相思(St raight-
stem A.auriculi formis) 三塘林站 、中坡
直 4号 直干型大叶相思(St raight-
stem A.auriculi formis) 三塘林站 、中坡
台 1号 台湾相思(A.con fusa) 林科院、无坡地路旁
黑 1号 黑木相思(A.melano xylon) 三塘林站 、中坡
L1 相思树(Acacia) 来自中国林科院
分别从广西不同立地条件的厚荚相思 、马占相
思 、直干相思 、杂交相思 、黑木相思和台湾相思林中
采集根瘤分离根瘤菌 。挑选新鲜 、饱满 、个大的根瘤
经表面消毒后放在经过灭菌的研钵中 ,挤压根瘤破
碎 , 用接种针沾取根瘤液汁在加有刚果红的
YMA[ 2]平板上划线 ,28 ℃恒温培养至菌落出现 ,挑
选典型菌落进行纯化 、鉴定 。根瘤菌分离地点及宿
主植物见表 1。
1.2　根瘤菌的培养及苗木接种
厚荚相思种子由广西高峰林场提供 。将种子放
入 85 ℃的热水中浸泡自然冷却过夜 ,然后用 75%
酒精和 0.1%氯化汞进行表面消毒 ,在无菌条件下
28 ℃催芽 。选取发芽良好并一致的种子播于经灭
菌的盆土中。每盆保留 15株生长良好 、长势一致的
幼苗 。
根瘤菌接入 YMA 斜面于 28 ℃培养 5 d ,然后
制成菌液 ,将菌液接种到苗木根系周围。每菌株接
种5盆(5个重复)。2001年10月 5日接种 ,20 d后第 1次测定苗高和地径 ,2002年4月25日第 2次测
定苗高和地径 ,并测定叶绿素含量 、叶片(叶状柄 ,下同)营养元素 、结瘤率 、根瘤固氮酶活性等指标 ,第
2次测定的苗高 、地径值减去第 1次的苗高 、地径值为试验期间的苗高生长量和地径生长量 。
1.3　叶绿素含量 、叶片硝酸还原酶活性 、叶片营养元素含量 、根瘤菌固氮酶活性的测定
叶绿素含量参照沈伟其的混合液提取法提取叶绿素[ 3] ,按 Arnon[ 4]的计算公式计算叶绿素含量 。
叶片硝酸还原酶活性按照华东师范大学[ 5]的磺胺比色法测定。
叶片营养元素含量的测定按照《林业标准汇编(三)》[ 6]中相关方法测定全氮 、全磷 、全钾 、全镁 、全
钙 、全铁量 。
根瘤菌固氮酶活性以乙炔还原法用气相色谱仪检测乙烯的形成 。
2　结果与分析
2.1　接种不同根瘤菌对厚荚相思苗高及地径生长的影响
接种不同根瘤菌对厚荚相思幼苗高生长的影响有明显差异(表 2)。其中 ,直 1 、厚 5 、马 6 、黑 1的苗
高生长量分别比接种对照菌 L1的增加 18.6%, 11.3%, 9.6%, 4.5%, 而杂 1与对照菌 L1相当。经
方差分析 ,苗木高生长量差异达极显著水平(F =9.50＊＊>F 0.01 =3.68)。q检验表明 ,对照菌L1与杂
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南　京　林　业　大　学　学　报　(自　然　科　学　版)　　　　　　第 27 卷　第 4 期　
表 2　接种不同根瘤菌后厚荚相思幼苗的结瘤
固氮和生长状况
Table 2　Effects of nodulation and nitrogen f ixation
and growth of Acacia crassicarpa seedlings
inoculated with different rhizobia
菌株 苗高生长量/ cm
地径生长
量/mm
结瘤率
%
结瘤数
/个·株-1
固氮酶
活性＊
厚 1 13.2 0.64 100.0 5.0 150
厚 5 19.7 0.92 100.0 11.8 272
厚 6 13.4 0.97 100.0 7.0 1 140
厚 8 15.5 0.81 100.0 10.0 109
马 3 13.5 0.82 100.0 10.0 1 350
马 5 13.5 0.92 100.0 11.0 1 920
马 6 19.4 0.99 97.5 14.0 5 400
杂 1 17.7 0.85 100.0 10.0 4 740
杂 2 12.9 0.79 100.0 11.0 2 950
直 1 21.0 1.05 100.0 13.0 843
直 4 16.0 1.16 100.0 11.0 1 700
台 1 14.2 0.71 97.7 6.0 1 310
黑 1 18.5 0.94 100.0 7.5 1 170
L1 17.7 0.79 97.1 14.0 1 580
　　＊酶活指每克瘤(鲜重)每小时形成 C2H4 的量(nmol)。
2之间存在显著差异 ,与其余菌株之间的差异不显
著;土著菌株直 1与杂 2 、厚 1 、马 5 、厚 6 、马 3 、台 1 、
厚 8之间 ,厚 5与杂 2 、厚 1 、马 5 、厚 6 、马 3 、台 1之
间 ,马 6与杂 2 、厚 1 、马 5 、厚 6 、马 3之间 ,黑 1与杂
2 、厚 1之间的差异达到极显著水平;直 1与直 4 ,马
6与台 1 ,黑 1与马 5 、厚 6 、马 3 ,杂 1与杂 2之间的
差异达到显著水平。
接种不同根瘤菌对厚荚相思幼苗地径生长量的
影响有明显差异(表 2)。其中直 4 、直 1 、马 6 、厚 6 、
黑1 、马 5 、厚 5 、杂 1 、马 3 、厚 8的地径生长量分别比
接种对照菌 L1 的高 46.8%, 32.9%, 25.3%,
22.8%, 19.0%, 16.5%, 16.5%, 7.6%, 3.8%,
2.5%,而杂 2 与对照菌 L1 相等。经方差分析 ,苗
木地径生长量差异达显著水平(F =3.48＊>F 0.05
=2.54);q 检验表明 ,对照菌 L1与直 4之间存在显
著差异 ,与其余菌株间无显著差异 ,而土著菌株中也
仅在直 4与厚 1 、台 1 、杂 2 ,直 1与厚 1 之间存在显
著差异 ,其余菌株间均无显著差异 。
2.2　接种不同根瘤菌对厚荚相思幼苗结瘤及固氮
酶活性的影响
接种不同根瘤菌对厚荚相思幼苗结瘤及固氮酶活性的影响见表 2 。从表 2可以看出 ,除马 6 、台 1 、
对照菌 L1外 ,其余菌株的结瘤率均为 100%;马 6和对照菌 L1的单株结瘤数最多 ,其余的单株结瘤数
均比 L1的低;马 6 、杂 1 、杂 2 、马 5和直 4的固氮酶活分别超过对照菌 L1 241.8%, 200.0%, 86.7%,
21.5%,7.6%。
2.3　接种不同根瘤菌对厚荚相思幼苗叶绿素含量及硝酸还原酶活性的影响
图 1　不同根瘤菌接种厚荚相思幼苗的叶绿素含量
及硝酸还原酶活性
Fig.1　The chlorophy ll contents and nitrate reductase
activity of Acacia crassicarpa seedlings
inoculated with different rhizobia
用不同根瘤菌接种对厚荚相思幼苗叶绿素含量
的影响见图 1 。由图 1 可知 ,除厚 6和杂 2外 ,其余
的叶绿素含量均比对照菌 L1高。
用不同根瘤菌接种对厚荚相思幼苗叶片硝酸还
原酶活性有不同的影响(图 1),其中接种直 4 、马 6 、
直 1 、马 3 、台 1 、厚 6后 ,厚荚相思幼苗叶片硝酸还原
酶活性分别比对照菌 L1 的高 34.4%, 13.1%,
11.3%,9.8%, 9.0%和 3.3%。
2.4　接种不同根瘤菌对厚荚相思幼苗叶片元素含
量的影响
接种不同相思根瘤菌对厚荚相思幼苗叶片元素
含量的影响见表 3。由表 3可知 ,黑 1 、厚 8 、厚 6 、直
4 、杂 2的含氮量分别比接种对照菌 L1的高 43.8%,
13.2%,11.6%, 8.3%, 7.4%;除杂 1外 ,其余菌株
的叶片含磷量均比接种对照菌 L1的高 ,增加量在 9.1%～ 72.7%;叶片含钾量只有马 3比对照菌 L1高
8.3%,其余均低于对照菌 L1;除厚 1 、厚 6 、厚 8外 ,其余菌株的叶片含钙量均比接种对照菌 L1的高 ,增
幅在7.3%～ 41.5%;除厚 1 、厚 6 、厚 8 、直 4外 ,其余的叶片含镁量均比接种对照菌 L1的高 ,增幅在
12.5%～ 25.0%;有 10个菌株的叶片含铁量比接种对照菌 L1的高 ,其中增幅在 10.0%以上的有厚 1 、
马 5 、马 6 、杂 1 、杂 2 、台 1等菌株。
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　2003年　总第 106期　　　　　　　　吕成群等:不同相思根瘤菌株接种厚荚相思幼苗效应的比较
表 3　接种不同根瘤菌后厚荚相思幼苗叶片的元素含量
Table 3　Nutritive elements content of Acacia crassicarpa
seedlings leaves inoculated with different rhizobia
%
菌株 N P K Ca M g Fe
厚 1 1.08 0.14 3.20 0.36 0.16 0.010 12
厚 5 0.95 0.16 3.60 0.56 0.18 0.008 27
厚 6 1.35 0.14 3.61 0.41 0.15 0.007 50
厚 8 1.37 0.13 3.09 0.37 0.14 0.007 62
马 3 1.20 0.13 4.30 0.58 0.20 0.008 20
马 5 1.10 0.14 3.50 0.52 0.19 0.009 00
马 6 1.11 0.15 3.05 0.53 0.19 0.013 57
杂 1 1.15 0.11 3.10 0.50 0.18 0.009 10
杂 2 1.30 0.13 3.40 0.55 0.20 0.008 70
直 1 0.98 0.19 2.51 0.51 0.18 0.008 22
直 4 1.31 0.13 2.89 0.49 0.16 0.008 13
台 1 1.20 0.14 3.05 0.49 0.16 0.011 40
黑 1 1.74 0.12 2.93 0.44 0.16 0.007 34
L1 1.21 0.11 3.97 0.41 0.16 0.007 56
3　讨　论
(1)用 14株不同的根瘤菌接种到厚荚相思苗木
的结果显示 ,一些从广西本地分离的土著根瘤菌比
对照菌株 L1(从中国林科院引进的外来优良菌株)
有更好的共生效应。从综合效应看 ,可以初步选出
直1菌种为最好 ,马 6次之 。直 1的苗高生长量在
所有菌株的第 1位 ,地径生长量为第 2位 ,其接种的
结瘤率为 100%。马 6的苗高生长量和地径生长量
均为第 3位 ,其固氮酶活性最高 ,单株结瘤量最多 。
此外 ,直 1和马 6的叶绿素含量 、叶片硝酸还原酶活
性 、叶片磷 、钙 、镁 、铁含量等指标也均比对照菌
L1高 。
(2)镁是叶绿素的组成成分之一 ,铁是叶绿素合
成过程必需的元素 ,适当提高镁和铁的含量 ,有利于
提高叶绿素的含量[ 7] 。此试验中 ,厚 6菌株接种后的苗木 ,镁和铁含量均很低 ,其叶绿素的含量也很低 ,
说明了镁 、铁含量对叶绿素的影响 。叶绿素是影响植物光合作用的重要因素 ,提高植物的光合效率将有
利于植物加强共生固氮作用的碳源和能源供应以提高根瘤的共生固氮效率。因此 ,可以用叶绿素含量
来间接指示植物根瘤菌的共生有效性[ 7] 。
(3)NO-3 的还原和固氮作用是植物获取氮素的两个主要途径 ,这两个途径在植物体内的相互关系
一直受到关注 ,有的观点认为硝酸还原酶和固氮酶是一对拮抗酶[ 8] 。但在此试验结果中 ,硝酸还原酶
活性和根瘤菌固氮酶活性没有直接的关系 ,如硝酸还原酶活性高于对照菌 L1的直 1 、马 3 、台 1和厚 6 ,
它们的固氮酶活性比对照菌 L1低 ,但硝酸还原酶活性最高的直 4和马 6 ,它们的固氮酶活性也高 。因
此作者认为这两种酶之间的消长可能和代谢中间产物的调控有关 ,NO-3 的还原可作为厚荚相思获取氮
素的另一途径。根瘤菌生长对磷的要求较高 ,铁是合成豆血红蛋白所必需的元素 ,当缺少钙和镁时根瘤
菌活力显著下降[ 9] ,接种直 1和马 6菌株后 ,提高了幼苗对这几种元素的吸收和利用 。可见利用经过筛
选的土著根瘤菌接种厚荚相思苗木 ,提高根瘤菌与苗木的共生固氮效应和苗木生长量会比外来菌种有
更大的潜力。
(4)在综合效应最好的直 1和马 6菌株中 ,它们的固氮酶活性 、结瘤率和单株结瘤数也有差异 。这
表明 ,除了固氮酶活性 、结瘤率和单株结瘤数 ,根瘤中含菌组织的体积 、根瘤的寿命与含菌组织的持续时
间也会影响根瘤菌与宿主植物的共生效应[ 10] 。因此 ,在选择相思树种或种源时 ,除了考虑树种本身的
因素 ,还应考虑根瘤菌与其形成有效共生体的能力 ,筛选出能与相思树形成有效共生体能力高 、充分促
进苗木生长 、提高苗木生长量 、综合效应好的优良菌株 。
[ 参 考 文 献 ]
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(责任编辑　王国栋　郑琰炎炎)
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