全 文 ：园　艺　学　报　1999 , 26(2):110～ 115
Acta Horticulturae Sinica
　收稿日期:1998-09-03;修回日期:1999-01-25。
＊国家自然科学基金资助项目 (编号:39370601)。
三种内生真菌与大花蕙兰共生对矿质营养吸
收的影响＊
赵杨景　郭顺星　高薇薇　杜淑燕
(中国医学科学院 、 中国协和医科大学药用植物研究所 , 北京 100094)
提　要　以从兰科植物分离出的内生真菌与大花蕙兰接种 , 均能形成菌根 , 其中 GC941
和GC945 两种菌只侵染根的表皮细胞 , 在细胞内呈菌丝结结构 , 而 GC943 菌在侵染前期同前
两种真菌 , 后期菌丝可部分侵染皮层细胞 , 并呈疏松的分枝状结构。 3种内生真菌可使幼苗茎
叶干重比增施矿质营养但不接种真菌的处理 (CK2)提高 173.2 %～ 250.1 %, 并对植株吸收
N、 P、 K养分有促进作用 , 其中 GC945 菌使幼苗吸收 N 和 K 的量比 CK2 处理分别提高了
175.7 %和 97.5 %;GC943 菌使植株对P 的吸收量比 CK2 处理提高了 7倍。此结果可为研制兰
花专用基质提供参考。
关键词　大花蕙兰;真菌;共生;N、 P、 K
兰科植物在它整个生长阶段与土壤中分布的真菌存在着典型的共生关系。自 19世纪
以来 , 兰花研究者对真菌在兰科植物发育过程中的各种营养作用及生态条件的调控等方面
给予了广泛的关注 , 并取得了很好的研究进展。但研究工作偏重于共生真菌的类型及形态
方面 , 而且多是研究兰科种子萌发与真菌的关系 , 对其成年植株与真菌共生的机理 , 如共
生营养机制等报道甚少。60年代 , 随着组织培养繁殖而兴起的 “兰花工业” , 解决了兰花
的快速繁殖 , 但不少兰花品种从试管苗到人工栽培 , 使之形成商品仍存在着诸多问题。其
中幼苗生长缓慢 , 成年苗不易开花问题更为突出 。作者以组培的大花蕙兰幼苗为研究对
象 , 人工接种不同内生真菌 , 探讨它们之间的共生关系 , 着重研究了真菌对植株吸收营养
三要素的影响 , 为研制兰花专用基质提供科学依据和思路 。
1　材料与方法
1.1 　材料
供试的大花蕙兰 (Cymbidium sp.)幼苗和基质由北京中山公园提供。幼苗为出瓶后 1
个月的组培苗。基质是特制的不透水泥粒 。供试真菌由本所真菌室提供 , 其中 GC941号
菌 (名称待鉴定)、 GC945 号菌 (Mycena anoectochila)〔1〕分离自开唇兰 (Anoectochiluro
xburghit);GC943号菌 (Mycena orchidicola)〔2〕分离自墨兰 (Cymbidium sinense)。3种真菌都
用山毛榉科 (Fagaceae)植物的树叶培养成二级菌种备用。供试树叶灭菌后供试验用 。
1.2 　方法
1.2.1 　大花蕙兰与真菌的共生试验　设 5 个处理 , 培养基质均为泥粒和山毛榉树叶。
CK1不浇营养液也不接菌;CK2 只浇营养液但不接菌;处理 1浇营养液并接 GC941号菌;
处理 3浇营养液并接GC943号菌;处理 5浇营养液并接GC945号菌 (以下简称1 , 3 , 5号
菌)。每处理重复 4次 。
将树叶和泥粒经高压消毒 1 h备用 。大花蕙兰幼苗的根经清水洗后在 5%的次氯酸钠
溶液中浸泡10 min , 再用去离子水冲洗 2遍。培养钵 (塑料盆 , 容积150 mL)用消毒洗涤
剂洗净后再用去离子水冲洗 2遍 。将等量的 3种真菌分别与供试树叶混匀放入钵底 , 把两
株大花蕙兰浅埋其中 , 上面复盖泥粒至钵面 , 浇去离子水约 20 mL , 将幼苗放入光照培养
箱培养 , 温度 23℃, 光照每日 10 h , 光强 1 400 lx。试验始于 1997年 1月 28 日 , 同年 3
月31日和 6月 7日分别采各处理植株的幼根 , 以石蜡切片 , 光电显微镜方法〔3〕观察共生
状况 。
1.2.2 　三种真菌对植株吸收 N 、 P 、 K影响的试验　大花蕙兰定植后的第一周隔日浇去离
子水 1次 , 每次 20 mL , 后于 1997年2月 4日 、 23日和 3月 4日各浇营养液 1次 , 每次20
mL。营养液配方 (μg/g):NH4-N 40.0 , NO3-N 60.0 , P 28.0 , K 150.0 , Ca 85.0 , Mg
20.0 , Fe 1.1 , Mn 0.9 , B 0.003 , Cu 0.002 , Zn 0.006 。以后直至同年 6月 7日均浇去
离子水 , 隔日 1次 , 每次 20 mL。6月 7日取植株样品 , 每处理 6株。用清水洗净 , 再用
去离子水冲洗两次 , 用滤纸吸干 , 放进烘干箱内在 30℃下烘至恒重 , 称干重并按常规法
测定全N 、 全 P和全K含量。NH4-N用同位素N 〔(N H4)2 SO4〕 标记 , 丰度为 5.17 %。
2　结果
2.1 　三种真菌与大花蕙兰幼苗的共生特点
由表 1的结果可知:3种真菌都能侵染大花蕙兰的幼根而形成菌根 , 但其共生特点各
异。首先表现在侵染的速度不同 ,接种后2个月时 ,3号菌处理的植株菌根的表皮细胞已
表 1　三种内生真菌对大花蕙兰幼根的侵染
Table 1　Penetration of endophytic fungi in roots of Cymbidium sp.
采样时间
Time
处理
Treatment
侵染部位
Location of infection
分布范围
Scope of dist ribution
菌丝结构
Structure of mycelia
1997.03.31 1＊ 表皮细胞 零星分布 , 细胞间隙 菌丝结
Cuticular cells Scattering distribution , in cell intervals Mycelium knot
3＊ 表皮细胞 广布且充满细胞内 菌丝结
Cuticular cells Wide spread distribution and full in cells Mycelium knot
5＊ 表皮细胞 局部分布 , 细胞间隙和细胞内 菌丝结
Cuticular cells Partial dist ribution , in cell intervals or in cells Mycelium knot
1997.06.07 1＊ 表皮细胞 广布且充满细胞内 菌丝结
Cuticular cells Wide spread distribution and full in cells Mycelium knot
3＊ 表皮和皮层细胞 在表皮细胞广布 , 皮层细胞内局布。 菌丝结 (表皮细胞),
Cuticular and Wide spread distribution in cuticular cells , 分枝状 (皮层细胞)
cortical cells partial distribution in cortical cells Mycelium knot (in cuticular cells)
loose mycelium(in cortical cells)
5＊ 表皮细胞 广布且充满细胞内 菌丝结
Cuticular cells Wide spread distribution and full in cells Mycelium knot
　　＊同图 1。 　　＊As in fig.1.
1112 期 　　　　　　赵杨景等:三种内生真菌与大花蕙兰共生对矿质营养吸收的影响　　　　　　　
被广泛侵染 , 并且细胞内充满了菌丝结 (图版 , 2);而 5号菌处理的幼根细胞被该菌侵染
的广泛性和表皮细胞内的菌丝量都比 3号菌差 , 并且有部分菌丝仅分布在细胞间隙;1号
菌处理的幼根只有少数表皮细胞被该菌侵染(图版 , 1)。至接种后4个月时 , 5号菌和1
号菌才广布并充满菌根表皮细胞 (图版 ,
3)。其次 , 3种内生真菌在幼根初生组织
中分布的部位不同 , 1 号菌和 5 号菌只分
布在根的表皮细胞 , 而 3号菌随着时间的
推移 , 菌丝体由表皮细胞逐渐向皮层细胞
扩展 , 直至中柱外 , 但在皮层细胞中的分
布不如在表皮细胞中广泛 。第三 , 菌丝体
的结构不同 , 在表皮细胞中 , 1 、 3 、 5 号
菌丝体均是紧密缠绕的菌丝结 , 而 3号菌
在皮层细胞内菌丝体成为疏松的分枝状结
构 (图版 , 4)。在未接种的 CK1 和 CK2 处
理的幼根细胞内未发现任何菌侵染 。
2.2 　内生真菌对幼苗干重的影响
图1说明 , 附生的大花蕙兰 , 其根具
有一定的吸收养分的能力 , 增施养分
(CK2处理)可提高植株干重 , 如在此基础
上再接种供试的 3种内生真菌 , 都能更大
幅度提高植株的干重 , 其中茎叶干重增长
率高于根 , 不同真菌处理之间有明显差异 ,
促进幼苗干重增加的作用由大到小的顺序
是5号菌 , 3号菌 , 1号菌 。
图 1　3种内生真菌对大花蕙兰幼苗干重的影响
CK1:不浇营养液 , 不接菌。 CK 2:浇营养液 , 不接菌。
1:浇营养液 , 接 GC941号菌。 3:浇营养液 ,
接GC943号菌。5:浇营养液 , 接GC945号菌。
Fig.1　The effect of endophytic fungi on the dry
weight of Cymbidium sp.seedl ings
CK1:No supplying mineal nutrit ion and no inoculating.
CK 2:Supplying mineral nutrition and no inoculating.
1:Supplying mineral nutrition and inoculating with GC941
3:Supplying mineral nutrition and inoculating with GC943
5:Supplying mineral nutrition and inoculating with GC945
2.3 　内生真菌对大花蕙兰吸收 N、 P 、 K元素的影响
2.3.1 　对吸收不同形态N的影响　由表 2可知:无论接菌与否 , 大花蕙兰吸收营养液中
的NO3-N量大大超过吸收NH4-N的量 。幼苗接种1 、3 、5号菌后 , 植株的全N量都明显提
表 2　大花蕙兰对营养液中的 NH4-N和 NO3-N 的吸收
Table 2　NH4-N and NO3-N uptake by Cymbidium.sp (mg/ plant)
处理
Treatment
植株全 N量
Total N
根
Roots
茎 叶
Stems and Leaves
总量
Total
NH4-N吸收量
Uptake of NH4-N (Ndff)
根
Roots
茎 叶
Stems and Leave
NO3-N吸收量
Uptake of NO3-N
根
Roots
茎叶
Stems and Leave
全N净增量＊＊
Increment of total N ＊＊
根
Roots
茎 叶
Stems and Leave
CK1
＊ 0.20 0.42 0.62 ─ ─ ─ ─ ─ ─
CK2
＊ 0.37 1.03 1.40 0.015 0.024 0.15 0.59 ─ ─
1＊ 0.46 1.71 2.17 0.013 0.017 0.25 1.27 0.09 0.68
3＊ 0.72 2.88 2.60 0.015 0.032 0.51 2.43 0.35 1.85
5＊ 0.63 3.23 3.86 0.020 0.023 0.41 2.73 0.26 2.20
　　＊同图 1。 ＊＊净增量是与CK 2处理比较增加的量。
＊As in fig.1 .＊＊The increment as compared to CK2.
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高 , 而这种作用主要表现在促进对 NO3-N 的吸收 , 对 NH4-N的吸收无促进作用 。与 CK2
处理比较 , 全N净增量由大到小的排列顺序是 5号菌 (提高了 175.7 %), 3 号菌 (提高
了 157.1 %), 1号菌 (提高了55.0 %)。
2.3.2 　对吸收 P和K的影响　表 3说明:施用 P 、 K元素可使大花蕙兰植株的全P 、 全K
含量以及相对应的吸收量明显增加 , 而接种后效果更为显著 , 但不同菌种所起的作用大小
不一。从净吸收量可知 , 对于 P 元素而言 , 3号菌的促进作用最大 , 比 CK2处理提高了约
7倍 , 其次是 5号菌处理 , 比 CK2 处理提高了 4倍 , 1号菌的作用较弱 , 仅提高 1 倍多。
对于 K 元素 , 5 号菌处理的净吸收量比 CK2 处理提高了 97.5 %, 1 号菌处理提高了
74.5 %, 3号菌处理提高了 60.2 %。
表 3　大花蕙兰对 P和 K元素的吸收
Table 3　P and K uptake by Cymbidium.sp
处理
Treatment
植株全 P含量
Content of total P (%)
根
Roots
茎 叶
Stems and
Leave
全P 吸收量
Uptake of total P (mg/ plant)
根
Roots
茎叶
Stems and
Leaves
总 量
Total
植株全 K含量
Content of total K (%)
根
Roots
茎叶
Stems and
Leave
全K 吸收量
Uptake of total K (mg/ plant)
根
Roots
茎叶
Stems and
Leaves
总 量
Total
CK1
＊ 0.102 6 0.084 7 0.022 0.037 0.059 4.500 0 3.928 8 0.95 1.74 2.69
CK2
＊ 0.151 5 0.100 4 0.037 0.053 0.090 6.591 8 6.922 4 1.59 3.67 5.26
1＊ 0.108 7 0.199 2 0.037 0.180 0.217 5.026 1 8.177 4 1.69 7.49 9.18
(0.127) (3.92)
3＊ 0.407 0 0.608 3 0.160 0.590 0.750 5.177 5 6.633 3 1.98 6.45 8.43
(0.66) (3.17)
5＊ 0.140 1 0.294 7 0.058 0.390 0.448 5.987 3 8.059 0 2.47 10.66 13.13
(0.358) (7.87)
　　＊同图 1。括号内的数字是 1 , 3 , 5处理比 CK2 处理的净增量 , 可视为处理后植株从营养液中吸收的量。
＊As in fig.1 .The numerals in brackets are the increments of the treatment 1 , 3 and 5 as compared to CK2.They can be consid-
ered as the increased amounts absorbed by the treated plants.
3　讨论
3.1 　自然条件下 , 多数兰科植物可以和真菌形成内生菌根并维持着一定的共生关系 , 这
些共生菌广泛分布于土壤中 , 而且各种菌的生态分布与该菌的栖息地有关 , 而不由寄主决
定。所以确定分离的真菌是否为共生菌 , Warcup〔4〕认为需具备两个条件:一是该菌必须是
从植物细胞中分离的;二是将该菌回接与植物观察其是否共生 。从 3种真菌与大花蕙兰的
共生试验可知 , 尽管这 3种真菌不是从大花蕙兰中分离得到的 , 但它来源于其它兰科植物
根细胞 , 而且能侵染大花蕙兰幼根形成内生菌根并维持一定的共生关系 , 因此从广义角度
可将这3种真菌作为大花蕙兰的共生菌。
3.2　本试验结果表明 , 具有一定自养能力的附生型兰花 , 如有适宜的真菌与之共生 , 可
加速生长 , 其主要原因就是共生菌能极显著地提高其对矿质养分的吸收和干物质的累积。
因此通过对生长缓慢的兰花组培幼苗与来源于兰科植物的真菌进行广泛交叉试验 , 筛选出
适宜的共生真菌作为该兰花的培养基质 , 是促进组培兰花商品化生产的有效途径。
3.3 　大花蕙兰与供试的 3种真菌都可形成共生菌根的结果说明 , 某种兰科植物可以和几
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种或一类真菌共生 , 但不同真菌对其营养作用差异很大 , 造成这种差异的因素似乎与真菌
对细胞侵染的部位 、 范围以及菌丝结构等关系不大 , 而在于真菌自身对矿质元素的反应。
如5号菌和 1号菌在植株根细胞中侵染的部位 、 范围及菌丝体结构均相同 , 但前者对促进
幼苗吸收N 、 P 元素的作用大大超过后者 。其有关作用机制仍有待深入研究。
从3种真菌对植株干重和吸收 N 、 P 、 K营养元素的影响分析 , 供试真菌对植株干重
的增重作用主要表现在茎叶的增重上 , 而且作用的大小首先与该共生菌对促进幼苗吸收 N
素的作用有密切的相关性 , 其次是 P , 最后是K 。这一现象与三要素的营养生理一致。由
于5号菌促进植株吸收N 、 K在 3种真菌中排位第一 , 促进吸收 P 排位第二 , 所以它是供
试真菌中营养作用最佳的共生菌。
参 考 文 献
1　Shun xing Guo , Li Fan.Mycena anoectochila sp.Nov.isolated from mycorrhizal roots of Anoectochi lus Roxburghii from Xishuang-
banna , China Mycologia , 1997, 89(6):952～ 954
2　范　黎 , 郭顺星.墨兰共生真菌一新种的分离 、 培养 、 鉴定及其生物活性.真菌学报 , 1996 , 15 (4):251～ 255
3　郭顺星 , 徐锦堂 , 肖培根.蜜环菌隔膜发育的超微结构研究.中国医学科学院学报, 1996 , 18 (5):363～ 369
4　Warcup J H , Talbot P H B.Perfect states of rhizoctonias associated with orchids.New Phytol , 1967, 66:631～ 641
The Symbiosis of Three Endophytic Fungi with Cymbidium sp.and Its
Effects on the Mineral Nutrition Absorption
Zhao Yangjing , Guo Shunxing , Gao Weiwei , and Du shuyan
(Institute of Medicinal Plant Development , Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College ,
Beijing 100094)
Abstract　Three endophytic fungi isolated from plant roots (Orchidaceae)have success fully
been inoculated into Cymbidium sp.and formed mycorrhiza.Strain GC941 and GC945 penetrated
only in the cuticular cells of roots in the form of mycelial knot , but strain GC943 was able to invade
the cortical and exist in the form of loose mycelia at the later stage of infection.The experimental re-
sults revealed that the three strains enhanced the dry weight of Cymbidium sp.And the weight of
seedlings is 173.2 %-250.1 %, compared with control (CK2)during fungal symbiosis with plant
roots.The strains were also conducive to the absorption of N , P andK elements in plants.The effect
of strain GC945 treatment is up to 275.7 % (N)and 197.5 % (K), compared with CK2 strain
GC943 achieved 7 times P element absorption more than control (CK2).All the information will be
beneficial to the development of special orchid fertilizer.
Key words　Cymbidium sp.;Endophytic fungi;Symbiosis;N , P and K
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图版说明　1.大花蕙兰接种 1号菌 2个月时 , 幼根表皮细胞被该菌侵染的状况 ×20;2.大花蕙兰接种 3号菌 2个
月时 , 幼根表皮细胞被该菌侵染的状况 ×20;3.大花蕙兰接种 5号菌 4个月时 , 幼根表皮细胞被该菌侵染的状况
×40;4.大花蕙兰接种 3号菌 4个月时 , 幼根皮层细胞内菌丝体为疏松的分枝状结构 ×40。
Explanation of plates　1.Infection in cuticular cells by GC941 , 2 months af ter inoculation (×20);2.Infection in cuticular
cells by GC943 , 2months after inoculation (×20);3.Infection in cuticular cells by GC945, 4 months after inoculation (×40);
4.Showing loose and ramified mycelium in cortical cells by GC943 , 4 months after inoculation(×40).
第四届全国青年农业科学学术年会将于今年召开
中国农学会青年工作委员会拟于 1999 年 8月下旬在北京召开第四届全国青年农业科学学术年会 , 同
时举办留学人员农业科技研讨会。
举办青年农业科学学术年会的宗旨是紧跟国际农业科技发展中的主流趋势 , 密切结合我国农业科
技 、 农村经济和社会发展中的重大问题 , 为青年专家学者提供高层次 、 综合性 、 大规模的学术交流机会
和舞台 , 并为进一步加强青年农业科技工作者的交流和合作创造条件。届时科技部 、 教育部 、 农业部 、
外专局将邀请 30 多位取得重大成就的海外留学人员回国 , 与青年科技工作者和国家主管领导一起交流
和研讨。
本届年会征文和交流内容:学科发展前沿问题;国内外发展趋势;我国的研究成果及应用开发情
况;研究 、 开发的重点和难点;基础科学研究的重大成果;对21 世纪农业可持续发展的探讨和展望。选
题范围:①21 世纪中国农业发展战略;②农业生物技术;③农业信息技术;④动植物新品种选育研究与
技术;⑤农业资源高效利用与环境治理研究及技术;⑥现代集约化种养技术研究;⑦农业灾害综合防治
(包括自然灾害 、 生物灾害)技术研究;⑧农业产后减损增值技术研究;⑨农业工程与机械化;⑩其他
有关方面的内容。
会议将设分会场开展交流研讨。希望广大青年农业科技工作者积极参加 , 踊跃投稿。
(中国农学会)
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