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印度块菌和思茅松菌根合成的研究



全 文 :文章编号:1001 - 4829(2015)01 - 0329 - 04 DOI:10. 16213 / j. cnki. scjas. 2015. 01. 061
收稿日期:2014 - 03 - 30
基金项目:云南省热带作物科技创新体系建设专项资金
(RF2014-19);云南省应用基础研究计划项目(2013FZ168);景
洪市科技三项费项目(2013. 46);西双版纳州科技项目
(YX201204)
作者简介:张春霞(1981 -),女,山西人,硕士,助理研究员,主
要从事食用菌栽培及外生菌根研究,E-mail:zhangchunxia7084@
163. com。
印度块菌和思茅松菌根合成的研究
张春霞,何明霞,高 锋,刘 静,曹 旸,许欣景,王文兵,王 云
(云南省热带作物科学研究所,云南 景洪 666100)
摘 要:在天然思茅松林下,尚未发现印度块菌的生长。在温室条件下,用印度块菌孢子悬浮液对思茅松和云南松树苗进行菌根
接种试验,接种 5 个月印度块菌和思茅松、云南松均可以形成典型的块菌外生菌根。形成的外生菌根呈二叉分枝状或单支棒状,
初为浅褐色,后变为黑褐色;菌丝套及外延菌丝结构明显,菌丝套内部迷宫状,外延菌丝直角分支;哈蒂氏网明显。同时,在含有自
然石灰土和腐殖质的基质 1 中,思茅松的菌根感染率为 100 %。在 pH值 6. 5、7. 0、7. 5 的条件下,印度块菌均能侵染思茅松,且菌
根感染率均为 100 %。本研究为印度块菌的培养提供了一种新方法。
关键词:印度块菌;思茅松;菌根合成;人工接种
中图分类号:S646 文献标识码:A
Study on Mycorrhizal Synthesis of Tuber indicum
with Pinus kesiya var. langbianensis
ZHANG Chun-xia,HE Ming-xia,GAO Feng,LIU Jing,CAO Yang,XU Xin-jing,WANG Wen-bing,WANG Yun
(Yunnan Tropical Crops Research Institute,Yunnan Jinghong 666100,China)
Abstract:Pinus kesiya var. langbianensis is not a natural host plant,but it can be mycorrhized by Tuber indicum under greenhouse condi-
tions. The seedlings of P. kesiya var. langbianensis and P. yunnanensis could get mycorrhizal synthesis with Tuber indicum after inoculating
5 months. The ectomycorrhizae,binary branching or single rod,was light brown at first and became dark brown later. The mantle and ema-
nating hyphae were obvious,and the inner of mantle was like a maze,and emanating hyphae had right branch. The hartig net was obvious.
The matrixes 1 which included lime-stone soil and organic matters produced more mycorrhgizal formation,and the seedlings of P. kesiya var.
langbianensis and P. yunnanensis were mycorrhized by 100 % . The mycorrhizal synthesis also could be got at the pH value of 6. 5,7. 0 and
7. 5 and the infection rate was 100 % . The results of this research have opened a new way to cultivation of T. indicum.
Key words:Tuber indicum;Pinus kesiya var. langbianensis;Mycorrhizal synthesis;Artificial inoculation
印度块菌(Tuber indicum Cooke & Massee),属
于子囊菌纲 Ascomycetes,块菌科 Tuberaceae,块菌属
Tuber的大型真菌。成熟时香味浓郁,是一种经济和
食用价值都较高的名贵菌根食用菌,在国内外食用
菌市场上都有重要的地位[1]。由于其市场价格高,
市场需求日益增强,导致人们超强度采挖,使其资源
也日益减少,供需矛盾突出。因此块菌的人工栽培
研究一直是人们热衷的方向。
印度块菌同其它名贵食用菌,如松茸(Tricholo-
ma matsutake)、美味牛肝菌(Boletus edulis)及鸡油
菌(Cantharellus cibarius)等一样,都属于营共生生活
的菌根真菌,在它们的生活史中其菌丝体必须与适
合的树木营养根生长在一起,形成一种特殊的共生
体———菌根,之后才能进一步发展并长出子实体,完
成生活史,没有完成这一过程,子实体无法形成[2]。
外生菌根对林木具有:扩大根系的吸收面;增加林木
的抗逆性等功能,能使苗木茁壮成长,提高造林成活
率,促进林木生长,对林业的发展起着十分重要的作
用[3 ~ 4]。在云南、四川的野生印度块菌常与云南松
(Pinus yunnanensis)、华山松(Pinus armandii)、滇油
杉 (Keteleeria evelyniana)和 锥 连 栎 (Quercus
franchetii)等植物形成外生菌根[5]。所以,印度块菌
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2015 年 28 卷 1 期
Vol. 28 No. 1
西 南 农 业 学 报
Southwest China Journal of Agricultural Sciences
的分布范围大致和这些树种的分布范围是一致的。
思茅松(Pinus kesiya var. langbianensis)是和云南松
很近似的树种,是云南普洱及周边地区的乡土树种,
它具有速生、丰产、适应性强等特点,也是普洱的主
要用材树种和采脂树种,其经济价值极高[6]。但
是,迄今还没有在思茅松林下找到印度块菌。用思
茅松作为印度块菌的共生树种进行菌根合成研究也
未见过报道。笔者于 2011 年至 2012 年用思茅松做
共生树种和印度块菌进行菌根合成的试验,并用云
南松作为对照,探讨形成菌根苗的基质等条件,以及
印度块菌和思茅松、云南松的共生的契合能力。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 供试菌种 来自印度块菌成熟子实体,印度
块菌购自四川攀枝花块菌市场。
1. 1. 2 供试树种 思茅松(P. kesiya var. langbi-
anensis)和云南松(P. yunnanensis Faranch)种子购
自云南省种苗站。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 接种菌种 取印度块菌子囊果用清水刷洗
干净,75 %酒精表面消毒,削去表皮,切成碎片,加
入无菌水用搅拌机搅拌,配成浓度为 6 × 106 的孢子
悬浮液,待用。
1. 2. 2 无菌苗培养 组培瓶底铺一层滤纸,用自来
水浸湿,封口膜封好。放置高压锅灭菌,待用。种子
用自来水冲洗 1 h,30 % H2O2 浸泡 15 min,同时不
断摇动,然后用无菌水清洗干净,放入组培瓶里。26
℃黑暗培养。每天检测 2 次,剔除污染的种子。珍
珠岩用水预湿后 121 ℃高压灭菌。装入花盆(直径
30 cm,高 27 cm),移入萌发的思茅松种子,温室自
然条件下育苗。育苗基质经 121 ℃高压灭菌 2 h,装
入花盆(直径 15 cm,高 12 cm),待思茅松长至 3 ~ 5
根侧根时移栽到各基质的花盆中,每盆 1 株。
1. 2. 3 接种 待思茅松或云南松长出侧根 5 ~ 6
条,每条小根有吸收小根时,将孢子悬浮液分别接种
至思茅松和云南松根系,每盆接种 10 mL。
1. 2. 4 试验设计 (1)不同栽培基质:设基质 1 和
基质 2 两个处理,基质 1:腐殖质(鸡粪)∶石灰土∶蛭
石 = 3∶ 5∶ 6(v /v /v),基质 2:生红土∶河沙∶粉末状的
椰子树皮 = 2∶ 2∶ 1(w /w /w);pH值 7. 0,以思茅松为
树种,每处理接种 10 盆。
(2)不同树种:设云南松和思茅松两个处理,pH
值 7. 0,选用基质 1,每处理接种 10 盆,以不接种为
对照。
(3)不同 pH:选用基质 1,以思茅松为树种,pH
值用石灰或草炭调成 6. 5、7. 0、7. 5 三个处理,每处
理接种 10 盆。
1. 2. 5 菌根合成结果和苗木生长的调查 所有试
验在云南省热带作物科学研究所大棚温室内进行,
自然光照,温度 25 ~ 28 ℃。苗木接种 5 个月后调
查,每个处理逐一检查,从花盆中小心取出苗木,稍
加清洗,先检查有无菌根形成,有菌根形成的进行冷
冻切片,然后在 40 倍 Leica 显微镜下观察菌根的形
态结构。接种 8 个月后测量思茅松和云南松的株高
和冠径,并用 DPSv6. 05 统计软件进行分析。
1. 2. 6 菌根分子检测 取印度块菌接种思茅松 8
个月后形成的菌根 5 ~ 10 个,在体视镜下用毛刷刷
掉泥土清洗干净,用 Qiagen 公司植物微量 DNA 提
取试剂盒(DNeasy Plant Mini Kit)提取 DNA,通过
ITS 序列分析方法鉴定菌根上的真菌,ITS 序列 PCR
扩增引物为 ITS1 (5’-ATCCGTAGGTGAACCTGCGG-
3’)和 ITS4 (5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’),
扩增片段经纯化后测序,测序结果与接种用的印度
块菌 ITS序列比较,以确定形成菌根菌的是否为印
度块菌。
2 结果与分析
2. 1 外生菌根形态特征
试验结果表明,在温室条件下,不同基质中,接
种 5 个月后,印度块菌可和思茅松形成典型的块菌
外生菌根。外生菌根二叉分支状或单支棒状,膨大,
初为浅褐色(图 1),后期为黑褐色;菌丝套及外延菌
丝结构明显(图 2),菌丝套内部迷宫状(图 3),有外
延菌丝,外延菌丝有直角分枝(图 4);哈蒂氏网明显
(图 5)。而且发现很有趣的一个现象,印度块菌的
菌丝紧密地缠绕在在思茅松的根毛上,这种菌丝感
染根毛的特殊现象以前没有报道过(图 6)。在同样
条件下,印度块菌和云南松也形成了典型的块菌菌
根(图 7)。
图 1 印度块菌与思茅松形成菌根
Fig. 1 P. kesiya var. langbianensis mycorrhized by Tuber indicum
033 西 南 农 业 学 报 28 卷
图 2 菌丝套及外延菌丝
Fig. 2 Mantle and emanating hyphae
图 3 菌丝套内部结构迷宫状
Fig. 3 The inner of mantle like a maze
图 4 外延菌丝直角分枝
Fig. 4 Right branching emanating hyphae
2. 2 不同栽培基质对形成菌根的影响
试验结果表明,在温室条件下,接种 5 个月后,
印度块菌对思茅松在基质 1 中的菌根感染率为 100
%,在基质 2 中的菌根感染率为 50 %。
2. 3 印度块菌对不同树种苗木的感染情况
2. 3. 1 印度块菌与苗木形成菌根情况 在基质 1
中,思茅松与云南松均能与印度块菌形成典型的块
菌菌根,菌根感染率均为 100 %;对照无菌根形成。
2. 3. 2 印度块菌对苗木生长的影响 接种与不接
种印度块菌的思茅松株高平均值分别为 23. 06、11.
25 cm;冠径平均值分别为 10. 16、4. 16 cm;经
student t检验法分析,接种与不接种印度块菌的思
茅松株高和冠径均有显著差异(P = 0. 0001)。印度
块菌能显著促进思茅松的生长。
图 5 哈蒂氏网
Fig. 5 Hartig net
图 6 根毛上有菌丝缠绕
Fig. 6 Root hairs winded by T. indicum hyphae
图 7 云南松与印度块菌形成菌根,示菌丝套
Fig. 7 P. yunnanensis mycorrhized by Tuber indicum,showing the
mantle
接种与不接种印度块菌的云南松株高平均值分
别为 12. 50、6. 18 cm;冠径平均值分别为 9. 57、4. 50
cm;经 t检验法分析,接种与不接种印度块菌的云南
松株高和冠径均有显著差异(P = 0. 0001)。印度块
菌能显著促进云南松的生长。
2. 4 不同 pH值的基质对印度块菌的侵染影响
不同 pH 值的基质对印度块菌的侵染结果表
明,在 pH值 6. 5、7. 0、7. 5 的条件下,印度块菌对思
茅松均可形成侵染,菌根感染率均为 100 %。
2. 5 菌根分子检测
PCR 扩增结果见图 8,结果表明,接种用印度块
菌、菌根样品 1 和菌根样品 2 均能扩增得到 750 bp
左右的条带。通过测序表明,与思茅松形成菌根的
1331 期 张春霞等:印度块菌和思茅松菌根合成的研究
2000 bp
1000 bp
750 bp
500 bp
250 bp
100 bp
图 8 ITS序列琼脂糖凝胶电泳检测结果
Fig. 8 The results of agarose gel electrophoresis of ITS fragments
真菌为印度块菌,ITS序列同源性为 100 %。
3 讨 论
在基质 1 和基质 2 中,印度块菌均能侵染思茅
松,形成典型的外生菌根。基质 1 菌根感染率为
100 %,基质 2 菌根感染率仅为 50 %。基质 1 含有
腐殖质(鸡粪)和石灰土,含有丰富的活性钙和有益
于块菌菌根发育的微生物,而基质 2 无论在活性钙
的含量上和有益于块菌菌根发育的微生物种群的数
量上都远不如基质 1,这可能是基质 2 的感染率较
低的原因。基质 1 可以作为将来生产思茅松块菌苗
的备选基质。
印度块菌能侵染思茅松、云南松,并形成典型的
外生菌根。胡炳福等报道印度块菌能侵染马尾松、
华山松、云南松、青冈栎、麻栎、槲栎和榛子,形成典
型的外生菌根[7 ~ 8]。柳成益等报道印度块菌能侵染
云南松、华山松和板栗,形成典型的外生菌根[9]。
张小雷等报道印度块菌能与园叶杨形成外生菌
根[10]。苏开美等报道印度块菌能与化香树形成外
生菌根[1]。这说明,印度块菌的共生树种专化性并
不强,宿主范围较广。虽然在天然环境中,思茅松下
尚无发现印度块菌,但是在人工条件下,思茅松很容
易和印度块菌合成菌根,共生的亲和力很好。这是
首次成功用思茅松作为印度块菌的寄主,合成菌根
苗的研究报道。本研究为印度块菌的人工栽培提供
了新的寄主,在思茅松天然分布地区发展块菌生产
上有重要意义。
思茅松、云南松接种印度块菌形成菌根后能促
进植物生长,而且对思茅松、云南松的株高、冠径均
有显著的促进作用。在 pH值 6. 5、7. 0、7. 5 的条件
下,印度块菌均能侵染思茅松,且菌根感染率均为
100 %。说明印度块菌生态适应范围比法国黑孢块
菌要广得多,更易于人工种植。这在进行荒山植被
恢复的工作中意义重大。
用印度块菌接种思茅松合成菌根成功,为在思
茅松地区发展印度块菌的栽培走出了第一步,但这
仅仅是开始,因为还无法生产出块菌产品,只有将菌
根苗移到合适的地方造林,并经多年精心培育长出
子实体,才能算是印度块菌半人工栽培成功。今后
还要选择适宜的地方建立思茅松印度块菌种植基
地,进一步开展林间管理等技术问题的研究探索。
印度块菌半人工接种工作中,选择适宜的接种
苗龄、接种液浓度和用量,不仅可提高菌根感染率,
还能大大减少块菌的用量,节省接种费用。筛选最
适宜的接种苗龄、接种液浓度和用量,尚待进一步研
究探索。
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(责任编辑 王家银)
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