全 文 ：文章编号:1000-2286(2003)05-0738-04
杨梅根瘤内生菌的回接侵染特性
范 小 明
(福建省长汀县 林业局 ,福建 龙岩 364000)
摘要:采用不同的接种方法对 1株杨梅根瘤内生菌进行了回接侵染试验。结果表明:这株根瘤内生菌对杨梅
幼根具有很强的感染能力 ,而且不同的接种方式对弗兰克氏菌回接侵染效果会产生一定的影响。菌体分批接
种 、菌龄 6～ 8 周 、苗龄 4 周 、接种量 20 mg/株(湿菌体), 能够产生高效的共生效果。
关键词:杨梅;根瘤内生菌;回接;共生固氮;接种方式
中图分类号:S667.6　　文献标识码:A
Inoculation Infectiveness of Frankia strain from Myrcia rubra
FAN Xiao-ming
(Forestry Bureau of Changting County , Fujian Province , Longyan 364000 , China)
　　Abstract:A Frankia strain from Myrica rubra was tested for inoculation in soils by different inoculated means.
The results indicated that the strain had high ability to infect the young root of Myrcia rubra when Frankia was in-
oculated in soils with proper concentration.And different inoculated means had some obvious influences on inocula-
tion efficiency of Frankia.The stain was cultured for 8 weeks , and the inoculation amount was 20 mg per seedling
with an age of 6 weeks.Higher symbiotic efficiency was obtained.
Key words:Myrica rubra;Frankia;inoculation;symbiotic nitrogen-fixing;inoculation means
杨梅(Myrica rubra),既是我国江南红壤区山地造林的先锋树种 ,又是一种能与 Frankia 放线菌共生
结瘤固氮的 、地理分布较广的 、最原始的放线菌结瘤植物[ 1 , 2] 。在自然条件下 ,杨梅易形成根瘤 ,但数量
不多 ,其生长的好坏很大程度上取决于与 Frankia 放线菌的共生效果 。所以 , 如果在育苗时 , 接种
Frankia 纯培养物 ,可促使苗木更多地结瘤 ,从而改善苗期氮素供应 ,提高苗木生长速率。多年来 ,随着
根瘤内生菌纯培养技术的发展 ,人工接种苗木技术已引起人们的广泛重视 。除了要选择优良的菌株外 ,
采取适宜的接种方式也是获得较好的回接侵染效果的措施之一 。本试验以福建西部砖红壤为基质 ,选
用杨梅根瘤内生菌纯培养菌株 ,用不同的方式接种盆栽杨梅苗 ,为确定适宜的接种用菌和接种措施提供
依据 。
1　材料与方法
1.1　供试菌株及根瘤来源
供试验接种用的杨梅根瘤内生菌菌株为 Frankia sp.FMr13 ,由福建省林业科学研究院提供 。回接
用的杨梅根取自菌株 Frankia sp.FMr13的母树 。
收稿日期:2003-06-02
基金项目:福建省自然科学基金资助项目(B993001)
作者简介:范小明(1965-),男 ,林业工程师 ,从事林木栽培技术研究。
第 25卷第 5期 江 西 农 业 大 学 学 报 Vol.25 ,No.5
2003年 10月 Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis Oct.,2003
DOI :10.13836/j.j jau.2003168
1.2　杨梅根瘤内生菌的培养
将供试菌株在 BAP 液体培养基[ 3]中预培养 1个月。离心收集菌体 ,用研磨器研磨菌体 ,并以此为
菌种接种到含 100 mL BAP 液体培养基的 250 mL三角瓶中 ,于 28 ℃恒温静置培养。然后根据试验培养
要求 ,离心收集菌体 ,用灭菌的组织研磨器研磨后制成所需的菌悬液供苗木接种用。
1.3　侵染苗木培养
选成熟杨梅种子 ,用 0.5%的高锰酸钾溶液进行表面灭菌 , 然后用无菌水冲洗干净 ,播种于装有经
121 ℃灭菌的珍珠岩的容器中 。待苗木长至高为 3 ～ 4 cm 、根长约 2 cm 时移至装有灭过菌的混合基质
(红壤∶稻壳碳=5∶1)的塑料容器袋 ,每个塑料容器袋移 1株苗。于温室光照培养 ,以 Sideria-Young 营养
液[ 4]浇灌 ,2周 1次。
1.4　接种方法
1.4.1　接种量的选择　选培养 60 d 的根瘤内生菌培养物 ,采用含 5 ,10 ,15 , 20 , 30(湿菌体)mg/株方式
接种。将苗高为 8 ～ 10 cm的无性系苗根部浸入制备的菌悬液中 1 h ,之后移植到经过高温灭菌的红壤
和稻壳碳相混合的基质中 ,6个月后检查结瘤情况 。对照以加等量无菌水处理 。
1.4.2　菌龄的选择　选分别培养 15 、30 、60 、90 d的菌体 ,制成一定菌体细胞浓度的菌悬液 ,将苗高为 8
～ 10 cm的幼苗根部浸入制备的菌悬液中 1 h 后 ,移植到经过高温灭菌的红壤混合基质中 ,接种量为
10 mg/株(湿菌体),6个月后检查结瘤情况。
1.4.3　苗龄的选择　取苗高分别为 3 ～ 5 cm 、8 ～ 10 cm、12 ～ 15 cm 、25 ～ 30 cm 的苗木 ,根部浸泡在菌悬
液中接种 ,每株接培养 60 d的湿菌体 10 mg , 6个月后检查结瘤情况。
1.4.4　根瘤接种　用采自 Frankia sp.FMr13的母树的新鲜根瘤接种杨梅 。将新鲜根瘤洗净 、研磨后接
种 ,每株苗木接种 10 g根瘤。以每株接培养 60 d的湿菌体 10 mg 为对照。
1.4.5　分批接种　按1.4.1的接种方式分 2次接种 ,第 1次接种量分别是 10 mg/株和20 mg/株 ,1个月
后 ,再按相同的接种方式 ,在第 1次接种量为 10 mg/株的苗木根部再次接种 ,接种量为 10 mg/株。
1.5　试验苗木生长量的测定
上述试验的苗木培养 6个月后 ,将塑料容器袋中的杨梅植株与土壤一块倒出 ,用水冲洗干净后 ,计
算植株的结瘤率和结瘤数 ,并测定植株高 、地径 、干重 、鲜重及含氮量 。
2　结果与分析
2.1　不同接种量对苗木生长的影响
从表 1可以看出 ,利用供试的 Frankia 接种苗木 ,接种效果因接种量不同而异 ,接种量越大 ,接种效
果越好。接种量为 20 mg/株(湿菌体)的苗木 ,其植物干量 、含氮量都约是接种量为 5 mg/株(湿菌体)的
1.7倍 。当接种量高达 30 mg/株时 ,共生效果减弱 ,结瘤率和植物干量虽不见减少 ,但植株结瘤数 、平均
株高 、平均地径及含氮量却都比接种量为20 mg/株的低。而且从表 1还可以看出 ,接种 6个月后 ,除接
种量为 5 mg/株外 ,其它所有供试的接种量范围内 ,试验植株全部结瘤 ,这说明该菌株 FMr13 对宿主杨
梅有很强的侵染能力 。但从植株结瘤数量比较分析 ,接种量为 20 mg/株时 ,杨梅植株结瘤数较多 ,长势
较好 ,这说明侵染杨梅的 FMr13内生菌相对数量较多。由此可见 ,在相同培养条件下 ,不同接种量对苗
木生长会产生一定影响。从植株结瘤数量及植物干量看 ,以 20 mg/株为最佳。但不管多少接种量 ,经
FMr13菌株接种处理的苗木在培育 6 个月后 ,与不接种的对照相比 ,其根瘤数量及植物干量都明显提
高 ,接种效果是显著的。
2.2　不同菌龄对苗木生长的影响
利用不同菌龄的菌株 FMr13接种杨梅的试验结果表明 ,发育成熟的菌的接种效果优于幼龄菌 。从
表2可以看出 ,用培养 60 d的菌株 FMr13接种杨梅 ,共生效果最好 ,平均株高 、地径及植物干量分别是
培养 15 d的 1.5倍 、2.2倍和 1.3倍 ,其植株的含氮量 、结瘤数及结瘤率也分别是培养15 d菌的 2.7倍 、
4.6倍和 7.2倍。另外 ,除菌龄为 30 d的和 60 d 的 Frankia 接种杨梅结瘤率都为 100%外 ,菌龄为 15 d
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和90 d的 Frankia对杨梅的侵染效果不好 ,其接种苗木不完全结瘤 ,且结瘤数都相对较低 。所以 ,从总
体上看 ,不同菌龄的菌株回接侵染杨梅的共生效果是:60 d菌龄的>30 d 菌龄的>90 d菌龄的>15 d
菌龄的。
表 1　不同接种量接种杨梅 6个月后的生长状况
试验处理
/ mg·株-1 试验株数
结瘤率
/ %
结瘤数
/个·株-1
平均株高
/ cm
平均地径
/ mm
植株干重
/ g·株-1
含氮量
/mg·株-1
5 32 76.3 3.38 29.1 3.92 1.70 18.2
10 28 100 5.57 31.4 4.53 1.97 22.7
15 29 100 15.0 32.7 4.81 2.26 26.8
20 30 100 25.2 38.4 5.63 2.94 31.3
30 31 100 18.9 34.5 4.77 2.93 28.3
不接菌 30 0 0 24.6 2.86 1.56 7.64
表 2　不同菌龄接种杨梅 6 个月后的生长状况
试验处理 试验株数 结瘤率/ %
结瘤数
/个·株-1
平均株高
/ cm
平均地径
/ mm
植株干重
/ g·株-1
含氮量
/mg·株-1
培养 15 d 30 13.8 1.21 20.6 2.03 1.61 9.5
培养 30 d 30 100 4.30 28.2 3.42 1.89 23.2
培养 60 d 30 100 5.43 31.9 4.54 2.04 25.9
培养 90 d 30 56.5 3.14 24.8 3.10 1.81 22.1
2.3　不同苗龄对接种效果的影响
从接种效果观察 ,相同菌龄的同一菌株对不同苗龄的杨梅侵染效果不同。表 3的试验结果表明:接
种FMr13 ,苗高以 8 ～ 10 cm 和 12 ～ 15 cm 接种效果较好 ,其生长势和结瘤量均优于大苗(苗高为 25 ～
30 cm)和小苗(苗高为 3 ～ 5 cm),其中又以苗高为 8 ～ 10 cm的杨梅接种 FMr13 ,共生效果最佳。从表 3
还可以看出 ,以苗龄为8 ～ 10 cm 的杨梅接种 ,植株的结瘤数 、结瘤率 、植物干量及含氮量都高于大苗和
小苗 。产生这种结果的原因可能是:苗木过高时 ,其根系太发达 , Frankia 很难与之产生共生作用;苗木
过小时 ,杨梅根系不多 ,且未发育完全 ,就不能与 Frankia 产生有效的共生作用;而苗龄适中(8 ～ 10 cm)
的杨梅 ,其根系发育完全且较发达 ,接触的土壤面积大 ,使得 Frankia 的侵染机会多 ,根瘤的数量也多。
所以 ,在田间应用时 ,应选择适宜的苗龄作为接种对象 ,才能获得较好的侵染效果。
表 3　不同苗龄接种杨梅 6 个月后的生长状况
试验处理
/ cm 试验株数
结瘤率
/ %
结瘤数
/个·株-1
平均株高
/ cm
平均地径
/ mm
植株干重
/ g·株-1
含氮量
/mg·株-1
3 ～ 5 30 73.2 1.40 19.6 2.01 1.69 12.5
8 ～ 10 30 100 6.33 32.8 4.67 2.16 23.6
12 ～ 15 30 89.1 4.56 31.5 4.51 2.04 20.7
25 ～ 30 30 61.4 1.24 36.7 4.78 2.25 19.4
2.4　不同接种方式对苗木生长的影响
从表 4可以看出 ,直接采用根瘤接种杨梅的接种效果与直接采用菌体接种是有差异的。用菌丝体
接种的共生效果明显优于新鲜根瘤匀浆后直接接种的效果 ,其根部结瘤数量提高约 2.5倍 ,结瘤率 、株
高 、地径 、植物干重和含氮量增加 14.8%～ 63.4%不等 。用不同接种方式给杨梅幼苗接种FMr13的试验
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结果(见表 4)也表明 ,分批接种的效果比一次性接种的效果好。分批接种的试验苗 ,在培育 6个月后 ,
除结瘤率与一次性接种一样为 100%外 ,其结瘤量 、株高 、地径 、植物干重和含氮量都比一次性接种的
高。
表 4　不同接种方式对苗木生长的影响
处理方式 试验株数 结瘤率/ %
结瘤数
/个·株-1
平均株高
/ cm
平均地径
/ mm
植株干重
/ g·株-1
含氮量
/mg·株-1
根瘤接种 30 61.2 2.29 26.7 3.01 1.74 19.3
菌体接种 30 100 5.81 31.2 4.32 1.99 22.2
一次接种 30 100 24.6 35.4 5.47 2.85 30.6
分批接种 30 100 28.3 38.6 5.68 3.01 32.9
3　讨　论
(1)回接试验的结果证实了 FMr13菌株的确属于杨梅根瘤内生菌 ,而且该菌株对杨梅有很强的侵染
能力 。菌种是产生高效共生的基础 ,接种前选好适宜的菌龄是十分必要的 。菌龄增加 ,效果增强。接种
时 ,菌株要长至成熟 ,此时 Frankia 菌除自身抗性增强外 ,可合成较多与结瘤有关的信息并促进结瘤 ,提
高共生效果 。由试验结果可知 ,选用培养 60 d的成熟菌接种 ,杨梅苗木与 Frankia 的共生效果最佳 ,这
种特性为实践应用提供了依据 。另外 ,苗木与 Frankia 能产生高效的共生效果是苗木和Frankia 双方共
同作用的结果。所以 ,接种苗木苗龄的选择也是获得高效接种效果的关键 。一般情况下 ,要根据苗木的
生长特性选择苗龄 ,杨梅选苗高为 8 ～ 10 cm的幼苗作为接种对象为宜。
(2)菌体的接种量也是影响 Frankia 侵染苗木能力的因素之一。在接种中 ,菌体用量应适中 ,接种
量低于 5 mg/株(湿菌体)时 ,共生效果不好 ,试验苗木不能完全结瘤;接种量加大 ,共生效果提高 ,以每
株接种 2.0 g(湿菌体)为宜 ,这可能是由于接种量提高时 ,增加了 Frankia 与土著菌的竞争能力所致;但
接种量过大 ,可能会产生根生理活动抑制等副作用 ,使共生作用效果又变弱 。
(3)在生产实践中 ,应用 Frankia 接种时 ,除了选择适当的菌龄 、苗龄和接种量外 ,还应考虑选择合
适的接种方式 ,相同的条件下 ,一次接种和分批接种是有差异的 ,分批接种的效果比一次接种的效果好。
如果条件许可的话 ,最好选择分批接种的方式 。另外 ,采用新鲜根瘤直接接种是一种比较新的且简便的
利用 Frankia 接种的方法。用新鲜根瘤直接接种可省去分离菌种过程中的一系列繁琐的工作 ,但与采
用菌体纯培养物接种相比 ,其结瘤率 、结瘤数 、株高及含氮量等都相对较低 。
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