全 文 ：应用生态学报 　2002 年 1 月 　第 13 卷 　第 1 期
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Jan. 2002 ,13 (1) :87～90
不同类型菌根菌对烟草幼苗生理代谢的影响 3
王元贞　柯玉琴 3 3 　潘廷国　(福建农业大学 , 福州 350002)
【摘要】　在自然土壤中以 VA 菌根菌接种烟草幼苗 ,测得叶片中 N、P、K、叶绿素含量、硝酸还原酶活性及
蛋白质含量均高于对照 ;与对照相比 ,接种的幼苗中丙二醛 (MDA) 、过氧化氢 ( H2O2) 含量减少 ,超氧物歧
化酶 (SOD) 、过氧化氢酶 (CA T) 、过氧化物酶 ( POD)活性增加. 同时以外生菌根菌两个菌株分别接种 ,与所
测指标变化趋势相同 ,而且其中的 Calvatia lilacina 菌株超过 VA 菌根菌接种的效果.
关键词 　菌根菌 　烟草 　生理活性
文章编号 　1001 - 9332 (2002) 01 - 0087 - 04 　中图分类号 　S572101 　文献标识码 　A
Effects of different mycorrhizal fungi on physiological metabolism of tobacco seedlings. WAN G Yuanzhen , KE
Yuqin and PAN Tingguo ( Fujian A gricultural U niversity , Fuz hou 350002) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2002 ,13
(1) :87～90.
Tobacco seedlings were inoculated with VA mycorrhizal fungi in natural soil. The results showed that compared
with the control ,the contents of nitrogen ,phosphorus ,potassium and chlorophyll ,nitrate reductase activity ,and
protein in leaves were higher ,malondialdehyde (MDA) and hydrogen peroxide ( H2O2) decreased ,while the activi2
ties of superoxide dismutase (SOD) ,catalase (CA T) ,and peroxidase ( POD) increased. Meanwhile ,seedlings were
inoculated with two strains of ectomycorrhizal fungi respectively ,and the above physiological indices trended the
same changes. Moreover ,the effect of strain Calvatia lilacina was higher than that of VA mycorrhizal fungi.
Key words 　Mycorrhizal fungi , Tobacco , Physiological metabolism.
3 福建省教委科研基金资助项目 (JA97074) .3 3 通讯联系人.
1999 - 09 - 20 收稿 ,2000 - 01 - 18 接受.
1 　引 　　言
菌根是菌根真菌与根系形成的共生体 , 能增强
根系吸收 ,提高植物对环境的适应能力[2 ] . 目前大
多数实验证明 ,水分胁迫等逆境下 ,植物细胞内
SOD、CA T、POD 保护酶活性趋于增强 ,是对植物体
内由于水分胁迫诱导 O -·2 产生增多的一种自我调
节. 一般来说 ,抗旱的植物种类或品种具有较高的保
护酶活性和较低的膜脂过氧化水平 ,是反映与环境
适应性密切相关的重要生理过程[8 ,18 ] . 本试验以正
常环境下生活的 VA 菌根型植物烟草接种菌根菌 ,
采用植物抗逆性生理指标进行测定 ,以期对菌根抗
逆性机理作不同角度的说明 ,从而增进生产应用上
重要性的认识. 有关菌根菌接种物的研究报导 ,大都
采用宿主回接 ,但是 ,目前 VA 菌根菌不能人工培
养 ,大量应用受到限制. 本试验对 VA 菌根菌型植物
烟草试以不同类型菌根菌接种 ,探讨扩大接种物来
源的可能性.
2 　材料与方法
211 　供试材料
21111 　VA 菌根菌 　漏斗球孢霉 ( Glom us mosseae) 、变形球
孢霉 ( Glom us versif orme (9) ) 为中国农业科学院汪洪钢馈
赠.
21112 　外生菌根菌 　紫色马勃 ( Calvatia lilacina)系作者自
福建武夷山采集分离 [13 ] . 牛肝菌 ( Boletus sp . ) 为北京林业
大学雷增普馈赠.
21113 　烟草品种 　选用福建当家品种 CB21 和 K326 .
212 　研究方法
21211 　盆栽与接种 　烟草品种于 1998 年春育苗 , 4 片叶龄
移栽盆钵 , 盆栽土不灭菌 ,每钵栽 1 株 , 移栽成活后进行接
种.对照不接菌 ,每钵只接入外生菌根菌空白斜面培养基 1
支 ; 烟草品种 CB21 号的 G. mosseae 处理接沙孢子 15g ,另一
烟草品种 K326接 G. versif orme (9) 沙孢子 18g ; 外生菌根菌
处理的各接斜面培养 1 支. 以上各处理重复 10 钵 , 每钵 1
株. 培养期间按正常肥水管理 ,烟草培养到团棵期时 ,采集相
同部位的功能叶进行以下各项指标的分析.
21212 　生理指标分析方法 　N、P、K测定采用 H2 SO42H2O2
消煮法处理样品 , 用蒸馏法测定全 N ,钒钼黄比色法测定全
P ,火焰光度法测定全 K[7 ] . 蛋白质测定选用 H2 SO42H2O2 消
煮样品 ,蒸馏法测粗蛋白 [16 ] . 叶绿素含量测定用 015g 鲜叶
用冷丙酮匀浆并定容到 10ml ,适当稀释后参照盛宏达方法
测定[10 ] . H2O2 含量测定用吸上述叶绿素丙酮提取液 1ml ,按
林植芳等方法测定[6 ] . 硝酸还原酶活性测定用采用活体
法[10 ] .酶液提取用 1g 样品加入冰冷的 50mmol·L - 1 p H710
磷酸缓冲液 (内含 1 %PVP) ,在冰浴中匀浆 ,匀浆液于低温 (0
～4 ℃) 10000 ×g 离心 20min ,取上清作为供试酶液. MDA 含
量测定按林植芳方法 [5 ] ,吸取上述酶液 1ml ,加入 115ml 蒸
馏水 ,215ml 015 %硫代巴比妥酸的 20 %三氯醋酸溶液 ,混
匀 ,置沸水浴加热 20min ,冷却后以 4000 ×g 离心 10min ,上
清液分别于 532、600nm 波长下测定吸光度 ,计算每 g 鲜重
含 MDAμmol 数. CA T 活性测定按章骏德等方法[15 ] ,吸取上
述酶液 012ml ,加入 918ml 蒸馏水 , SOD 活性测定参照朱广
廉等方法[17 ] ,吸上述酶液 25μl ,加入 319ml 反应液 (50mmol·
L - 1p H718 磷酸缓冲液 ,内含 77112μmol·L - 1 NB T ,011mmol
·L - 1 EDTA , 13137mmol·L - 1 蛋氨酸) 和 011ml 8012μmol·
L - 1核黄素 ,混匀后 ,在 4000Lx 荧光下照光 10min ,以缓冲液
代替酶液为对照 ,用不照光为空白 ,测定样品在 560nm 处的
吸光度. SOD 活性单位以抑制 NB T 光化还原的 50 %为一个
酶活单位表示. POD 活性测定用上述酶液适当稀释后 ,按比
色法测定[14 ] . 以上测定项目均重复 3 次 , 取其平均值.
3 　结果与分析
311 　接种菌根菌对烟草叶片 N、P、K含量的影响
　　由图 1 可看出 ,烟草幼苗各接种处理叶片中 N、
P、K含量均高于对照 ,其中 K326品种全 N 含量差异
极显著 ,为处理 C. lilaci na > G1 versif orme > B . sp .
> 对照 ,全 P 含量差异极显著 ,为处理 C. lilaci na >
G. versif orme = B . sp . = 对照 ,全 K 含量差异极显
著 ,为处理 C. lilaci na = G. versif orme > B . sp . >
对照. 由上看出 ,菌根菌接种能提高烟草吸收养分的
能力 ,不同菌根菌对不同烟草品种亲和力有差异 .
图 1 　接种菌根菌对烟草 N、P、K含量的影响
Fig. 1 Effect of mycorrhizal fungi inoculation on the contents of N ,P and
K in tobacco.
VA 菌根菌本为烟草共生真菌[4 ] ,VA 菌根菌回接宿
主对植物生长有利为正常规律 ,但本试验以两株外
生菌根菌接种也表现出一定效果 ,其中 C. lilaci na
甚至在 N、P 吸收能力上超过了 G. versif orme 菌
(VA 菌根菌) ,因此有生物资源利用上的意义.
312 　叶绿素与硝酸还原酶活性的变化
由表 1 可知 ,接菌根菌使植物叶绿素含量提高 ,
表 1 　接种菌根菌对烟草叶绿素含量及硝酸还原酶活性的影响3
Table 1 Effects of mycorrhizal fungi inoculation on chlorophyll content and nitrate reductase activity in tobacco
处理
Treatment
烟草品种
Tobacco
cultivars
叶绿素 a
Chlorophyll
(dw %)
叶绿素 b
Chlorophyll
(dw %)
a/ b 叶绿素
Chlorophyll
(dw %)
硝酸还原酶
Nitrate reductase
(NO - 2μg·g - 1fw·h - 1)
对照 CK CB21 01219 cC 01100 cC 21190 cC 01319 bB 101145 cB
B . sp . CB21 01245 bB 01107 bB 21282 bBC 01352 bAB 101580 bcB
G. mosseae CB21 01248 bB 01105 bBC 21366 bB 01353 bB 101725 bB
C. lilacina CB21 01299 aA 01114 aA 21620 aA 01413 aA 131478 aA
对照 CK K326 01263 bcB 01096 dD 21749 aA 01359 cC 131768 bB
B . sp . K326 01254 cB 01128 bB 11998 dD 01382 bB 131913 bB
G. versif orme (9) K326 01268 bB 01112 cC 21396 bB 01380 bB 131913 bB
C. lilacina K326 01369 aA 01161 aA 21290 cc 01530 aA 151652 aA3 经邓肯新复极测验. 数据后面标有同字母者为不显著 (小写字母表示α= 0105 ,大写α= 0101 显著水平) . Data in each column followed by the
same letters are not significant difference atα= 0105 (small letter) orα= 0101 (capital letter) as determined by Dencans multiple range test . 下同 The
same below.
并提高了叶绿素 a/ b 的比值 ,有利光能的利用. 接种
后硝酸还原酶活性提高 ,是 N 素利用率提高的表
现.烟草两个品种的叶绿素总量与硝酸还原酶活性
均为 C. li 处理最高 ,达极显著水平.
313 　蛋白质含量的变化
由图 2 看出 ,两个品种的各接种处理中 ,叶片蛋
白质含量均超过对照植株[1 ] . 其中 K326较 CB21 表
现明显 ,测定结果达极显著差异的处理依次为 C.
lilaci na > G. versif orme > B . sp . > 对照. 图 2 　接种菌根菌对烟草蛋白质含量的影响Fig. 2 Effect of mycorrhizal fungi inoculation on protein content in tobacco.
88 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷
表 2 　接种菌根菌对减轻自由基不利影响及保护酶活性的关系
Table 2 Effect of mycorrhizal fungi inoculation on decreasing the harm of free radicals and its relationship to protected enzyme acivity
处理
Treatment
烟草品种
Tobacco
cultivars
MDA
(μmol·g - 1
fw)
H2O2
(μmol·mg - 1
Chl)
CAT
(mgH2O2·mg - 1
pro min - 1)
SOD
(U·mg - 1
pro min - 1)
POD
( △A470·mg - 1
pro min - 1)
对照 CK CB21 32152 aA 13183 aA 72153 dD 0174 bcB 2101 bB
B . sp . CB21 28177 bB 13127 abAB 78184 bB 0178 bB 2125 aA
G. mosseae CB21 28113 bcBC 12177 bB 77107 cC 0172 cB 1156 cC
C. lilacina CB21 27174 cC 11136 cC 98168 aA 0184 aA 2101 bB
对照 CK K326 29194 aA 12139 aA 87110 cC 0179 bA 2105 bB
B . sp . K326 28190 abAB 11167 bA 90100 bBc 0185 aA 2114 bB
G. versif orme (9) K326 28113 bB 11145 bA 92103 bB 0182 abA 2171 aA
C. lilacina K326 25129 cC 8186 cB 109110 aA 0183 abA 1176 cC
314 　叶片中 MDA 和 H2O2 含量的变化
由于自由基有很强的氧化能力 ,对很多生物功
能分子与生物膜的膜脂有破坏作用. MDA 是自由基
攻击膜脂不饱和脂肪酸生成的产物之一 ,其含量可
以表示膜脂过氧化的程度. 细胞中 H2O2 的积累还
可以使植株固定 CO2 的效果降低. 由表 2 可以看
出 ,MDA 和 H2O2 的减少是由于菌根菌接种减少了
自由基的危害 ,品种 K326 的 MDA 和 H2O2 在 C.
lilaci na 处理分别为 25129 和 8186 ,而对照组分别
是 29194 和 12139 ,两组数据差异极显著. G. versi2
f orme 处理结果为 28113 和 11145 ,与对照的差异分
别达到极显著和显著水平 ,而且 , C. lilaci na 处理与
G. versif orme 处理间的差异也达到极显著水平 ,所
以 C. lilaci na 处理的效果最好. 品种 CB21 的 MDA
和 H2O2 在 C. lilaci na 处理为 27174 和 11136 ,对照
为 32152 和 13183 ,前一处理减少达到极显著水平 ;
G. mosseae 处理分别为 28113 和 12177 ,也比对照
减少达极显著水平 ,但 C. lilaci na 处理与 G. mos2
seae 处理之间的比较 ,则 MDA 的差异为显著水平 ,
H2O2 的差异达到极显著水平.
315 　叶片 CA T、SOD 和 POD 活性的变化
SOD 可以消除 O -·2 生成 H2O2 ,而 CA T 和 POD
能分解 H2O2 ,减轻细胞的伤害 ,烟草 CB21 品种
CA T 和 SOD 活性 C. lilaci na 处理为 98168 和
0184 ,而对照为 72153 和 0174 ,相互间表现出极显
著差异 ,而且 C. lilaci na 处理优于 G. mosseae 处理
的效果. K326 品种 CA T 活性 C. lilaci na 处理为
109110 ,对照为 87110 ,相互为极显著差异 ,各接种
处理的 SOD 酶活性稍有提高 ,但差异不显著. 至于
接菌后 POD 的活性 ,两个烟草品种未表现出规律性
的变化. 但总的来看 , C. lilaci na 接种与 VA 菌根菌
接种可以有效消除植物细胞活性氧代谢的危害.
4 　讨 　　论
接种菌根菌使烟草叶片 N、P、K 含量增加 ,即
根吸收能力加强 ,叶绿素含量增加 ,光能利用提高 ,
硝酸还原酶活性和蛋白质含量增加 ,反映植物同化
合成能力提高 ; MDA、H2O2 减少 , CA T、SOD、POD
保护酶活性增强 ,说明活性氧的危害得到了减轻. 看
来 ,菌根菌接种与植物抗性的提高有密切关系.
烟草是 VA 菌根菌型植物 ,本试验以外生菌根
菌 C. lilaci na 接种也表现出良好的效果 ,在不少测
定项目中 ,优势甚至超过烟草天然亲和的 VA 菌根
菌 ,在目前 VA 菌根菌来源困难的情况下 ,有的 VA
菌根型作物 ,以适当的人工培养的外生菌根菌接种 ,
可能是有益的[3 ,9 ,11 ,12 ] .
本试验采用不灭菌栽培 ,所接种的菌根菌是处
在与土著菌根菌共存的根际生态环境的影响之下 ,
既能表现出对植物生长的有益作用 ,也影响了生理
生化指标的改变 ,所以认为接种的综合效应是存在
的 ,并是有益的 ,因此可以考虑加快应用型菌种筛选
的进程.
VA 菌根型植物进行外生菌根菌接种 ,表现出
良好的效应 ,可能是由于两者生理生态上的互作而
表现的促进作用 ,也可能是由于结构上的共生. 至于
对烟草进行灭菌的外生菌根接种栽培试验 ,以及镜
检证实共生结构的形成 ,有待进一步深入的研究.
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致　读　者　·　作　者
　　《应用生态学报》系中国科学院沈阳应用生态研究所和中国生态学会主办的国内外公开发行的学术性期
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