全 文 ：柞树林下菌根真菌对碳、氮营养的利用 3
韩桂云 3 3 　赵淑清　何兴元　田春杰　
(中国科学院沈阳应用生态研究所 ,沈阳 110015)
【摘要】　研究了柞树林下菌根真菌对 C、N 营养的利用状况. 结果表明 ,供试菌种对 C 源的利用较为广泛 ,葡萄
糖、果糖为其最适碳源 ,平均生长量比对照高出 4. 4 倍 ;供试菌种对有机氮的利用优于无机氮 ,平均生长量比无
机氮源高出 1. 6 倍 ,硝态无机氮源中平均生长量为对照的 2. 5 倍 ,对铵态氮的利用较差 ,平均生长量仅为对照
的 2. 2 倍.
关键词 　柞树 　菌根真菌 　碳氮营养利用
Utilization of carbon and nitrogen nutrients by mycorrhizal fungi in oak forest. Han Guiyun , Zhao Shuqing , He
Xingyuan and Tian Chunjie ( Institute of A pplied Ecology , Academia S inica , S henyang 110015) . 2Chin. J . A ppl .
Ecol . ,1999 ,10 (3) :338～340.
The results showed that the test fungi strains could utilize a broad kind of carbon sources , and glucose and fructose
were the optimal. With C nutrition , the average growth of fungi was 4. 4 times higher than the control. Organic ni2
trogen was more efficient than inorganic one , with an average growth of 1. 6 times higher than the latter. With inor2
ganic N sources , the strains grew faster on nitrate , with an average growth of 2. 5 times higher than that of control ,
and utilized ammonium slightly poor only with an average growth of 2. 2 times higher.
Key words 　Oak , Mycorrhizal fungi , Utilization of carbon and nitrogen nutrients.
　　3 中国科学院“九五”重大资助项目 ( KZ9512B12101) .
　　3 3 通讯联系人.
　　1998 - 10 - 28 收稿 ,1998 - 11 - 17 接受.
1 　引 　　言
　　木本植物的菌根是植物2微生物共生的主要类型
之一[4 ] ,是菌根真菌与宿主植物之间共生生活达到高
度平衡的联合体 ,它通过根外菌丝的形成扩大了宿主
植物根的吸收面积 ,增加了宿主植物对 P 及其它营养
的吸收[6 ] ,菌根真菌的活动改善了根际周围的微生态
环境 ,从而使宿主植物的抗逆性得到增强[7 ,9 ] ,使植物
的生存竞争能力和生物产量得到提高. 柞树是一种适
应性特别强的树种 ,根系发达 ,耐干旱[3 ] ,能够在其它
树种很难生存的干旱阳坡作为涵养水源、保土护坡的
先锋树种 , 这些特性无不与柞树具有菌根有关.
Singer[8 ]研究表明 ,柞树是属外生菌根树种 ,没有真菌
与其共生形成菌根就不能很好生长. 但是至今国内未
见有关柞树菌根真菌研究的报道 ,为此 ,本文研究柞树
菌根真菌对 C、N 营养的利用 ,以便找出适合这些菌株
大量快速繁殖的营养基质 ,为菌根生物技术更好地应
用于农林生产实践提供科学依据.
2 　研究地区自然概况与方法
2. 1 　自然概况
　　供试林分位于辽宁省凤城市宝山乡丘陵山地 ,海拔 100～
250m ,属温带大陆性季风气候 ,年均气温在 8 ℃左右 ,年均降水
量 336. 2mm ,年日照时数 2250h 左右 ,年总辐射量为502. 42kJ·
cm - 2 ,土壤为棕壤 ,研究区地带性植被为落叶阔叶林 ,天然次生
柞树几乎都是纯林 ,研究区柞树树龄为 10～20 年.
2. 2 　供试材料
　　供试材料为分离纯培养菌根真菌 7 个科 8 个属 10 个菌种
共 15 个株系 ,分别为绿菇21 ( R ussula vi rescens) 、绿菇22 ( R .
vi rescens) 、绿菇23 ( R . vi rescens) 、黑菇21 ( R . adusta) 、黑菇22
( R . adusta) 、劣味乳菇 ( L actarius insulsus ) 、高大环柄菇21
( M acrolepiota procera) 、高大环柄菇22 ( M . procera) 、小鸡油菌
( Cantharellus minor) 、鸡油菌 ( C. cibarius) 、粉紫香蘑 ( Lepista
personata) 、美味牛肝21 ( Boletus edulis ) 、美味牛肝22 ( B .
edulis) 、绒柄松塔牛肝 ( S t robilomyces f loccopus ) 、头状马勃
( Calvatia craniif ormia) ,选用 M. M. N 培养基作为基础培养
基.
　　供试碳源分别为 1 %(w/ v) 的葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、麦
芽糖、淀粉等 6 种 ,以不加任何碳源的培养基为对照 ;供试氮源
有磷酸氢二铵、硝酸钾、硫酸铵、脲素、含量均为 0. 03 % (w/ v)
及酵母浸汁 ,蛋白胨其含量为 0. 3 %(w/ v) ,也以不加任何 N 源
的培养基为对照. 将不同 C、N 源按上述不同含量加入基础培
养基中 ,调 p H 值 6. 5 ,分装 (40ml/ 三角瓶) ,灭菌 ,定量接种 ,每
菌重复 3 次. 于 26～28 ℃恒温条件下 ,在 CZ23 型磁力往复式振
荡器上以 98 次/ min 的频率振荡培养 9d ,根据算术平均值方法
计算出供试菌种在不同 C、N 源培养基中的平均生长量. 用菌
丝体干重测定法测菌体生长量 [5 ] .
应 用 生 态 学 报 　1999 年 6 月 　第 10 卷 　第 3 期 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J un. 1999 ,10 (3)∶338～340
3 　结果与分析
3 . 1 　C 源利用
　　C 源是菌根真菌维持生长的重要营养物质. 它不
仅可以提供能量来源 ,而且还可提供合成碳水化合物
和氨基酸的原料[1 ] ,C 源在真菌代谢过程中有着不可
替代的作用 ,有试验证明 ,在无 C 源的培养基上 ,菌根
真菌几乎不生长[2 ] . 试验结果表明供试菌根菌对 C 源
利用较为广泛 ,不仅能利用单糖、低聚糖等速效 C 源 ,
而且还能利用淀粉等长效 C 源. 在葡萄糖、果糖、麦芽
糖、淀粉为碳源的培养基中 ,菌根菌生长启动快 ,前期
长势较好 (表 1) . 而其中在蔗糖和乳糖上相对来说启
动就较慢 ,长势也不如前者. 从表 2 可以看出 ,柞树林
下外生菌根真菌在以葡萄糖、果糖为 C 源的培养基上
生长量最多 ,平均生长量比对照高出 4. 4 倍 ,大多数真
菌在淀粉 (除绒柄松塔牛肝、绿菇23 外) 、麦芽糖 (除鸡
油菌、绒柄松塔牛肝、头状马勃、高环柄菇、黑菇22 外)
培养基上生长量较多 ,平均生长量比对照高出 3. 9 倍 ,
除绿菇、粉紫香蘑、劣味乳菇外 ,其它菌根菌对蔗糖、乳
糖的利用较差 ,生长量也较少 ,平均生长量仅比对照高
出 2. 9 倍. 在作为对照的无碳培养基上 ,外生菌根真菌
几乎不生长 ,这是因为菌根菌同其它真菌一样需要碳
水化合物来组成细胞质和作为基础代谢过程的能量来
源.
表 1 　不同碳源对柞树林下菌根真菌前期生长的影响3
Table 1 Effects of various carbon sources on antecedent growth of mycorrhizal fungi in oak forest
葡萄糖
Glucose
果　糖
Fructose
乳　糖
Lactose
麦芽糖
Maltose
蔗　糖
Sucrose
淀　粉
Starch
CK
绿菇21 R ussula vi rescens21 + + + + + + + + + + + + -
绿菇22 R . vi rescens22 + + + + + + + + + + + + + + + + -
绿菇23 R . vi rescens23 + + + + + + + + + -
黑菇21 R . adusta21 + + + + + + + + + + + - + + + -
黑菇22 R . adusta22 + + + + + + + + + - + + -
劣味乳菇 L atarius insulsus + + + + + + + + + + + + -
高大环柄菇21 M acrolepiota procera21 + + - + - + -
高大环柄菇22 M . procera22 + + + - + + - + + -
小鸡油菌 Cantharell us minor + + + + + + + + + -
鸡油菌 C. cibarius + + + + + + + - + + + -
粉紫香蘑 Lepista personata + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -
美味牛肝21 Bolet us edulis21 + + + + + + + + + + + + + + -
美味牛肝22 B . edulis22 + + + + + + + + + + + -
绒柄松塔牛肝 S t robilomyce f loccopus - - - - - - --
头状马勃 Clavatia craniif ormia + + + + + + + + + + + + + -3 2 :几乎未成长或偶见萌发 Hardly grow or occasionally germinated hyphae , + :菌丝纤弱 Slim are and fragile hyphae , + + :菌丝较粗 Thick hyphae , + +
+ :菌丝粗壮 Thick and strong hyphae , + + + + :菌丝粗壮致密 Thick ,strong and compact hyphae. 下同 The same below.
表 2 　柞树林下菌根真菌在不同碳源培养基中的生长量
Table 2 Increment of mycorrhizal fungi in oak forest on various carbon sources( mg)
葡萄糖
Glucose
果　糖
Fructose
乳　糖
Lactose
麦芽糖
Maltose
蔗　糖
Sucrose
淀　粉
Starch
CK
绿菇21 R ussula vi rescens21 100. 33 91. 00 72. 67 93. 00 91. 33 97. 33 10. 00
绿菇22 R . vi rescens22 127. 33 120. 00 76. 67 113. 33 132. 00 186. 67 18. 00
绿菇23 R . vi rescens23 105. 67 104. 67 84. 67 98. 33 102. 33 67. 33 19. 00
黑菇21 R . adusta21 122. 00 109. 00 97. 00 94. 67 27. 00 118. 67 12. 33
黑菇22 R . adusta22 71. 00 73. 33 60. 33 48. 33 27. 33 74. 67 12. 67
劣味乳菇 L atarius insulsus 81. 33 87. 67 78. 00 88. 33 70. 00 88. 00 13. 33
高大环柄菇21 M acrolepiota procera21 55. 00 59. 33 28. 33 51. 00 34. 33 93. 67 13. 67
高大环柄菇22 M . procera22 37. 00 37. 33 25. 00 47. 00 35. 00 67. 33 19. 33
小鸡油菌 Cantharell us minor 76. 67 78. 33 42. 67 70. 00 41. 33 55. 67 17. 33
鸡油菌 C. cibarius 63. 67 73. 33 22. 00 41. 67 16. 33 61. 67 13. 67
粉紫香蘑 Lepista personata 207. 67 219. 00 177. 33 240. 67 206. 00 143. 33 25. 67
美味牛肝21 Bolet us edulis21 143. 67 145. 67 176. 67 149. 67 33. 67 119. 00 33. 00
美味牛肝22 B . edulis22 76. 00 81. 67 81. 33 66. 00 48. 00 106. 33 15. 67
绒柄松塔牛肝 S t robilomyce f loccopus 36. 33 39. 00 38. 00 24. 33 23. 67 26. 33 15. 67
头状马勃 Clavatia craniif ormia 99. 00 100. 33 77. 67 38. 66 32. 00 101. 33 22. 00
3 . 2 　N 源利用
　　由表 3 可知 ,供试菌在蛋白胨、酵母浸汁等有机氮
源及脲上启动快 ,前期长势也好 ,而在硝酸钾、硫酸铵、
磷酸氢二铵等无机氮源培养基上除粉紫香蘑、美味牛
肝21 外均启动较慢 ,长势也不如前者. 表 4 结果表明 , 供试菌都能很好地利用脲及蛋白胨、酵母浸汁等有机氮源 ,平均生长量比在无机氮源中高出 1. 6 倍 ,在无机氮源中对硝态氮的利用优于铵态氮源 ,平均生长量比对照高出 2. 5 倍 ,铵态氮虽能被普遍利用 ,一般都利用不好 ,平均生长量仅比对照高出 2. 2 倍 ,但两者相对于
9333 期 　　　　　　　　　　　　　　　韩桂云等 :柞树林下菌根真菌对碳、氮营养的利用 　　　　　　　　　
表 3 　不同氮源对柞树林下菌根真菌前期生长的影响
Table 3 Effects of various nitrogen sources on antecedent growth of mycorrhizal fungi in oak forest
磷酸氢二铵
Diammonium
phosphate
硫酸铵
Ammonium
sulfate
硝酸钾
Potassium
nitrate
酵母浸汁
Yeast extract
蛋白胨
Peptone
脲
Urea
CK
绿菇21 R ussula vi rescens21 + + + + + + + + + + + + + + -
绿菇22 R . vi rescens22 - + + + + + + + + + + + + + -
绿菇23 R . vi rescens23 + + + + + + + + + + + + + + -
黑菇21 R . adusta21 + + + + + + + + + + + + + + + -
黑菇22 R . adusta22 + + - + + + + + + + + + -
劣味乳菇 L atarius insulsus + + + + + + + + + + + -
高大环柄菇21 M acrolepiota procera21 - - - - + - -
高大环柄菇22 M . procera22 + + + + + + + - -
小鸡油菌 Cantharell us minor + + - + + + + + + + + -
鸡油菌 C. cibarius + + + + + + + + + + + + + + -
粉紫香蘑 Lepista personata + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -
美味牛肝21 Bolet us edulis21 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -
美味牛肝22 B . edulis22 + + - + + + + + + + + -
绒柄松塔牛肝 S t robilomyce f loccopus - - - - - - -
头状马勃 Clavatia craniif ormia + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -
表 4 　柞树林下菌根真菌在不同氮源培养基中的生长量
Table 4 Increment of mycorrhizal fungi in oak forest on various nitrogen sources ( mg)
磷酸氢二铵
Diammonium
phosphate
硫酸铵
Ammonium
sulfate
硝酸钾
Potassium
nitrate
酵母浸汁
Yeast extract
蛋白胨
Peptone
脲
Urea
CK
绿菇21 R ussula vi rescens21 82. 67 70. 67 110. 00 149. 00 161. 67 147. 00 42. 67
绿菇22 R . vi rescens22 88. 67 96. 00 91. 33 163. 67 92. 00 167. 00 26. 67
绿菇23 R . vi rescens23 102. 67 100. 67 83. 33 140. 67 181. 33 47. 67 31. 00
黑菇21 R . adusta21 84. 00 85. 33 36. 67 103. 00 188. 67 149. 33 32. 33
黑菇22 R . adusta22 31. 00 31. 67 21. 67 77. 00 85. 00 43. 67 25. 43
劣味乳菇 L atarius insulsus 66. 00 66. 33 94. 33 153. 67 164. 00 131. 00 35. 00
高大环柄菇21 M acrolepiota procera21 32. 33 25. 00 22. 67 81. 33 41. 33 27. 67 18. 33
高大环柄菇22 M . procera22 38. 67 45. 67 29. 33 49. 33 80. 00 40. 33 36. 33
小鸡油菌 Cantharell us minor 52. 67 53. 00 25. 33 55. 00 63. 00 79. 67 17. 33
鸡油菌 C. cibarius 65. 00 44. 33 61. 33 125. 67 153. 67 110. 33 22. 33
粉紫香蘑 Lepista personata 195. 33 187. 67 288. 00 163. 67 250. 33 236. 67 46. 67
美味牛肝21 Bolet us edulis21 136. 67 132. 67 144. 67 195. 33 151. 00 153. 67 52. 00
美味牛肝22 B . edulis22 27. 67 42. 33 23. 00 80. 67 83. 67 61. 00 19. 67
绒柄松塔牛肝 S t robilomyce f loccopus 28. 33 36. 67 41. 33 59. 33 64. 33 34. 33 34. 67
头状马勃 Clavatia craniif ormia 81. 00 83. 00 89. 00 109. 00 142. 33 139. 00 36. 33
有机氮的利用要差得多. 在作为对照的不含 N 源的培
养基上 ,供试菌也有一定量的生长. 这说明外生菌在人
工纯培养条件下可能有微量的固氮力 ,但菌根真菌是
否具有固氮活性尚待进一步研究.
4 　结 　　语
　　绒柄松塔牛肝在供试的几种 C、N 源中几乎都不
生长 ,可能这些 C、N 源均不适合其生长 ,但这个菌株
本身人工培养潜力不大是其生长不良的原因.
　　粉紫香蘑、美味牛肝21 对供试的所有 C、N 源均能
广泛利用 ,特别是粉紫香蘑对硝态氮源的利用极佳. 这
一结果对于菌根技术的应用提供了优良培养菌株.
　　蔗糖虽是高等植物中特有的糖类 ,对一般真菌来
说也是很好的 C 源 ,但对柞树林下菌根菌来说不是理
想的 C 源. 这说明不同真菌由于生理特性及生境条件
的差异 ,对 C 源的要求不同.
　　脲素是植物很好的氮肥 ,试验过程中还专门对脲
素进行了深入的探讨. 当脲素浓度达到 0. 3 %时则完
全抑制了菌根菌的生长 ,终期生长明显不如对照 ,而当
脲素浓度为 0. 03 %则其对供试菌的作用与有机氮源
相似 ,并且优于无机氮源.
参考文献
1 　弓明钦、陈应龙、仲崇录. 1997. 菌根研究及应用. 北京 : 中国林业出
版社. 37～41.
2 　韩桂云、何兴元、齐玉臣等. 1994. 名贵食用真菌松茸的初步研究.
土壤学报 ,31 (增刊) :182～186.
3 　Dixon , R. K. , Wright , G. M. , Behrens , G. T. et al . 1980. Water
deficits and root growth of ectomycorrhizal white oak seedlings. Can.
J . For. Res . , 10 :545～548.
4 　Harley , J . L . and Smith , S. E. 1983. Mycorrhizal symbiosis. Lon2
don :Academic Press , Inc. 1～4.
5 　Norkrans , B. 1950. Studies on growth and cellulolytic enzymes of
Tricholoma , with special reference to mycorrhiza formation. Symb.
Bot . Upsal. 11 ,126pp .
6 　Safir , G. R. 1987. Ecophysiology of VA mycorrhizal plants. CRC.
Press. Inc. 1～3.
7 　Shemkhanova , N. M. 1962. Mycotrophy of woody plants. Transl.
from Russian by S. Nemchonok , 1967. Israel Progr. Sci. Transl.
Jerusalem. 329pp .
8 　Singer , R. and Morello , J . 1960. Ecotropic tree mycorrhiza and for2
est communities. Ecology , 41 : 549～551.
9 　Theoderou , C. and Bowen , G. D. 1970. Mycorrhizal responses of
radiata pine in experiments with different fungi. A ust . For . , 34 :183
～191.
作者简介 　韩桂云 ,女 ,47 岁 ,实验师 ,一直从事微生物生态学、
菌根与植物共生营养方面的研究 ,发表论文 12 篇.
043 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　10 卷