全 文 ：湖 北 农 业 科 学 2012 年
第 51卷第 17 期
2012年 9 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 51 No.17
Sep．，2012
收稿日期：2011－12－13
基金项目：贵州省科学技术基金项目［黔科合 J 字（2007）2048］；贵州师范大学资助博士科研项目（11904-05032100010）
作者简介：谭金玉（1985－），女，湖北宜昌人，在读硕士研究生，研究方向为菌根生态学，（电话）13984180993（电子信箱）tanjinyu0723＠163．com；
通讯作者，罗 充，教授，（电子信箱）gzluochong＠sina．com。
丛枝菌根（Arbuscular mycorrhizal，AM）真菌是
陆生植物中广泛存在的共生微生物，能够与 90％的
维管植物形成互惠共生体［1］。AM真菌通过延长的菌
丝提高植物对水分及矿质营养的吸收，促进植物生
长，改善根际环境 ［2，3］，增强植物的抗逆性、抗病性，
提高作物的产量和品质，并以不同的方式和途径影
响植物代谢过程［4－6］。 AM真菌又是生态系统的重要
组成部分，在退化生态系统的植被恢复与重建过程
中发挥着重要作用，由此而产生的菌根技术有望解
决石漠化地区生态重建中造林成活率低、植被生长
缓慢等技术难题。
贵州省茂兰国家级自然保护区内的喀斯特森
林是在喀斯特地貌和石灰土等特殊生境上形成的
生态系统，具有丰富的植被和 AM真菌多样性。圆叶
乌桕（Sapium rotundifolium Hemsl）又名雁来红、红
叶树，是大戟科（Euphorbiaceae）乌桕属（Sapium）落
叶乔木 ［7］，耐高温、干旱，速生，根系沿岩缝的穿透能
力强，常在岩面生长，对喀斯特环境具有特殊的适
应能力，是该地区森林中耐旱、喜钙的建群植物和
石漠化治理的理想先锋树种之一。 圆叶乌桕又是西
南喀斯特地区重要的经济林木 ［8］，具有重要的经济
价值和药用价值，种子含油率高、品质优良、用途广
泛。 另外，乌桕中含有槲皮素、多酚类、香豆素及鞣
花酸类、萜类化合物，具有抑菌、抗炎及降低胆固醇
等广泛的药理作用。
喀斯特地区生态环境脆弱，长期不合理的开发
及过度垦殖造成石漠化进程加剧， 植被破坏严重，
生态系统严重退化，因此寻找应对策略探索石漠化
茂兰喀斯特森林圆叶乌桕 AM真菌多样性研究
谭金玉，张传博，罗 充
（贵州师范大学生命科学学院，贵阳 550001）
摘要：对贵州省荔波县茂兰国家自然保护区圆叶乌桕（Sapium rotundifolium Hemsl）的丛枝菌根（Arbus-
cular mycorrhizal，AM）真菌进行了初步分离、鉴定与多样性分析。 结果表明，乌桕根系的菌根侵染率为
44．3％；从乌桕根系土壤中分离到 AM 真菌 2 个属 29 种 ，分别为球囊霉属 （Glomus）21 种 、无梗囊
霉属 （Acaulospora）8 种。 其中，球囊霉属（Glomus）为优势属，枫香球囊霉（G． liquidambari）和凹坑无梗囊
霉（A． excavatadun）为优势种。
关键词：圆叶乌桕（Sapium rotundifolium Hemsl）；丛枝菌根真菌；侵染率；多样性
中图分类号：Q949．32 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2012）17－3732-04
Arbuscular Mycorrhizal Fungal Diversity in Sapium Rotundifolium in
Maolan Karst Forest
TAN Jin－yu，ZHANG Chuan－bo，LUO Chong
（College of Life Science， Guizhou Normal University，Guiyang 550001，China）
Abstract： Arbuscular mycorrhizal fungi in Sapium rotundifolium Hemsl． in Maolan National Nature Reserve of Libo in
Guizhou province was isolated and identified to study their diversity． The result showed that the root colonization rate of S．
rotundifolium was 44．3％． 29 species in 2 genera（21 Glomus species and 8 Acaulospora species） were identified from the rhi-
zospheres soil of S． rotundifolium． Glomus was the dominant genus； while G． liquidambari and A． excavatadun were dominant species．
Key words： Sapium rotundifolium Hemsl．； arbuscular mycorrhizal fungi； infection rate； diversity
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2012.17.069
第 17 期
图 2 AM 真菌菌丝圈（HC）
地区的生态重建途径是可持续发展的重要内容。 生
态重建首先是植被定植，对于西南喀斯特地区脆弱
的生态系统，特有植物 AM真菌多样性调查、植物与
AM 真菌菌种的最佳共生组合的筛选是成功植被的
基础。 本研究以贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特
森林为取样地点，研究喀斯特地区的特有树种圆叶
乌桕土壤和根系内 AM 真菌的种类组成及多样性，
并获得了优势 AM真菌菌种， 有助于建立规范的菌
根化育苗技术，对于菌根技术在石漠化地区的人工
造林以及退化生态系统的植被恢复和重建具有重
要意义。
1 材料与方法
1．1 材料
2010 年 10 月在贵州茂兰国家级自然保护区的
喀斯特森林里，采用“五点采样法”采集圆叶乌桕根
际土壤［9］。 首先去除 5 cm的表层土，挖 10～20 cm 深
的土壤剖面，收集根际土壤 1～2 kg，装入到塑料袋
中，同时剪取圆叶乌桕的部分新鲜幼嫩根系，装入
到盛有福尔马林－酒精－醋酸混合固定液（FAA）的小
瓶中，分别将土样置于阴凉处，根样置于 4 ℃冰箱，
保存备用。
1．2 样品鉴定
用碱解离－酸性品红染色法对圆叶乌桕的根系
进行处理，在光学显微镜下观察侵染程度，测定其
侵染率。 其计算公式［10］如下：
菌根侵染率＝Σ（10％×根段数＋20％×根段数＋
30％×根段数＋……＋100％×根段数） ／观察总根段数
用湿筛倾注－蔗糖离心法分离、镜检孢子，记录
孢子数和孢子的分类特征 ［10］，参照检索表和近几年
发表的新种、 新记录种以及网站（http： ／ ／ invam．caf．
wvu．edu）提供的种的描述及图片对丛枝菌根真菌孢
子进行鉴定。
1．3 AM真菌各指标测定及计算
根据刘润进等的《菌根学》［10］，各指标测定方法
如下：①孢子密度（Spore number，SN）指 10 g 土样
数中 AM 真菌的孢子个数，SN＝某土样中 AM 真菌
所有孢子数 ／土样。②分离频度（Frequency，F）指 AM
真菌某属或种在样本总体中出现的频度，F＝（AM 真
菌某属或种出现的次数 ／土样数）×100％。 ③相对多
度（Relative abundance，RA）指该采样点 AM 真菌某
属或种的孢子数占总孢子数的比率，RA＝（该采样点
AM 真菌某属或种的孢子数 ／该采样点 AM 真菌总
孢子数）×100％。④重要值 I＝（F＋RA） ／ 2，分离频度和
相对多度的平均值。 ⑤将 AM真菌的优势度按分离
频度 （F） 划分为 5个等级：F＞80％为优势属 （种），
60％＜F≤80％为最常见属 （种），40％＜F≤60％为常
见属（种），20％＜F≤40％为少见属（种）；F≤20％为
偶见属（种）。 各参数均用平均值±标准差表示。
物种多样性指数采用 Shannon－Wiener 指数
（H）来描述，其计算公式如下：
H＝－
s
i=1
Σpilnpi
s 为土样中 AM 真菌的种类数，Pi为种 i 所占的
比例，H用平均值±标准误表示。
1．4 数据分析
采用 DPS统计软件进行方差分析。
2 结果与分析
根段压片、镜检后可观察到圆叶乌桕根皮层组
织细胞间及细胞内均存在大量的 AM 真菌菌丝、孢
子、泡囊（图 1）及菌丝圈（图 2），并在根系外部形成
根外菌丝围绕根系， 其菌丝多沿根系生长方向延
伸；有一些菌丝直接侵入皮层细胞，形成胞内卷曲
菌丝和菌丝圈。 在圆叶乌桕根系中，AM真菌生长旺
盛期开始形成孢子和泡囊结构，泡囊结构在细胞外
或细胞内。 AM 真菌对植物的侵染率随季节变化而
变化，从早春开始上升，夏秋季达到顶峰，而后开始
下降。 同一植物的不同土层菌根侵染率也不同。 圆
叶乌桕是在秋季采集的， 采用碱解离－酸性品红染
色法测定圆叶乌桕的根系侵染率为 44．3％， 这表明
AM 真菌能够与圆叶乌桕形成很好的共生关系，圆
叶乌桕根内含有丰富的 AM真菌， 为 AM 真菌的菌
根依赖性植物。
圆叶乌桕根际土壤中的 AM 真菌的多样性丰
图 1 AM 真菌孢子（S）、泡囊（V）、菌丝（H）
谭金玉等：茂兰喀斯特森林圆叶乌桕 AM 真菌多样性研究 3733
湖 北 农 业 科 学 2012 年
表 1 圆叶乌桕根际土壤中分离、鉴定的 AM 真菌各种之间的差异
乌桕 AM 真菌种名
枫香球囊霉（Glomus liquidambaris）
凹坑无梗囊霉（Acaulospora excavata）
明球囊霉（G. clarum）
纯黄球囊霉（G. luteum）
悬钩子球囊霉（G. rubifome）
浅涡无梗囊霉（A. lacunosa）
双型球囊霉（G. ambisporum）
近明球囊霉（G. clarodieum）
棒孢球囊霉（G. clavisporum）
大果球囊霉（G. macrocarpum）
脆无梗囊霉（A. delicata）
褐色球囊霉（G. badium）
缩球囊霉（G. constrictum）
沙荒球囊霉（G. deserticola）
聚生球囊霉（G. fasciculatum）
柯氏无梗囊霉（A. koskei）
澳洲球囊霉（G. australe）
苏格兰球囊霉（G. caledonium）
地球囊霉（G. geosporum）
球泡球囊霉（G. glomerulatum）
根内球囊霉（G. intraradices）
宽柄球囊霉（G. magnicaule）
弯丝球囊霉（G. sinuosum）
微刺球囊霉（G. spinuliferum）
台湾球囊霉（G. taiwannense）
细齿无梗囊霉（A. denticulata）
稍长无梗囊霉（A. longula）
莫氏无梗囊霉（A. morrowae）
尼氏无梗囊霉（A. nicolsonii）
孢子密度//个/10 g 土
38.33±2.03
12.67±0.88
6.00±0.58
5.00±0.58
5.33±0.67
5.33±0.88
3.00±0.58
4.33±0.88
5.00±1.15
4.67±0.88
3.33±0.33
3.33±0.88
3.33±0.67
3.33±0.88
1.67±0.33
4.00±1.15
2.67±1.20
2.67±0.88
2.67±1.20
1.33±0.33
2.00±0.58
2.00±0.58
2.67±0.88
1.33±0.33
1.67±0.33
1.00±0.00
2.33±0.88
3.00±1.15
1.33±0.33
分离频度//%
98.33±0.88
80.67±1.76
59.00±6.08
46.00±2.08
52.67±1.76
53.67±0.88
50.00±0.58
47.67±1.45
52.00±1.15
51.67±0.88
61.00±0.58
41.33±1.86
42.33±1.45
44.67±0.88
46.67±0.88
31.00±0.58
29.33±0.67
30.00±0.58
37.00±0.58
35.67±0.33
21.00±0.58
23.00±0.58
24.00±0.58
31.00±0.58
41.00±0.58
52.00±1.15
47.67±0.88
50.00±1.15
39.33±1.20
相对多度//%
31.92±1.40
9.66±0.14
4.34±0.04
3.45±0.01
3.45±0.03
3.46±0.03
2.80±0.31
3.15±0.30
3.17±0.31
3.15±0.30
2.86±0.30
2.57±0.50
2.85±0.57
2.58±0.50
1.78±0.18
2.88±0.59
2.01±0.80
2.02±0.77
1.98±0.78
1.44±0.31
2.16±0.77
2.37±0.80
2.65±0.93
1.87±0.61
2.20±0.68
1.22±0.24
2.40±0.91
2.77±0.97
1.72±0.53
重要值//%
65.13±0.64
45.16±0.92
31.67±1.76
24.73±1.05
28.06±0.87
28.57±0.44
26.40±0.34
25.41±0.73
27.59±0.46
27.41±0.43
31.93±0.43
21.96±1.14
22.59±0.97
23.62±0.33
24.23±0.38
16.94±0.40
15.67±0.58
16.02±0.61
19.49±0.62
18.56±0.19
11.59±0.59
12.69±0.42
13.33±0.48
16.44±0.28
21.60±0.45
26.61±0.66
25.03±0.74
26.38±1.40
20.53±0.73
多样性指数
0.36±0.01
0.22±0.02
0.14±0.01
0.12±0.01
0.13±0.01
0.13±0.01
0.09±0.01
0.11±0.01
0.12±0.01
0.12±0.01
0.09±0.01
0.09±0.01
0.09±0.01
0,09±0.02
0.06±0.01
0.10±0.02
0.07±0.02
0.07±0.01
0.07±0.01
0.04±0.01
0.06±0.02
0.06±0.01
0.07±0.01
0.05±0.01
0.06±0.01
0.07±0.01
0.05±0.01
0.05±0.01
0.04±0.01
富，共分离、鉴定出 AM真菌 2个属 29种，球囊霉属
（Glomus）21种，无梗囊霉属（Acaulospora）8种。优势
种 2 种，为球囊霉属（Glomus）中的枫香球囊霉（G.
liquidambari）和无梗囊霉属（Acaulospora）中的凹坑
无梗囊霉（A. excavatadun）；最常见种为脆无梗囊霉
（A. delicate）；常见种较多，共 16 种，其中球囊霉属
有 12 种，无梗囊霉属有 4 种；少见种有 10 种，其中
球囊霉属有 8种，无梗囊霉属 2种（表 1）。枫香球囊
霉和凹坑无梗囊霉的孢子密度分别为 38．33 和
12．67 个 ／ 10 g 土 ， 分离频度分别为 98．33％和
80．67％，相对多度分别为 31．92％和 9．66％，重要值
分别为 65．13％和 45．16％， 多样性指数分别为 0．36
和 0．22。 对鉴定出的两个属进行方差分析，结果显
示球囊霉属和无梗囊霉属在孢子密度、 分离频度、
相对多度、重要值、多样性指数 5 个指标中差异均
显著（表 2），且球囊霉属分离频度大于 80％，说明球
囊霉属为圆叶乌桕中的优势属，其能够与圆叶乌桕
形成更好的共生关系。
3 讨论
喀斯特森林起源古老，植物区系复杂，石灰岩
特有植物异常丰富，磷含量较低，生态环境特殊，蕴
藏着丰富的生物多样性。 喀斯特森林中植物的分布
和生存、生长和发育、群落演替和其 AM真菌的多样
性密切相关。 AM 真菌的多样性及其对宿主植物根
的侵染率受到宿主植物、土壤环境和群落结构等诸
多因素的影响。 它对宿主植物没有严格的专一性，
其种属的组成和孢子密度在不同宿主植物根围有
明显差异［11］。 不同种属的 AM真菌对宿主植物具有
一定的选择性，且对环境条件的适应性存在一定的
差异［12－15］。喀斯特森林的圆叶乌桕根围土壤中 AM真
菌多样性丰富，其中球囊霉属为优势属，枫香球囊
霉、凹坑无梗囊霉为优势种。 有研究发现 ［16，17］，球囊
霉属在中性或碱性土壤条件下出现较多，在 pH 5～
9 的范围内，土壤碱性越大，球囊霉属所占的比例越
大。 喀斯特森林中，基岩及土壤富钙、偏碱性，圆叶
乌桕根际球囊霉属为其优势属，这与张美庆等 ［12］的
3734
第 17 期
（责任编辑 吕海霞）
表 2 圆叶乌桕根际土壤中分离、鉴定的 AM 真菌各属之间的差异
乌桕 AM 真菌属名
球囊霉属（Glomus）
无梗囊霉属（Acaulospora）
孢子密度//个/10 g 土
23.00±1.15 a
11.00±0.58 b
分离频度//%
80.12±1.15 a
42.33±1.45 b
相对多度//%
67.47±0.98 a
32.87±1.05 b
重要值//%
73.23±1.07 a
37.6.±0.25 b
多样性指数
5.18±0.27 a
2.21±0.06 b
注：表中数据后不同小写字母表示在 0.05 水平上差异显著。
研究结论一致。 赵莉［18］研究表明球囊霉属是荒漠地
区的优势种。 陕北干旱地区中 AM真菌球囊霉属的
种类最多，其次为无梗囊霉属和盾巨孢囊霉属［19－22］。
AM 真菌可以促进土壤循环、 改善土壤理化性质和
稳定土壤结构，产生生长素或生长素类似物 ［23］，还
可通过自身生长繁殖将土壤中的营养物质和水分
等固定在生态系统中 ［24］，AM 真菌的菌丝高度分
枝，在土壤中构成一个菌丝网络，形成菌丝桥，将不
同植物的根系连接起来，而菌丝对矿质营养物质和
水分的吸收比植物的根系快，可以提高植物对营养
物质和水分的利用效率， 从而增强植物的抗旱性。
冀春花等 ［25］研究表明在干旱地区土壤水分条件可
能是 AM真菌发生和分布的重要制约因素。 喀斯特
地区水分亏缺，水分是该区域的限制因子，圆叶乌
桕为荔波县喀斯特森林的适生植物， 耐旱能力极
强，一方面与它自身的生理特性相关，同时也可能
和其根际 AM真菌多样性丰富关系密切［26］。
圆叶乌桕对喀斯特环境有特殊的适应能力，可
以作为喀斯特地区石漠化治理和生态恢复的先锋
树种， 树种的苗木质量和造林成活率是关键问题。
调查圆叶乌桕中 AM真菌的多样性并分离筛选出其
中的优势 AM真菌菌种，制作相应的菌剂，培养圆叶
乌桕菌根苗，可为石漠化的治理及喀斯特地貌植被
恢复提供新的方法和思路。
致谢：感谢青岛农业大学菌根研究室的刘润进老师及实验室
全体成员的帮助与支持。
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