全 文 ：第 ３６ 卷第 １０ 期
２０１６年 ５月
生 态 学 报
ＡＣＴＡ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１０
Ｍａｙ，２０１６
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
基金项目：国家自然科学基金资助项目（４０７７１１１２， ４１１７１２１５）； 西南大学资源环境学院大学生科技创新“光炯”培育重点项目（２０１３０２１５）
收稿日期：２０１４⁃０９⁃２９； 　 　 网络出版日期：２０１５⁃１０⁃１０
∗通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｈｕａｎｇ９９＠ ｓｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＤＯＩ： １０．５８４６ ／ ｓｔｘｂ２０１４０９２９１９２９
彭丽媛，熊兴政，李艳，黄建国．锰对外生菌根真菌生长、养分吸收、有机酸分泌和菌丝体中锰分布的影响．生态学报，２０１６，３６（１０）：２８１９⁃２８２５．
Ｐｅｎｇ Ｌ Ｙ， Ｘｉｏｎｇ Ｘ Ｚ， Ｌｉ Ｙ， Ｈｕａｎｇ Ｊ Ｇ． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｏｎ ｇｒｏｗｔｈ， ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｕｐｔａｋｅ， ａｎｄ ｏｒｇａｎｉｃ ａｃｉｄ ｅｆｆｌｕｘ ｂｙ ｅｃｔｏｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｌ ｆｕｎｇｉ ａｎｄ
ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｈｙｐｈａｅ．Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，２０１６，３６（１０）：２８１９⁃２８２５．
锰对外生菌根真菌生长、养分吸收、有机酸分泌和菌丝
体中锰分布的影响
彭丽媛１，熊兴政１，李　 艳２，黄建国１，∗
１ 西南大学资源环境学院， 重庆　 ４００７１６
２ 四川凉山州西昌农业科学研究所， 西昌　 ６１５０００
摘要：外生菌根真菌对于酸性和锰污染土壤的植树造林和生态恢复有重要作用。 采用液体培养方法，以大白菇 Ｒｄ Ｆｒ（Ｒｕｓｓｕｌａ
ｄｅｌｉｃａ Ｆｒ．）、彩色豆马勃 Ｐｔ ７１５（Ｐｉｓｏｌｉｔｈｕｓ ｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ ７１５）、土生空团菌 Ｃｇ Ｆｒ（Ｃｅｎｏｃｏｃｃｕｍ ｇｅｏｐｈｉｌｕｍ Ｆｒ．）和厚环粘盖牛肝菌 Ｓｇ ＫｌＳ
（Ｓｕｉｌｌｕｓ ｇｒｅｖｉｌｌｅｉ（Ｋｌ．）Ｓｉｎｇ）为供试对象，研究了 Ｍｎ２＋对外生菌根真菌生长、养分吸收、有机酸和氢离子分泌的影响，以及锰在菌
丝细胞内外的分布情况。 结果表明：在 ０—８００ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ 的培养液中，Ｍｎ２＋对 Ｒｄ Ｆｒ 生长无显著影响；低浓度的 Ｍｎ２＋刺激 Ｓｇ
ＫｌＳ生长，中、高浓度无抑制作用；但大幅度降低 Ｐｔ ７１５和 Ｃｇ Ｆｒ的生物量，说明 Ｒｄ Ｆｒ和 Ｓｇ ＫｌＳ抗（耐）锰的能力较强。 在 Ｍｎ２＋
胁迫下，供试菌株的氮、钾含量和吸收量显著降低；含磷量和吸收量，以及草酸和柠檬酸的分泌速率因菌株不同而表现出多样
性，说明在减轻 Ｍｎ２＋毒的过程中，磷酸盐（或聚磷酸盐）对 Ｍｎ２＋固定作用和有机酸的络合作用因菌株不同而异。 但是，Ｍｎ２＋显
著降低 Ｒｄ Ｆｒ和 Ｓｇ ＫｌＳ的氢离子分泌速率，菌丝和原生质中的含 Ｍｎ量显著低于敏感性菌株，说明降低 Ｍｎ２＋的活性和减少吸收
可能是外生菌根真菌抗（耐）Ｍｎ２＋的重要机制。 此外，菌丝吸收的 Ｍｎ２＋绝大部份存在于质外体，少量进入细胞，前者是后者的
５．２３—９．２１倍，说明原生质膜是外生菌根真菌防御 Ｍｎ２＋进入细胞的重要屏障。
关键词：锰胁迫；外生菌根真菌；有机酸；养分
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｏｎ ｇｒｏｗｔｈ， ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｕｐｔａｋｅ， ａｎｄ ｏｒｇａｎｉｃ ａｃｉｄ ｅｆｆｌｕｘ ｂｙ
ｅｃｔｏｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｌ ｆｕｎｇｉ ａｎｄ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｈｙｐｈａｅ
ＰＥＮＧ Ｌｉｙｕａｎ１， ＸＩＯＮＧ Ｘｉｎｇｚｈｅｎｇ１， ＬＩ Ｙａｎ２， ＨＵＡＮＧ Ｊｉａｎｇｕｏ１，∗
１ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４００７１６， Ｃｈｉｎａ
２ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｉｃｈｕａｎ， Ｌｉａｎｇｓｈａｎｚｈｏｕ， Ｘｉｃｈａｎｇ ６１５０００， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｃｉｄ ｓｏｉｌｓ ａｒｅ ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄ ｉｎ ｔｒｏｐｉｃａｌ ａｎｄ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ａｒｅａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ ａｎｄ ｃｏｎｔａｉｎ ａ ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｔｉｖｅ
ｍａｎｇａｎｅｓｅ （Ｍｎ） ａｔ ｐＨ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ５．５． Ｅｃｔｏｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｌ （ＥＣＭ） ｆｕｎｇｉ ａｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｆｏｒｅｓｔａｔｉｏｎ ｉｎ ａｃｉｄ ｓｏｉｌｓ
ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ Ｍｎ－ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｒｅｇｉｏｎｓ． Ａ ｂｅｔｔｅｒ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｔｏ Ｍｎ ａｎｄ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ
ｐｒｏｐｅｒ ＥＣＭ ｆｕｎｇｉ ａｒｅ ｖｉｔａｌ ｐｒｅｒｅｑｕｉｓｉｔｅｓ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ＥＣＭ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｉｎ ｎｕｒｓｅｒｙ ｂｅｄｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， Ｒｕｓｓｕｌａ ｄｅｌｉｃａ Ｆｒ． （Ｒｄ
Ｆｒ）， Ｐｉｓｏｌｉｔｈｕｓ ｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ ７１５ （Ｐｔ ７１５）， Ｃｅｎｏｃｏｃｃｕｍ ｇｅｏｐｈｉｌｕｍ Ｆｒ． （Ｃｇ Ｆｒ）， ａｎｄ Ｓｕｉｌｌｕｓ ｇｒｅｖｉｌｌｅｉ （Ｋｌ．） Ｓｉｎｇ （Ｓｇ ＫｌＳ）
ｗｅｒｅ ｇｒｏｗｎ ｉｎ ｌｉｑｕｉｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉａ ｗｉｔｈ ｖａｒｉｏｕｓ Ｍｎ２＋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ， ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｕｐｔａｋｅ
（ｎｉｔｒｏｇｅｎ， ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ， ａｎｄ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ）， ｏｒｇａｎｉｃ ａｃｉｄ ｅｆｆｌｕｘ， ａｎｄ Ｍｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｆｕｎｇａｌ ｈｙｐｈａｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｎｏ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｍｎ２＋ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｒｄ Ｆｒ ａｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ０ ａｎｄ ８００ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ． Ｌｏｗ Ｍｎ２＋
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｓｇ ＫｌＳ ａｎｄ ｎｏ ｇｒｏｗｔｈ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ａｔ ｈｉｇｈ Ｍｎ２＋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ． Ｉｎ
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
ｃｏｎｔｒａｓｔ， ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ ｏｆ Ｐｔ ７１５ ａｎｄ Ｃｇ Ｆｒ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ Ｍｎ２＋， ａｎｄ ｔｈｅ ｂｉｏｍａｓｓ ｗａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ２２．７５％
ｆｏｒ Ｐｔ ７１５ ａｎｄ ３３．３３％ ｆｏｒ Ｃｇ Ｆｒ ａｔ ｈｉｇｈ Ｍｎ２＋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ， ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ （０ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ） ． Ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ Ｒｄ Ｆｒ ａｎｄ Ｓｇ ＫｌＳ ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｌｙ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｔｏ Ｍｎ２＋， ｐｒｏｂａｂｌｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ａｎｄ
ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ， ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｈａｂｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ ａｃｉｄ ｓｏｉｌｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ａｃｔｉｖｅ Ｍｎ２＋ ． Ａ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｂｙ ＥＣＭ ｆｕｎｇｉ ｉｎ ｌｉｑｕｉｄ ｍｅｄｉａ
ｗｉｔｈ Ｍｎ２＋ ａｄｄｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｕｎｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｔｏ ｈｏｓｔ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｕｐｔａｋｅ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｃｔｏｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｓ ｕｎｄｅｒ Ｍｎ ｓｔｒｅｓｓ．
Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｕｐｔａｋｅ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｎｄ ｅｆｆｌｕｘ ｏｆ ｏｘａｌａｔｅ ａｎｄ ｃｉｔｒａｔｅ ｂｙ ＥＣＭ ｆｕｎｇｉ ｓｈｏｗｅｄ ｄｉｖｅｒｓｅ ｃｈａｎｇｅｓ ａｍｏｎｇ ｆｕｎｇｉ
ｇｒｏｗｎ ｉｎ ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉａ ｗｉｔｈ ａｄｄｅｄ Ｍｎ２＋ ． Ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ Ｍｎ２＋ ｆｉｘａｔｉｏｎ ｂｙ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｏｒ ｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｔｅｓ ａｎｄ Ｍｎ２＋
ｃｏｍｐｌｅｘａｔｉｏｎ ｂｙ ｏｒｇａｎｉｃ ａｃｉｄｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｌｌｅｖｉａｔｉｎｇ Ｍｎ２＋ ｔｏｘｉｃｉｔｙ ｖａｒｉｅｄ ａｍｏｎｇ ＥＣＭ ｆｕｎｇａｌ ｓｔｒａｉｎｓ． Ｕｎｄｅｒ Ｍｎ２＋
ｓｔｒｅｓｓ， ｐｒｏｔｏｎ ｅｆｆｌｕｘ ｒａｔｅ， ａｎｄ Ｍｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｈｙｐｈａｅ， ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｉｎ ｐｒｏｔｏｐｌａｓｍ， ｏｆ Ｒｄ Ｆｒ ａｎｄ Ｓｇ ＫｌＳ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｌｙ
ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ Ｃｇ Ｆｒ ａｎｄ Ｐｔ ７１５， ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｆｕｎｇｉ ｔｏ Ｍｎ２＋ ． Ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｎ２＋ ｃｏｕｌｄ
ｔｈｕｓ ｂｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ＥＣＭ ｆｕｎｇｉ ｔｏ ａｌｌｅｖｉａｔｅ Ｍｎ２＋ ｔｏｘｉｃｉｔｙ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｍｏｓｔ ｏｆ Ｍｎ２＋ ａｂｓｏｒｂｅｄ
ｂｙ ｆｕｎｇａｌ ｈｙｐｈａｅ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ａｐｏｐｌａｓｔｓ ａｎｄ ｏｎｌｙ ｆｅｗ ｅｎｔｅｒｅｄ ｉｎｔｏ ｐｒｏｔｏｐｌａｓｍ． Ｍｎ２＋ ｉｎ ａｐｏｐｌａｓｔ ｒａｎｇｅｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ５．２３ ａｎｄ ９．２１
ｆｏｌｄｓ ｏｆ ｐｒｏｔｏｐｌａｓｍ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｐｌａｓｍａ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｂａｒｒｉｅｒ ｏｆ ＥＣＭ ｆｕｎｇｉ ａｇａｉｎｓｔ Ｍｎ２＋
ｅｎｔｒｙ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｃｅｌｌｓ． Ｓｉｎｃｅ ｌａｂ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｉｅｌｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ， ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｒｅ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｍｎ
ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ｔｒｅｅ ｒｏｏｔｓ ａｎｄ ＥＣＭ ｆｕｎｇｉ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｓｔｒｅｓｓ； ｅｃｔｏｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｌ ｆｕｎｇｕｓ； ｏｒｇａｎｉｃ ａｃｉｄ； ｎｕｔｒｉｅｎｔ
由于矿山开采、金属冶炼、煤炭燃烧、工业生产以及废弃物填埋等，大量的锰（Ｍｎ）进入土壤和水体。 目
前，全世界每年平均排放 １５００万 ｔ Ｍｎ，造成严重的局部污染［１］。 此外，地壳平均含 Ｍｎ 量约为 １％［２］，几乎分
布于所有的岩石和土壤矿物中。 若土壤 ｐＨ＜５．５，岩石和原生矿物中的 Ｍｎ就会以 Ｍｎ２＋的形式进入土壤溶液，
危害植物生长发育。 值得注意的是，酸性土壤占全球耕地面积的 ４０％以上［３］，锰是仅次于铝的危害因素［４］。
我国南方也存在大面积的酸性森林土壤，ｐＨ值通常在 ４．０—５．５之间，土壤活性 Ｍｎ２＋含量较高，并因酸沉降呈
逐渐增加的趋势［５］。 Ｍｎ２＋对森林造成多方面的危害，如抑制树根吸收养分，降低树叶光合作用，妨碍树木生
长发育和天然更新，导致森林大面积退化和衰亡［６⁃９］。 外生菌根真菌是森林生态系统中的重要成分，与树木
根系形成外生菌根。 在 Ｈｇ、Ｃｄ、Ｃｕ浓度较高的培养液中，某些菌株表现出较强的抗性，仍能正常生长［１０⁃１２］。
树木接种外生菌根真菌，抗旱、抗病、抗重金属能力增强，在逆境中的成活率提高［１３⁃１５］。 在含 Ｍｎ 较高的煤矿
废墟上，非菌根树木一般不能成活，而利用彩色豆马勃（Ｐｉｓｏｌｉｔｈｕｓ ｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ）接种松树幼苗之后，不仅提高成活
率，并且促进生长［１６］。 在 Ｃｕ、Ｃｄ、Ｚｎ严重污染的矿区土壤上，种植桉树、松树和杉树的菌根苗能有效提高造
林成功率［１７⁃１８］。 因此，利用菌根化苗木植树造林是绿化、美化、治理矿山和污染土壤的重要措施之一［１９⁃２０］。
外生菌根真菌一方面能促进树木吸收养分，促进生长发育；另一方面通过吸附、络合、沉淀等作用减少重
金属吸收［２１⁃２３］。 在重金属胁迫下，铆钉菇可分泌更多的酸性物质，螯合固定重金属，降低生物有效性［２４］；
Ａｈｏｎｅｎ⁃Ｊｏｎｎａｒｔｈ等报道，在 Ａｌ胁迫下，接种菌根真菌的松树幼苗比非菌根苗能够分泌更多的有机酸［２５］；铝、
锰胁迫提高外生菌根真菌 Ｓｌ １３、Ｃｇ ０４及 Ｐｔ ７１５分泌草酸和氢离子的速率，有机酸与 Ａｌ３＋和 Ｍｎ２ ＋发生络合作
用而减轻其毒害［２２］。 为此，试验利用不同生态条件下获得的外生菌根真菌，液培研究了 Ｍｎ２＋对菌丝生长，养
分吸收，有机酸和氢离子分泌的影响，以及锰在菌丝细胞内外的分布等，旨在筛选抗锰性较强的菌株，揭示其
抗锰机理，为 Ｍｎ污染土壤的植树造林和生态修复提供科学依据和手段。
１　 材料与方法
１．１　 材料准备
在初选试验的基础上，利用大白菇 Ｒｄ Ｆｒ（Ｒｕｓｓｕｌａ ｄｅｌｉｃａ Ｆｒ．）、彩色豆马勃 Ｐｔ ７１５（Ｐｉｓｏｌｉｔｈｕｓ ｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ
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７１５）、土生空团菌 Ｃｇ Ｆｒ（Ｃｅｎｏｃｏｃｃｕｍ ｇｅｏｐｈｉｌｕｍ Ｆｒ．）和厚环粘盖牛肝菌 Ｓｇ ＫｌＳ（Ｓｕｉｌｌｕｓ ｇｒｅｖｉｌｌｅｉ（Ｋｌ）Ｓｉｎｇ）为供试
菌株。 其中，Ｒｄ Ｆｒ来自于重庆金佛山马尾松林的强酸性黄壤（ｐＨ ≤ ４．０）；Ｐｔ ７１５ 从四川西昌干热河谷的桉
树林（红壤，ｐＨ ＝ ５．９）中分离获得；Ｃｇ Ｆｒ和 Ｓｇ ＫｌＳ源于内蒙古大青山的油松林土壤（ｐＨ ≈ ６．８—７．１），由内
蒙古农业大学的白淑兰教授提供。
采用 Ｐａｃｈｌｅｗｓｋｉ固体培养基，（２５±１）℃暗培养供试菌株 １４ｄ 备用。 培养基组成为（ｇ ／ Ｌ）：０．５ 酒石酸铵、
１．０ ＫＨ２ＰＯ４、０．５ ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ、２０葡萄糖、２０琼脂、０．１维生素 Ｂ１、１．０ ｍＬ ／ Ｌ微量元素混合液（每 Ｌ含 ８．４５ ｍｇ
Ｈ３ＢＯ３、 ５ ｍｇ ＭｎＳＯ４ ７Ｈ２ Ｏ、 ６ ｍｇ ＦｅＳＯ４ ·７Ｈ２ Ｏ、 ０． ６２５ ｍｇ ＣｕＳＯ４ ·５Ｈ２ Ｏ、 ２． ７７ ｍｇ ＺｎＣｌ２ 和 ０． ２７ ｍｇ
（ＮＨ４） ２Ｍｏ４Ｏ１３·２Ｈ２Ｏ，ｐＨ ５．５。
１．２　 试验设计
在我国西南锰矿和有色金属矿区，土壤溶液中的活性锰变化于 １５７． １— ８２４． ５０ ｍｇ ／ Ｌ，平均 ４４０． ３
ｍｇ ／ Ｌ［２６］。 因此，试验在 Ｐａｃｈｌｅｗｓｋｉ液体培养基中（固体培养基除去琼脂），分别加入不同浓度的 ＭｎＣｌ２·４Ｈ２Ｏ
（分析纯），形成以下 ４ 个处理：０ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ（无 Ｍｎ２＋，对照）、２００ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ（低 Ｍｎ２＋）、４００ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ（中
Ｍｎ２＋）和 ８００ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ（高 Ｍｎ２＋ ）。 分别取 ２５ ｍＬ 含不同 Ｍｎ２＋浓度的液体培养基置于 １５０ｍＬ 三角瓶中，
１２１℃ 高压灭菌 ３０ｍｉｎ。 冷却后每瓶分别接种一块直径为 ６ｍｍ固体菌块，（２５±１）℃暗培养 ２１ｄ，重复 １０次。
图 １　 Ｍｎ２＋对外生菌根真菌的菌丝生物量的影响
Ｆｉｇ．１　 Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｍｎ２＋ ｏｎ ｔｈｅ ｈｙｐｈａｌ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ ＥＣＭ ｆｕｎｇｉ
Ｒｄ Ｆｒ： 大白菇 Ｒｕｓｓｕｌａ ｄｅｌｉｃａ Ｆｒ．； Ｐｔ ７１５： 彩色豆马勃 Ｐｉｓｏｌｉｔｈｕｓ
ｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ ７１５； Ｃｇ Ｆｒ： 土生空团菌 Ｃｅｎｏｃｏｃｃｕｍ ｇｅｏｐｈｉｌｕｍ Ｆｒ．； Ｓｇ ＫｌＳ：
厚环粘盖牛肝菌 Ｓｕｉｌｌｕｓ ｇｒｅｖｉｌｌｅｉ （ Ｋｌ．） Ｓｉｎｇ；不同小写字母者表示
Ｍｎ２＋处理间差异显著（Ｐ ＜ ０．０５）；不同大写字母表示菌株间差异极
显著（Ｐ ＜ ０．０１）
１．３　 测定项目与方法
培养结束后，用精密酸度计测定培养液 ｐＨ。 然后，用 ０．１ｍｏｌ ／ Ｌ Ｈ２ＳＯ４酸化培养液至 ｐＨ ３．０，过滤收集菌
丝，高效液相色谱测定滤液中的有机酸。 色谱条件为：Ｉｏｎ⁃ ３００ 有机酸分析专用柱（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ，Ｔｏｒｒａｎｃｅ，ＣＡ，
ＵＳＡ），２０ μＬ进样量，２．５ ｍｍｏｌ ／ Ｌ硫酸为流动相，流速 ０．５ｍＬ ／ ｍｉｎ，柱温 ３５ ℃，压力 ４５０ ｐｓｉ，Ｄｉｏｄｅ Ａｒｒａｙ Ｌ⁃７４５５
紫外检测器，检测波长 ２１０ ｎｍ。 检测的有机酸包括草酸、柠檬酸、乙酸，其出峰时间（ｍｉｎ） 依次为 ８．８８、１１．５２、
１９．７１。 （８０ ±１）°Ｃ烘干菌丝，测定生物量后用硫酸⁃高氯酸消化，依次用靛酚蓝比色法、钼蓝比色法、火焰光度
计法、原子吸收光光度计法测定消化液中的氮（Ｎ）、磷（Ｐ）、钾（Ｋ）、锰（Ｍｎ） ［２７］。 另取部分 ４００ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ 培
养的新鲜菌丝，去离子水洗净，滤纸吸干，置于 ２５ ｍｍｏｌ ＨＣｌ ／ Ｌ ＋ ４０ ｍｍｏｌ Ｃａ（ＮＯ） ２ ／ Ｌ 交换溶液中，振荡 １０
ｍｉｎ（７０ ｒ ／ ｍｉｎ），过滤，重复 ３次，合并滤液，硫酸⁃高氯酸消化菌丝。 用原子吸收光光度计分别测定滤液和消
化液中 Ｍｎ２＋，前者为质外体中的 Ｍｎ２＋，后者为原生质中的 Ｍｎ２＋ ［１０］。
１．４　 数据处理
用 Ｅｘｃｅｌ ２０１３对试验数据进行基本计算，ＳＰＳＳ软件进行统计分析，Ｄｕｎｃａｎ 法比较试验处理间的差异性，
显著水准为 ５％和 １％。
２　 试验结果
２．１　 外生菌根真菌的菌丝生物量
外生菌根真菌的菌丝生物量（干重）因菌株不同而
异，平均值变化于 ４．２７ ｍｇ ／瓶（Ｃｇ Ｆｒ） — ４４．２５ ｍｇ ／瓶
（Ｒｄ Ｆｒ）之间（图 １）。 Ｍｎ２＋对 Ｒｄ Ｆｒ 生长无显著影响；
低浓度 Ｍｎ２＋刺激 Ｓｇ ＫｌＳ 生长，中、高浓度无抑制作用；
但是，Ｍｎ２＋显著降低 Ｐｔ ７１５ 和 Ｃｇ Ｆｒ 的菌丝生物量，最
大降幅分别为 ２２．７５％和 ３３．３３％。
２．２　 Ｎ、Ｐ、Ｋ含量和吸收量
Ｎ：Ｍｎ２＋显著降低外生菌根真菌菌丝含 Ｎ量和吸收
量（表 １）。 在 ８００ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ 的培养液中，Ｒｄ Ｆｒ、Ｐｔ
７１５、Ｃｇ Ｆｒ和 Ｓｇ ＫｌＳ的菌丝含 Ｎ 量分别比对照降低了
５９．２６％、４６．３７％、１７．０７％和 ７９．８７％，吸收量依次减少了
１２８２　 １０期 　 　 　 彭丽媛　 等：锰对外生菌根真菌生长、养分吸收、有机酸分泌和菌丝体中锰分布的影响 　
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
６０．００％、５６．２５％、５０．００％和 ７５．００％。
Ｐ：Ｍｎ２＋对外生菌根真菌的菌丝含 Ｐ 量和吸收量的影响因菌株不同而表现出多样性。 随培养液中的 Ｍｎ２＋
浓度提高，Ｒｄ Ｆｒ的含 Ｐ 量和吸收量增加；Ｐｔ ７１５的含 Ｐ 量无显著变化，但吸收量降低；Ｃｇ Ｆｒ 的含 Ｐ 量增加，
吸收量无显著变化（低浓度 Ｍｎ２＋除外）；Ｓｇ ＫｌＳ的含 Ｐ 量和吸收量均降低。
Ｋ：Ｍｎ２＋显著降低外生菌根真菌菌丝含 Ｋ量和吸收量。 在 ８００ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ 培养液中，Ｒｄ Ｆｒ、Ｐｔ ７１５、Ｃｇ Ｆｒ
和 Ｓｇ ＫｌＳ 的含 Ｋ 量分别比对照降低了 ５７． ５７％、２３． ３２％、４７． ２６％、４０． ９１％，吸收量依次减少了 ６１． ９０％、
４１．６７％、６２．５０％、５０．００％。
表 １　 Ｍｎ２＋对外生菌根真菌菌丝 Ｎ、Ｐ、Ｋ含量和吸收量的影响
Ｔａｂｌｅ １　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｍｎ２＋ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｎ， Ｐ ａｎｄ Ｋ ｂｙ ＥＣＭ ｆｕｎｇａｌ ｈｙｐｈａｅ
菌株
Ｆｕｎｇａｌ ｓｔｒａｉｎｓ
Ｍｎ２＋浓度 ／ （ｍｇ ／ Ｌ）
Ｍｎ２＋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ
养分含量 Ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ／ （ｍｇ ／ ｇ）
Ｎ Ｐ Ｋ
养分吸收量 Ｎｕｔｒｉｅｎｔ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ／ （ｍｇ ／瓶）
Ｎ Ｐ Ｋ
大白菇 Ｒｄ Ｆｒ ０ １．０８±０．０６ａ ５．１４±１．１４ｂ ４．６９±０．５３ａ ０．０５±０．０１ａ ０．２３±０．０４ｂ ０．２１±０．０８ａ
２００ ０．８８±０．０２ａｂ ６．８８±０．１８ａ ４．３７±０．２８ａ ０．０３±０．００ｂ ０．３１±０．０１ａ ０．１９±０．０６ａ
４００ ０．７２±０．０２ｂｃ ６．７２±０．７０ａ ４．４８±０．７３ａ ０．０３±０．００ｂ ０．３０±０．０２ａ ０．１７±０．０２ａ
８００ ０．４４±０．０５ｃ ６．０６±０．５６ａ １．９９±０．５６ｂ ０．０２±０．０１ｂ ０．２５±０．０４ａｂ ０．０８±０．０１ｂ
彩色豆马勃 Ｐｔ ７１５ ０ ８．１３±１．７４ａ ２１．９４±０．７９ａ １８．３６±１．９２ａ ０．３２±０．０７ａ ０．８３±０．０６ａ ０．７２±０．１０ａ
２００ ６．６８±１．９９ｂ ２１．９９±０．８８ａ １６．６８±０．６４ａｂ ０．２９±０．０６ａ ０．６７±０．０１ｂ ０．５３±０．０６ｂ
４００ ５．５１±０．９８ｃ ２０．８６±０．３９ａ １５．５０±０．２８ｂｃ ０．１８±０．０９ｂ ０．６８±０．０１ｂ ０．５０±０．００ｂ
８００ ４．３６±０．７７ｄ ２０．５２±０．４３ａ １４．０８±１．３４ｃ ０．１４±０．０４ｂ ０．６４±０．０１ｂ ０．４２±０．０３ｂ
土生空团菌 Ｃｇ Ｆｒ ０ ４．１０±０．３７ａ ３．５７±０．４６ｂ ８．２１±０．９８ａ ０．０２±０．０１ａ ０．０２±０．０１ｂ ０．０４±０．０１ａｂ
２００ ３．９５±０．５６ａｂ ５．９８±０．６４ａ ９．０５±０．５５ａ ０．０２±０．０１ａ ０．０４±０．０１ａ ０．０６±０．０１ａ
４００ ２．８１±０．６８ｂ ４．６４±０．５４ａｂ ６．５６±１．３１ｂ ０．０２±０．０１ａ ０．０２±０．０１ｂ ０．０２±０．００ｂｃ
８００ ３．４０±０．０３ｂ ４．８３±０．０１ａｂ ４．３３±０．８４ｃ ０．０１±０．００ｂ ０．０２±０．００ｂ ０．０１±０．００ｃ
厚环粘盖牛肝菌 ０ ６．３１±０．４１ａ １９．２１±０．１８ａ ７．０４±０．４５ａ ０．１２±０．００ａ ０．５４±０．０１ａ ０．２０±０．０１ａ
Ｓｇ ＫｌＳ ２００ ３．９９±０．５８ｂ １７．６６±０．６４ａｂ ６．６３±０．１６ａ ０．１６±０．０２ａ ０．５１±０．０１ａ ０．２０±０．００ａ
４００ ４．４２±１．２１ｂ １７．０３±０．８２ｂ ７．７２±０．２１ａ ０．１３±０．０４ａ ０．５０±０．０６ａ ０．２３±０．０３ａ
８００ １．２７±０．２８ｃ １６．８２±０．１１ｂ ４．１６±０．６１ｂ ０．０３±０．０１ｂ ０．４３±０．０１ｂ ０．１０±０．００ｂ
菌株 Ｆｕｎｇａｌ ｓｔｒａｉｎ ∗∗ ∗∗ ∗∗ ∗∗ ∗∗ ∗∗
Ｍｎ２＋浓度 Ｍｎ２＋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｎｇ ∗∗ ∗∗ ∗∗ ∗∗ ∗∗ ∗∗
菌株×Ｍｎ２＋浓度 Ｆｕｎｇａｌ ｓｔｒａｉｎ×Ｍｎ２＋ ｎｓ ｎｓ ｎｓ ｎｓ ｎｓ ｎｓ
　 　 Ｒｄ Ｆｒ：大白菇（Ｒｕｓｓｕｌａ ｄｅｌｉｃａ Ｆｒ．）； Ｐｔ ７１５：彩色豆马勃（Ｐｉｓｏｌｉｔｈｕｓ ｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ ７１５）； Ｃｇ Ｆｒ：土生空团菌（Ｃｅｎｏｃｏｃｃｕｍ ｇｅｏｐｈｉｌｕｍ Ｆｒ．）； Ｓｇ ＫｌＳ：厚
环粘盖牛肝菌（Ｓｕｉｌｌｕｓ ｇｒｅｖｉｌｌｅｉ（Ｋｌ．）Ｓｉｎｇ）；在相同菌株不同 Ｍｎ２＋浓度处理的数据中，不同字母者表示差异显著（Ｐ ＜ ０．０５）， ∗∗ 表示差异极显
著（Ｐ＜０．０１），ｎｓ表示差异不显著
２．３　 有机酸和 Ｈ＋分泌
２．３．１　 有机酸
草酸：在 Ｍｎ２＋胁迫下，外生菌根真菌菌丝分泌草酸的速率因菌株不同而异（表 ２）。 其中，低浓度 Ｍｎ２＋促
进 Ｒｄ Ｆｒ分泌草酸，但中、高浓度无显著影响；Ｍｎ２＋浓度增加，Ｐｔ ７１５ 和 Ｃｇ Ｆｒ 分泌草酸的速率提高，Ｓｇ ＫｌＳ 则
相反。 此外，草酸分泌速率 Ｃｇ Ｆｒ ＞ Ｐｔ ７１５ ＞ Ｓｇ ＫｌＳ ＞ Ｒｄ Ｆｒ，平均分泌速率高低相差 ６．３９倍。
柠檬酸：Ｍｎ２＋对外生菌根真菌菌丝分泌柠檬酸的影响也因菌株不同而异（表 ２）。 Ｍｎ２＋促进 Ｒｄ Ｆｒ 分泌柠
檬酸，但降低 Ｐｔ ７１５、Ｃｇ Ｆｒ和 Ｓｇ ＫｌＳ的分泌速率。 此外，分泌柠檬酸速率 Ｃｇ Ｆｒ ＞ Ｓｇ ＫｌＳ ＞ Ｒｄ Ｆｒ和 Ｐｔ ７１５。
乙酸：在 Ｒｄ Ｆｒ、Ｐｔ ７１５和 Ｃｇ Ｆｒ的培养液中，未检测出乙酸（表 ２），但是，Ｓｇ ＫｌＳ 分泌乙酸的速率随 Ｍｎ２＋
浓度增加而降低。 在 ８００ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ的培养液中，其分泌速率比对照降低了 ７６．３０％。
２．３．２　 氢离子
表 ２可见，随培养液中的 Ｍｎ２＋浓度提高，Ｒｄ Ｆｒ、Ｐｔ ７１５ 和 Ｓｇ ＫｌＳ 分泌 Ｈ＋的速率持续降低（仅 Ｒｄ Ｆｒ 在高
２２８２ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３６卷　
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浓度 Ｍｎ２＋时例外，但仍显著低于对照），但 Ｃｇ Ｆｒ 分泌 Ｈ＋的速率则相反。 在 ８００ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ 的培养液中，Ｒｄ
Ｆｒ、Ｐｔ ７１５和 Ｓｇ ＫｌＳ分泌 Ｈ＋的速率分别比对照降低了 １７．５８％、６５．９１％和 ４８．８９％，Ｃｇ Ｆｒ增加了 ３８．３９％。
表 ２　 Ｍｎ２＋胁迫条件下，外生菌根真菌菌丝分泌草酸、柠檬酸、乙酸及 Ｈ＋的速率 （μｍｏｌ ｇ－１ ｄ－１）
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｅｆｆｌｕｘ ｒａｔｅ ｏｆ ｏｘａｌａｔｅ， ａｃｅｔａｔｅ， ｃｉｔｒａｔｅ ａｎｄ Ｈ＋ ｂｙ ＥＣＭ ｆｕｎｇｉ ｕｎｄｅｒ Ｍｎ２＋ ｓｔｒｅｓｓ
菌株
Ｆｕｎｇａｌ ｓｔｒａｉｎｓ
Ｍｎ２＋浓度 ／ （ｍｇ ／ Ｌ）
Ｍｎ２＋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ
草酸
Ｏｘａｌａｔｅ
柠檬酸
Ｃｉｔｒａｔｅ
乙酸
Ａｃｅｔａｔｅ Ｈ
＋
大白菇 Ｒｄ Ｆｒ ０ ６．２４±０．２７ｂ ５．１８±０．０４ｂ ｎｄ １．６５±０．０８ａ
２００ ８．１９±０．２０ａ ７．１３±１．４９ａｂ ｎｄ １．４３±０．１４ｂ
４００ ５．８７±０．４８ｂ ７．５１±１．９９ａｂ ｎｄ １．１５±０．０１ｃ
８００ ５．７３±０．２３ｂ ７．８６±０．３９ａ ｎｄ １．３６±０．１０ｂ
彩色豆马勃 Ｐｔ ７１５ ０ ２６．３４±３．７４ｃ ６．９９±１．７２ａ ｎｄ ５．６６±０．４４ａ
２００ ２８．２４±０．７３ｂｃ ６．８０±１．４７ａ ｎｄ ３．４５±０．２５ｂ
４００ ３０．３６±４．１５ｂ ５．３０±０．４０ａｂ ｎｄ １．８１±０．１６ｃ
８００ ３７．０５±７．５４ａ ４．２２±０．２７ｂ ｎｄ １．９３±０．２８ｃ
土生空团菌 Ｃｇ Ｆｒ ０ ２３．０９±２．０５ｃ １１４４．９±６０．１７ａ ｎｄ ５．１２±０．３９ｃ
２００ ４２．２８±１．２１ｂ ９３０．５±５２．４１ｂ ｎｄ ５．５８±１．９７ｂｃ
４００ ４６．５２±５．６６ａｂ ９５９．３±９４．７４ｂ ｎｄ ６．２９±１．６３ａｂ
８００ ５４．８３±６．６５ａ ８３５．４±６７．１６ｃ ｎｄ ８．３１±０．３１ａ
厚环粘盖牛肝菌 ０ １４．５９±０．２８ａ １９６．８±４．２７ａ ７２．２８±０．９３ａ ３０．６０±０．５８ａ
Ｓｇ ＫｌＳ ２００ １０．８８±０．８１ｂ １３６．８±１６．１９ｂ ３３．３８±５．３０ｂ ２２．２０±０．５２ｂ
４００ ８．５８±０．８７ｃ １３５．６±２４．１１ｂ ２２．４９±２．３９ｃ １７．４８±１．４８ｃ
８００ ５．６７±０．８５ｄ １３４．９±１２．４７ｂ １７．１３±３．６８ｃ １５．６４±２．２８ｃ
菌株 Ｆｕｎｇａｌ ｓｔｒａｉｎ ∗∗ ∗∗ ∗∗ ∗∗
Ｍｎ２＋浓度 Ｍｎ２＋Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｎｇ ∗∗ ∗∗ ∗∗ ∗∗
菌株×Ｍｎ２＋浓度 Ｆｕｎｇａｌ ｓｔｒａｉｎ×Ｍｎ２＋ ｎｓ ｎｓ ｎｓ ｎｓ
　 　 ｎｄ表示未检出
２．４　 菌丝 Ｍｎ含量、吸收量及其分布
２．４．１　 含量和吸收量
菌株不同，菌丝含 Ｍｎ量和吸收量也不一样，平均含 Ｍｎ量 Ｃｇ Ｆｒ ＞ Ｐｔ ７１５ ＞ Ｒｄ Ｆｒ ＞ Ｓｇ ＫｌＳ；平均吸收量
Ｒｄ Ｆｒ最高，Ｃｇ Ｆｒ 最低。 随培养液中的 Ｍｎ２＋浓度提高，菌丝含 Ｍｎ 量和吸收量显著增加。 在 ８００ ｍｇ Ｍｎ２＋ ／ Ｌ
培养液中，菌丝含 Ｍｎ量和吸收量分别比对照增加了 ６．５７—９６．６７倍和 ６．５８％—１１２．４２％（图 ２）。
２．４．２　 Ｍｎ分布
表 ３可见，菌丝原生质含 Ｍｎ量变化于 ０．５３—２．０１ｍｇ ／ ｇ之间，质外体含 Ｍｎ量为 ４．８８—１０．５２ｍｇ ／ ｇ，后者是
前者的的 ５．２３—１１．２倍。 此外，原生质和质外体含 Ｍｎ量 Ｃｇ Ｆｒ最高，分别是其它菌株的 ２．４５—３．７９ 倍（原生
质）和 １．６４—２．１５倍（质外体）。
表 ３　 Ｍｎ在外生菌根真菌细胞内外的分布 ／ （ｍｇ ／ ｇ）
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｍｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｉｎ ａｎｄ ｏｕｔ ｏｆ ＥＣＭ ｃｅｌｌｓ
菌株
Ｆｕｎｇａｌ ｓｔｒａｉｎｓ
原生质
Ｐｒｏｔｏｐｌａｓｍ
质外体
Ａｐｏｐｌａｓｔ
原生质 ／质外体
Ｐｒｏｔｏｐｌａｓｍ ／ Ａｐｏｐｌａｓｔ
大白菇 Ｒｄ Ｆｒ ０．８２±０．０８ｃ ６．４１±０．０８ｂ １ ∶７．８２
彩色豆马勃 Ｐｔ ７１５ １．０５±０．１３ｂ ６．５８±０．１３ｂ １ ∶６．２７
土生空团菌 Ｃｇ Ｆｒ ２．０１±０．４９ａ １０．５２±０．５６ａ １ ∶５．２３
厚环粘盖牛肝菌 Ｓｇ ＫｌＳ ０．５３±０．１１ｃ ４．８８±０．５０ｃ １ ∶９．２１
　 　 在同一列中，有不同字母者表示差异显著（Ｐ ＝ ０．０５）
３２８２　 １０期 　 　 　 彭丽媛　 等：锰对外生菌根真菌生长、养分吸收、有机酸分泌和菌丝体中锰分布的影响 　
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图 ２　 在不同Ｍｎ２＋浓度的培养液中，外生菌根真菌的菌丝含Ｍｎ量和吸收量
Ｆｉｇ．２　 Ｍｎ２＋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂｙ ＥＣＭ ｈｙｐｈａｅ ｇｒｏｗｎ ｉｎ ｃｕｌｔｕｒｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｖａｒｉａｂｌｅ Ｍｎ２＋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ
３　 讨论
在逆境条件下，生物的生长状况是反映其抗性的最重要指标［２８⁃２９］。 Ｍｎ２＋对 Ｒｄ Ｆｒ 生长无显著影响；低浓
度 Ｍｎ２＋刺激 Ｓｇ ＫｌＳ生长，中、高浓度仍无抑制作用，说明 Ｒｄ Ｆｒ 和 Ｓｇ ＫｌＳ 抗（耐）Ｍｎ 的能力较强。 继续开展
Ｒｄ Ｆｒ和 Ｓｇ ＫｌＳ菌根植物抗（耐）Ｍｎ的研究，有益于它们的实际应用。
Ｂｌａｕｄｅｚ等认为，外生菌根真菌对重金属抗性的差异与它们的来源地有关［３０］。 供试菌株 Ｒｄ Ｆｒ 生长于重
庆市金佛山马尾松林下强酸性土壤（ｐＨ≤４．０），活性 Ｍｎ２＋含量高，为了适应生存环境，物竞天择，逐渐进化出
抗（耐）Ｍｎ能力较强的生物学特性。 但是，Ｓｇ ＫｌＳ则来源于内蒙古大青山油松林的中性土壤（ｐＨ ６．８—７．１），
活性锰含量较低［９］，推测 Ｓｇ ＫｌＳ抗锰性较强可能为固有生物学特性。 在培养基中添加不同浓度的 Ｍｎ２＋，均未
抑制 Ｒｄ Ｆｒ和 Ｓｇ ＫｌＳ生长。 推测在 Ｍｎ２＋含量较高的土壤中，Ｒｄ Ｆｒ和 Ｓｇ ＫｌＳ也可能较好的生长。 当它们与树
木根系形成外生菌根之后，生长良好的外延菌丝广泛深入土壤，有益于扩大养分吸收空间，维持养分吸收，保
持寄主植物健康，增强抗逆能力［３１］。
外生菌根真菌通过固定、钝化、分隔、抑制吸收和解毒等多种途径拮抗重金属危害［３２⁃３３］。 ＰＯ３－３ 与 Ｍｎ２
＋形
成难溶性磷酸盐［Ｍｎ３（ＰＯ４） ２·ｎＨ２Ｏ，Ｋｓｐ ＝ ６．１３×１０
－３２］，有效地固定 Ｍｎ２＋。 因此，菌根真菌组织中的磷酸盐
或聚磷酸能结合固定重金属，降低有效浓度，减轻锰害［３４］。 在 Ｍｎ２＋胁迫条件下，外生菌根真菌增加 Ｐ 的吸收
可能是减轻 Ｍｎ２＋毒的原因之一［９］。 尽管 Ｒｄ Ｆｒ和 Ｓｇ ＫｌＳ同属抗（耐）性较强的菌株，但培养液中的 Ｍｎ２＋使 Ｒｄ
Ｆｒ含 Ｐ 量和吸收量增加，Ｓｇ ＫｌＳ则相反，故增加 Ｐ 吸收可能是 Ｒｄ Ｆｒ而非 Ｓｇ ＫｌＳ 减轻 Ｍｎ２＋毒的策略。 此外，
［Ｍｎ（Ｃ２Ｏ４） ３］ ３
－和 Ｍｎ３（Ｃ６Ｈ５Ｏ７） ２的稳定常数（ ｌｇβ）分别为 １９．４ 和 １１．４，故外生菌根真菌增加草酸和柠檬酸
分泌能降低 Ｍｎ２＋的有效浓度，有益于减轻 Ｍｎ毒。 但是，Ｍｎ２＋对供试菌株分泌草酸和柠檬酸的影响也表现出
多样性，说明它们通过分泌有机酸络合 Ｍｎ２＋而减轻毒害的作用因菌株不同而异。
值得注意的是，培养液中的 Ｍｎ２＋显著降低 Ｒｄ Ｆｒ和 Ｓｇ ＫｌＳ分泌氢离子的速率。 在土壤 ｐＨ ３—９范围内，
每提高一个 ｐＨ值单位，Ｍｎ２＋浓度下降 １００倍，故 ｐＨ对活性Ｍｎ含量影响巨大［３５］。 因此，在Ｍｎ２＋胁迫条件下，
外生菌根真菌减少氢离子分泌可降低 Ｍｎ 的活性，是防止 Ｍｎ２＋进入菌丝的有效的途径之一。 在 Ｒｄ Ｆｒ 和 Ｓｇ
ＫｌＳ的菌丝和原生质中，含 Ｍｎ 量显著低于 Ｃｇ Ｆｒ 和 Ｐｔ ７１５，说明抗（耐）Ｍｎ 能力较强的菌株能有效地阻止
Ｍｎ２＋进入菌丝和原生质，减轻 Ｍｎ毒。 松树幼苗接种彩色豆马勃（Ｐｉｓｏｌｉｔｈｕｓ ｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ）之后，Ｍｎ 主要存在于根
系表面的菌套中，仅有少量进入根系和运输到地上部，由此减轻 Ｍｎ 的毒害作用［１６］。 此外，无论抗 Ｍｎ２＋性强
弱，外生菌根真菌吸收 Ｍｎ２＋后，大量存在于质外体，仅少量进入原生质，类似 Ｂｉｄｗｅｌｌ 等［３６］的研究结果。 说明
原生质膜是防御 Ｍｎ２＋进入细胞的重要屏障。
４２８２ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３６卷　
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总之，Ｒｄ Ｆｒ和 Ｓｇ ＫｌＳ具有较强的抗（耐）Ｍｎ２＋性。 在 Ｍｎ２＋胁迫的条件下，外生菌根真菌吸收 Ｐ 和分泌有
机酸表现出多样性，但减少氢离子分泌和 Ｍｎ２＋进入菌丝和原生质是抗性菌株的共同特性，可视为拮抗 Ｍｎ２＋害
的重要机制之一。
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５２８２　 １０期 　 　 　 彭丽媛　 等：锰对外生菌根真菌生长、养分吸收、有机酸分泌和菌丝体中锰分布的影响