全 文 ：林业科学研究 2006, 19( 3): 342~ 346
Forest R esearch
文章编号: 10011498( 2006) 03034205
山地木麻黄菌根菌的筛选和接种效应的研究
张 勇 1, 陈 羽 1, 李国标 2, 陈 珍 1, 仲崇禄 1
( 1.中国林业科学研究院热带林业研究所, 广东 广州 510520; 2. 广东省清远市林业局,广东 清远 511515 )
摘要: 利用 3个内生菌根菌 ( AMF )和 6个外生菌根菌 ( ECMF )接种山地木麻黄苗, 测定小苗的树高、根长、地径、地
上干质量、地下干质量和总生物量,并在干旱胁迫下测定小苗的保存率。结果表明:接种内、外生菌根菌后都能极显
著地促进山地木麻黄苗期的生长;山地木麻黄对供试的 AMF和 ECMF菌根都属于中等强度或较弱的依赖性; 山地
木麻黄接种菌根菌后对地上部分 (苗高、地径和地上干质量 )生长的促进作用比地下部分 (根长和地下干质量 )要
大; 在供试的 9个菌根菌种和菌株中, AM F比 ECM F更能提高山地木麻黄的抗旱力;筛选出菌根效应较好的菌根菌
有: 苏格兰球囊霉 90068、苏格兰球囊霉 90036、地表球囊霉 9004、黄硬皮马勃 0207、蜡蘑 E439,可在山地木麻黄苗期
接种应用。
关键词: 山地木麻黄;菌根菌; 菌根依赖性; 接种效应
中图分类号: S792 93 文献标识码: A
收稿日期: 20050809
基金项目: 863项目 生态环境建设抗逆林灌木柠条、沙棘等新品种选育 的子专题: 木麻黄抗逆新品种选育 ( 2002! 2005 ); IFS项目
外生菌根菌抗木麻黄青枯病的研究 部分研究内容; 广东省自然科学基金项目 利用菌根菌提高木麻黄抗旱性的研究
作者简介: 张 勇 ( 1975 ! ) ,男,广东阳江人,助理研究员,硕士.
Mycorrh izal Fungal Screening and Inoculant Effectiveness for
Casuar ina junghuhniana
ZHANG Yong
1
, CHEN Yu
1
, LI Guobiao2, CHEN Zhen1, ZHONG Chonglu1
( 1. R esearch In stitute ofT rop ical Forestry, CAF, Guangzhou 510520, Guangdong, Ch ina;
2. Q ingyuan Fores tBureau ofGuangdong P rov ince, Q ingyuan 511515, Guangdong, Ch ina)
Abstract: The paper reports the prelmi inary results o f inocu lant effect on the grow th and drought resistance ofCasuarina
junghuhniana based on a nursery expermi ent. Seedlings w ere inocu lated w ith 3 endomycorrhizal fung i ( AMF ) and 6 ecto
mycorrh izal fungi ( ECMF ), then the seedling height, root length, ground diam eter, dry w eight under ground, dry we ight
above ground and totalb iom assw eremeasured, and the surv iva lpercentage of seedlings under drought stresswas surveyed
after no w atering for 7 days asw el.l The results showed that both fung i could s ign ificantly mi prove the grow th ofC. junghu
hniana seedlings. M ycorrhizalDependency (MD ) ofC. junghuhniana belongs tom edium or weak in classificat ion accord
ing to 9 fung i applied in th is expermi ent. The grow th mi provem ent of above ground ( such as seedling height, diam eter at
ground level and dry weight above ground) w asm ore ev ident than that of under ground ( such as root length, dry we ight
under ground) when C. junghuhniana was inoculated w ith mycorrhizal fung.i The AMF indicated m ore obvious effect in
mi proving drought resistance o fC. junghuhniana than that ofECMF according to 9 m ycorrhizal fung i used in this experi
m ent. 5 isolates w ere selected from tested AMF and ECMF, includingG lomus caledonium 90068, G. caledonium 90036,
G. versiform 9004, Scleroderma f lavidum 0207, Laccaria sp E439. They could be used as inoculant ofC. junghuhniana
seedlings.
K ey words: Casuarina junghuhniana; mycorrhiza l fung;i mycorrh izal dependence; inoculant effect iveness
第 3期 张 勇等:山地木麻黄菌根菌的筛选和接种效应的研究
山地木麻黄 ( Casuarina junghuhniana M iq. 也
称 C. montana M iq. ) [ 1 ]原产印度尼西亚, 属于木
麻黄科 ( C asuarinaceae)木麻黄属 ( Casuarina L. )
乔木, 1986年被引种到中国, 它不仅适于山地种
植, 而且适于沿海地区种植。山地木麻黄为固氮
树种, 抗干旱、速生, 成熟林林木树高可达 35 m,
胸径可达 65 ~ 100 cm。山地木麻黄的木材非常
适于作薪材和木炭产品, 它的热值达 17 165. 9 ~
30 061. 2 k J∀ kg- 1, 木材气干密度为 900 kg∀
m
- 3 [ 2 ]。山地木麻黄也是共生营养型树种, 除了
能和 F rankia菌共生固氮外, 还能和外生菌根菌
( ectomycorrh izal gungus)和内生菌根菌 ( endom y
co rrh iza l fungus)共生。研究证明: 木麻黄树种形
成菌根后 ,明显增加了宿主植物的适应性以及在
苛刻的环境条件下的生长能力。菌根除了帮助
木麻黄植物吸收土壤中的养分外, 还增加了木麻
黄植物抗旱能力, 影响 F rank ia菌的固氮活性, 提
高木麻黄的抗病性, 减轻酸、碱和其他有毒物质
的危害等 [ 3]。在沿海营造和更新木麻黄防护林
的过程中 ,由于沿海沙地干旱、保水力差, 木麻黄
的造林成活率低一直是困扰造林工作者的难题。
本试验中 ,通过对山地木麻黄苗接种 AMF和 EC
MF菌种或菌株, 比较苗木接种后各处理生长指
标间的差异, 并在收获前进行干旱胁迫, 希望能
从多个菌根菌中筛选出能促进山地木麻黄生长,
并能提高山地木麻黄抗旱性的菌根菌种或菌株,
为菌根菌在山地木麻黄上进一步应用奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
1. 1. 1 供试苗木 供试苗木为山地木麻黄当年生
实生苗。种子先用 80 # 温水浸泡 10m in,冷却后用
0. 1% HgC l2溶液浸泡 5 m in进行表面消毒, 取出后
用无菌水冲洗多次,晾干;在经 121 # 高温消毒的混
合基质 (蛭石 ∃泥炭 ∃河沙 = 1∃1. 5∃2)中播种,定时喷
水保湿,待小苗长出后备用。
1. 1. 2 供试菌种 供试的内生菌根菌 ( AM F)有 3
种,外生菌根菌 ( ECMF)有 6种 (表 1), 由热林所菌
根课题组提供。AMF菌种在消毒混合基质中利用
三叶草 (Trifolium rep ens L. )进行生物繁殖, 3个月后
去其茎叶,将根系剪碎与基质混合, 晾干后备用,菌
体密度为每克基质含孢量 (或菌丝段 ) 68~ 75个;
ECMF菌种在实验室中扩大培养后,经匀浆器粉碎
制成菌液使用,菌液的烘干净质量为 17 mg∀ g- 1。
表 1 供试菌根菌种及菌株
菌种 处理 菌株号 拉丁学名 中文名
外生菌根菌
( ECMF)
1 E 439 Laccaria sp. 蜡蘑
2 0202 S clerod erma polyrhizum Pers. 多根硬皮马勃
3 9705 P isolithus tinc toriu s ( Pers. ) Coker et Couch 彩色豆马勃
4 E 4070 H ebe loma sp. 粘滑菇
5 0207 S clerod erma f lav idum E 11. & E v. 黄硬皮马勃
6 9480 Rh izopogon piceu s Berk. et Cu rt. 光黑腹菌
内生菌根菌
( AM F)
7 90036 G lomu s caled onium ( N ico.l& Gerd) Trappe& Gerd 苏格兰球囊霉
8 9004 G lomu s versif orm e( Karsten ) Berch 地表球囊霉
9 90068 G lomu s caled onium ( N ico.l& Gerd) Trappe& Gerd 苏格兰球囊霉
对照 ( CK) 10
1. 2 试验方法
1. 2. 1 试验设计 共设 10个处理, 处理 1~ 6为接
种 ECMF,处理 7~ 9为接种 AMF,处理 10为不接菌
根菌的对照 (表 1)。每个处理接种 10株苗, 重复 3
次,共接种山地木麻黄苗 300株。
1. 2. 2 苗木接种 当幼苗高 4~ 5 cm时选择生长
一致的小苗移植,栽培容器为家用一次性塑料杯 (高
9 cm,上口直径 7 cm, 底直径 4. 5 cm ) ,杯中装入高
温消毒的基质,每杯种 1株小苗。AMF在移苗时接
种,每株小苗根系附近放 2 g菌剂; ECMF在幼苗移
植 10 d后接入, 每株注射液体菌剂 2mL。苗木按常
规方法进行一致管理。
1. 2. 3 试验观测 接种后 60、90 d分别测定山地
木麻黄的苗高, 接种后 90 d测定山地木麻黄的地
径,然后停止浇水 7 d后, 再复水, 计算干旱胁迫后
各处理山地木麻黄的保存率;最后收获所有小苗, 测
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林 业 科 学 研 究 第 19卷
定其根长、地上干质量、地下干质量和总生物量, 按
如下公式计算山地木麻黄菌根依赖性 (M ycorrhiza l
dependence, MD)和菌根感染率 [ 4 ]。
菌根依赖性 (MD ) =接种植株平均干质量 /对照
株平均干质量 % 100%
菌根感染率 =菌根感染的根段 /检查的菌根根
段总数 % 100%
1. 2. 4 数据处理与分析 采用国际通用的 SAS统
计软件进行方差分析,用 Duncan法进行处理间的多
重比较 [ 5 ]。
2 结果与分析
2. 1 各处理对山地木麻黄小苗的接种效果
由表 2可知: 山地木麻黄苗形成菌根后,各处理
间的苗高、根长、地径、地上部分干质量、地下部分干
质量、总生物量和干旱胁迫后的保存率都有极显著
的差异 (P < 0. 01)。
表 2 山地木麻黄菌根筛选各指标方差分析
测定指标 自由度 平方和 均方 F值 P r> F
接种后 60 d苗高 9 1 386. 138 967 154. 015 441 7. 83* * * < 0. 000 1
接种后 90 d苗高 9 1 999. 952 323 222. 216 925 4. 58* * * < 0. 000 1
根长 9 244. 184 424 3 27. 131 602 7 6. 44* * * < 0. 000 1
接种后 90 d地径 9 0. 131 833 34 0. 014 648 15 24. 00* * * < 0. 000 1
地上干质量 9 1. 856 829 52 0. 206 314 39 11. 66* * * < 0. 000 1
地下干质量 9 0. 418 700 60 0. 046 522 29 4. 57* * * < 0. 000 1
总生物量 9 3. 564 351 04 0. 396 039 00 10. 75* * * < 0. 000 1
保存率 9 7 553. 482 916 581. 037 147 4. 41* * * 0. 000 5
注:保存率方差分析时作反正弦变换, * * * 表示 P = 0. 01水平上的差异。
2. 1. 1 不同处理对山地木麻黄菌根感染率的影响
参试的 9个 AMF和 ECMF都可以和山地木麻黄
根系形成菌根, 但不同的菌种或菌株对山地木麻黄
的感染率有明显的差异,其中 AMF比 ECMF有更高
的感染率, ECMF中处理 4 (粘滑菇 )和处理 6(光黑
腹菌 )的菌根感染率相对较高 (表 3)。
2. 1. 2 不同处理对山地木麻黄苗高生长的影响
根据表 3的 Duncan多重比较可知:接种后 60 d只有
3个接种 AMF处理的苗高极显著 (P < 0. 01)高于对
照,而接种后 90 d处理 9(苏格兰球囊霉 90068)、7
(苏格兰球囊霉 90036)、6(光黑腹菌 )、3(彩色豆马
勃 )、2(多根硬皮马勃 )的苗高均极显著高于对照。
表 3 不同处理各测定指标均值和 P = 0. 01水平 Duncan多重比较
处理
均值及 Duncan多重比较
菌根感染率
/%
接种后 60 d
苗高 / cm
接种后 90 d
苗高 / cm
根长 /
cm
地径 /
cm
地上干质量 /
( g∀ 株 - 1 )
地下干质量 /
( g∀ 株 - 1 )
总生物量 /
( g∀株 - 1 )
保存率 /
%
1 62. 0 21. 59 cd 27. 95 cd 9. 82 b 0. 17 ab 0. 56 b 0. 22 ab 0. 78 b 33. 00 b cd
2 43. 5 23. 99 bcd 30. 00 abc 9. 88 b 0. 12 d 0. 28 c 0. 18 b 0. 46 cd 21. 15 d
3 46. 3 23. 91 bcd 30. 43 abc 9. 78 b 0. 13 cd 0. 32 c 0. 16 b 0. 48 cd 33. 00 b cd
4 72. 4 23. 26 bcd 29. 30 b cd 9. 70 b 0. 13 cd 0. 25 c 0. 17 b 0. 42 cd 41. 07 b cd
5 43. 6 23. 95 bcd 29. 53 b cd 9. 55 b 0. 17 ab 0. 67 a 0. 29 a 0. 96 a 30. 29 b cd
6 67. 4 22. 28 cd 29. 92 b c 10. 94 ab 0. 14 c 0. 42 b c 0. 20 b 0. 62 bcd 45. 08 abcd
7 78. 2 26. 03 ab 31. 26 ab 10. 86 ab 0. 18 a 0. 66 a 0. 21 b 0. 87 a 53. 07 abc
8 81. 2 24. 82 bc 28. 51 cd 11. 75 a 0. 17 ab 0. 66 a 0. 23 ab 0. 89 a 54. 99 ab
9 85. 0 28. 81 a 34. 28 a 12. 33 a 0. 18 a 0. 72 a 0. 23 ab 0. 95 a 71. 57 a
10(对照 ) 23. 5 21. 01 d 26. 66 d 11. 02 ab 0. 14 cd 0. 20 c 0. 17 b 0. 37 d 23. 86 cd
注:同一列中相同字母表示无显著差异。
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第 3期 张 勇等:山地木麻黄菌根菌的筛选和接种效应的研究
2. 1. 3 不同处理对山地木麻黄苗根长、地径、地上
干质量、地下干质量和保存率的影响 由表 3可知:
在各处理中,没有一个处理的根长极显著大于对照;
处理 9、8、7、5、1的地径极显著大于对照, 处理 9、8、
7、5、1的地上干质量极显著大于对照, 这 5个处理
的地上干质量分别比对照高 260. 0%、2300%、
2300%、2350%、180. 0% ;而各处理的地下干质量
只有处理 5极显著大于对照, 其它各处理间没有极
显著差异;处理 9、8、7、5、1的总生物量极显著大于
对照,各处理在干旱胁迫后的保存率,只有处理 9和
8极显著大于对照。
2. 2 山地木麻黄的菌根依赖性
表 4表明:在除对照外的 9个处理中,处理 5、9、
8、7、1的菌根依赖性 (MD)大于 200%, 属于中等依
赖性,其它处理菌根依赖性都属于弱依赖性,没有处
理属于强依赖性 ( MD > 300为强依赖性, MD > 200
为中等依赖性, M D< 200为弱依赖性 [ 4] )。
表 4 山地木麻黄的菌根依赖性
处理 5 9 8 7 1 6 3 2 4
菌根依赖性 (MD ) /% 259. 5 256. 7 240. 5 235. 1 210. 8 167. 6 129. 7 124. 3 113. 5
2. 3 各生长指标间的相关性分析
方差分析及多重比较结果显示: 不同菌株接种
后对山地木麻黄试验苗各生长指标有不同程度的影
响,在此基础上, 再分析试验苗总生物量与各生长指
标 (接种后 90 d的苗高、根长和地径 )间的相关性。
经多元相关分析得出复相关系数 R 2 = 0. 883 833, 用
似然法及W ilks& Lambda[ 6 ]等 5种方法对因变量总
体与自变量的多元正态总体之间相关系数为零的假
设进行检验,结果证明: 相关性极显著 (P = 0. 001 2
< 0. 01) ,其标准化典型变量为:
Y= 0. 230X 1 - 0. 220X 2 + 1. 011X 3
式中: Y为山地木麻黄试验苗的总生物量, X 1为
接种后 90 d苗高 , X 2为根长, X 3为地径。构成典
型变量的原变量系数, 其绝对值的大小反映了原
变量在典型变量中的权重, 也表明了原变量对典
型相关系数的影响程度。从计算结果可以看出,
地径 (X 3 )对生物量的影响最大, 苗高 (X 1 )次之,
根长 ( X 2 )影响最小, 其相关系数分别为: X 1
( 0. 470 9 )、X 2 ( 0. 373 0 )、X 3 ( 0. 962 3 )。以上分
析说明了山地木麻黄试验苗接种菌根菌后, 对苗
木地上部分 (地径和苗高 )生长的影响较大, 对地
下部分 (根长 )生长的影响较小。
3 结论与讨论
( 1)对试验采用的 9个 AMF和 ECMF菌种或菌
株对山地木麻黄接种效应进行了比较和分析, 结果
表明: 接种后 90 d, AMF或 ECMF都可以感染山地
木麻黄根系而形成菌根,其菌根感染率因菌根菌不
同而有差异, AM F比 ECMF有更高的菌根感染率;
菌根菌能显著促进山地木麻黄苗期的生长, 一些处
理在苗高、地径、地上干质量、地下干质量、总生物量
和保存率等方面都优于未接种的对照, 达极显著差
异 (P < 0. 01) ;但一些菌种或菌株的菌根效应随着
时间的变化而产生变化, 如接种多根硬皮马勃
0202、彩色豆马勃 9705和光黑腹菌 9480的处理随
着时间的增加,菌根对苗高的促生作用变得显著, 而
接种地表球囊霉 9004在 90 d后,对苗高的促生作用
和对照已没有显著差异。作者认为这与 AMF在根
系感染得快, 而 ECMF感染慢有一定关系。陈应龙
等 [ 7, 8 ]的研究表明: AMF在接种初期具有较高的感
染率,但随着时间的推移, 苗木新生侧根数目剧增,
导致 AMF菌根相对感染率下降; 而相对 AMF菌根
来说, ECMF合成菌根的速度较慢,但 ECMF后期繁
殖能力增强, 形成更多的菌根,因此菌根效应呈上升
的趋势。
( 2)山地木麻黄接种 9个菌种或菌株的处理中,
只有黄硬皮马勃 0207、苏格兰球囊霉 90068、地表球
囊霉 9004、苏格兰球囊霉 90036、蜡蘑 E439的菌根
依赖性达到中等强度, 其它属于弱依赖性或没有依
赖性,这说明山地木麻黄对内生和外生菌根的依赖
性都不是很强。
( 3)表 3的 Duncan多重比较表明: 在供试的 9
个菌种或菌株中,菌根菌对山地木麻黄的促生作用
主要表现在植株的地上部分 (苗高、地径和地上干质
量 ) ,对地下部分 (根长和地下干质量 )的促生作用
则相对不明显;相关性分析也表明:山地木麻黄的地
径、苗高与植株总生物量之间的相关性较大,而根长
与植株总生物量之间的相关性较小。
( 4)在山地木麻黄苗的保存率上, 接种菌根
菌的苗木经过 7 d的干旱胁迫后, 只有处理 9 (苏
345
林 业 科 学 研 究 第 19卷
格兰球囊霉 )和处理 8 (地表球囊霉 )这两种内生
菌根菌接种的山地木麻黄的保存率极显著高于
对照, 其它处理则没有极显著差异 ( P = 0. 01水
平 ) , 而这两个菌种都是 AMF。因此在供试的 9
个菌根菌种和菌株中, AM F比 ECMF更能提高山
地木麻黄的抗旱力。
( 5)从总体上来说, 无论是山地木麻黄苗的
苗高、根长、地径、地上干质量、地下干质量、总生
物量, 还是在提高植株干旱胁迫下的保存率上,
AM F比 ECMF的菌根效应更好一些。综合考虑
山地木麻黄接种 9个菌根菌种或菌株后的生长效
应, 苏格兰球囊霉 90068、地表球囊霉 9004、苏格
兰球囊霉 90036、黄硬皮马勃 0207、蜡蘑 E439这
5个菌种或菌株对山地木麻黄都有较好的接种效
果, 可在山地木麻黄苗期接种应用, 加快苗木生
长, 提高苗木抗旱能力。
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