全 文 ：　　1997—05—08收稿。
陈应龙研究实习员,弓明钦,王凤珍,陈羽(中国林业科学研究院热带林业研究所　广州　510520)。
* 本项研究为国家自然科学基金“杉木、桉树人工林长期生产力保持机制研究”( 1997～1999年)和中澳合作 ACIAR
9425项目“华南地区桉树人工林的外生菌根菌”( 1996～1999年)内容之一。本文得到北京林业大学雷增普教授和北京市农
林科学院张美庆研究员的指导和审阅,特此致谢。
尾叶桉混合菌根营养生理研究*
陈应龙　弓明钦　王凤珍　陈　羽
　　摘要　桉树是具有混合菌根( ECM 和 VAM)的树种。关于混合菌根营养生理的研究, 国内外
均未见报道。本文在苗圃接种试验的基础上, 研究了尾叶桉苗期混合接种 ECM 菌彩色豆马勃和
VAM 菌苏格兰球囊霉对宿主营养生理的影响。结果表明, 尾叶桉苗期混合接种菌根真菌后, 对苗
木根系营养生理产生了较大的影响。菌根接种能显著提高苗木的根系活力, 两种混合接种方式分别
比未接种对照苗提高了 31. 90%和 28. 69% ,并好于两种单接种的处理。两种混合接种 T2 和 T4 根
系 iPA 和 ABA 含量也有显著提高,其中, iPA 分别增加了 130. 41%和 40. 72%。混合接种苗木根系
可溶性多糖含量分别是对照的 2. 75和 2. 11 倍, 但低于单接种苗; 4 种菌根真菌接种苗木根系氨基
酸含量均较高, 分别为对照苗的 3～5 倍,其中混合接种苗含量高于单接种。菌根营养生理的这些变
化, 在一定程度上反映了菌根的接种效应。
　　关键词　尾叶桉　混合菌根　营养生理　VAM 菌　ECM 菌
　　混合菌根( ecto- and endomycor rhizas)是指在同一株植物的根系上,由不同种或不同种类
的真菌形成不同类型的菌根, 或者在同一小根上既有外生菌根形成的菌套( mantle)和哈蒂氏
网( Hart ig net ) ,又有内生菌根真菌形成的泡囊( v esicular)或丛枝( arbuscular ) [ 1, 2]。国内外研
究表明, 在自然生态系统中,许多既可形成外生菌根( ECM ) , 又可形成内生菌根( VAM )的树
种,常常会形成混合菌根。据报道,桉( Eucalyp tus)、柳( S alix )、杨( Pop ulus)、金合欢( Acacia)、
柏木( Cup ressus)、榆( Ulmus)及木麻黄( Casuaria)等属的树种, 在一定条件下均发现有混合菌
根的形成[ 1～5]。
国内外对桉树 ECM [ 6～8]和 VAM [ 2, 9, 10]研究较多,对桉树混合菌根研究很少[ 11, 12] ,尚未见
有关混合菌根生理生化方面的研究报道。本文是在对桉树 ECM 和 VAM 分别研究的基础上,
开展了桉树混合菌根的研究工作。苗期试验证明,混合菌根接种对桉树苗木营养生理有显著的
影响,具有较大的应用前景(另文报道)。本文报道尾叶桉混合菌根营养生理研究的初步结果。
1　材料和方法
1. 1　试验材料
1. 1. 1　菌种　ECM 菌选用彩色豆马勃[ P isol ithus tinctorius ( Pers. ) Coker et Couch ] Pt
9303菌株,由本课题组分离培养; VAM 菌选用苏格兰球囊霉[ Glomus caledonium ( Nicol . &
Gerd) Trappe & Gerd] Gc 90068菌株,由南京土壤所林先贵先生提供。接种所用的菌剂分别
采用液体培养和生物繁殖法生产。
林业科学研究　1998, 11( 3) : 237～242
Forest Resear ch 　　 　　　
1. 1. 2　试验树种　尾叶桉( Eucalyp tus urophyl la S. T . Blake)种子由本所吴菊英先生提供,种
源号为 14531。
1. 1. 3　育苗基质　采用消毒的混合基质(由蛭石、泥炭、河砂按照体积比 1. 5∶1∶2混匀)。
1. 2　方法
1. 2. 1　接种方法　待无菌苗长到 3 cm 左右时进行移苗,同时进行第一次接种。ECM 菌采用
菌丝球接种,每株幼苗接种菌丝球2～3粒; VAM 菌用孢子菌剂接种。20 d后,根据试验设计,
对需要进行混合接种的苗木,采用注入法进行第二次接种。
1. 2. 2　试验设计　试验设 5个处理: T 1、T 3分别为 VAM 菌和 ECM 菌单接种, T 2和 T 4为
混合接种( T 2为先接种 VAM 菌 Gc 90068,第二次接种 ECM 菌 Pt 9303; T4接种顺序与 T 2
相反, 即先接种Pt 9303,第二次接种Gc 90068) , T 5为对照(未接种)。4个重复,重复内各处理
苗木 10株,均按完全随机区组设计。
1. 2. 3　理化分析方法　完成接种后 5个月时, 对试验苗木进行理化分析。
( 1)根系活力:用 TT C法测定试验苗木的根系活力[ 13]。实验材料采用苗木的伤流液,反应
时间为 3 h,在 721-B型分光光度计上比色。根据各处理苗在 485 nm 的 OD 值,由回归直线求
出 T TC 还原浓度,按下面的公式计算出 TT C还原强度, 用来表示根系活力的大小。
T TC 还原强度= TT C 还原量( g ) / [根系鲜重( g )×反应时间( h) ]
TT C 还原量( g ) = 相应 TT C浓度( mg/ mL)×定容体积( mL)×10- 3( g/ mg)
( 2)植物生长激素 iPA 和 ABA:细胞分裂素( iPA)和脱落酸( ABA )的测定,均采用酶联免
疫法( ELISA ) [ 14] , 激素 ELISA 试剂盒由南京农业大学提供。
( 3)可溶性多糖及氨基酸含量:可溶性多糖含量的测定,用蒽酮比色法;氨基酸含量的测定
采用茚三酮比色法[ 15]。根据标准溶液所得的相应直线回归方程,计算出样品中多糖和氨基酸
的含量。
2　结果与分析
2. 1　对苗木根系活力的影响
根系是植物吸收水分和矿质元素的主要器官, 也是许多有机物的初级合成场所,因此, 根
系的活力直接影响植物的生长和发育。试验苗木根系活力测定结果,表明菌根真菌接种能明显
提高苗木的根系活力(表 1、图 1)。
表 1　试验苗木根系活力测定结果
处　理 T TC 还原浓度( mg / mL) T T C还原量( g) 根系活力(×10- 3) 比对照增加( % )
T1 2. 757 0. 069 2. 015 21. 97
T2 2. 293 0. 057 2. 179 31. 90
T3 1. 949 0. 049 1. 904 15. 25
T4 2. 431 0. 061 2. 126 28. 69
T5 2. 339 0. 058 1. 652 -
　　在 5种处理苗木中,混合菌根接种T 2和 T 4苗木根系活力均较高,单接种试验苗次之; 未
接种对照苗木根系活力最低。4种接种处理中, 混合接种 T2 根活力最高, 比对照提高了
238　　　　　　　　　　　　　　　　林 业 科 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　11卷
31. 90% , T 3根系活力较低,比对照增加了 15. 25%。各处理苗木根系活力从大到小依次为:
T 2、T 4、T 1、T 3和 T5。
2. 2　对根系 iPA和 ABA含量的影响
植物生长激素对植物的生长和发育起着重要的调节和控制作用。试验苗根系 iPA 和A BA
含量分析结果表明(表 2、图2) ,菌根菌接种影响苗木根系生长激素的含量。接种苗木根系 iPA
含量均显著高于对照, 其中单接 Pt 9303的苗木 iPA 含量最高, 比对照增加了 254. 12% ;两种
混合接种分别增加了 130. 41%和 40. 72% , T2要高于 T 4。不同菌根菌接种对苗木 ABA 含量
影响有一定的差异, 其中 T3根系 ABA 含量最高, 比对照增加了 119. 71% , T 1和 T 2增加了
12. 41% , T 4含量与对照相同。
表 2　苗木根系 iPA 和 ABA 含量分析
激　　素 T 1 T2 T 3 T 4 T 5( CK)
iPA(×105 pm ol/ g FW ) 5. 13 4. 47 6. 87 2. 73 1. 94
比 T5增加( % ) 164. 43 130. 41 254. 12 40. 72 -
ABA(×104 pm ol/ g FW ) 4. 62 4. 62 9. 03 4. 11 4. 11
比 T5增加( % ) 12. 41 12. 41 119. 71 - -
图 1　苗木根系活力　　　　　　图 2　根系 iPA 和 ABA 含量
2. 3　可溶性糖和氨基酸含量的变化
　　根据标准糖溶液(由葡萄糖配制)及标准
氨基酸溶液(由亮氨酸配制)各浓度及相应光
密度值,得出两者的直线回归方程分别为:
y 1= - 0. 000 9+ 0. 003x 1
y 2= 0. 000 4+ 0. 002 8x 2
从各处理苗木根系伤流液中可溶性多糖
和氨基酸含量的分析结果可以看出, 接种苗
木多糖和氨基酸含量均明显高于对照(表 3、
图 3)。
表 3　试验苗伤流液中可溶性多糖和氨基酸
含量分析
处理 多糖含量
( mg/ kg FW )
氨基酸含量
(m g/ kg FW )
T 1 8. 568( 7. 85) 6. 636( 3. 01)
T 2 3. 002( 2. 75) 11. 476( 5. 20)
T 3 13. 272( 12. 15) 11. 340( 5. 15)
T 4 2. 304( 2. 11) 11. 520( 5. 22)
T 5 1. 092( 1. 00) 2. 208( 1. 00)
　　注:含量数据后括号内的数字为其与对照相应含量的
比值。
2393 期　　　　　　　　　　　　陈应龙等:尾叶桉混合菌根营养生理研究　　　　　　　　　　　　　
图 3　根系多糖和氨基酸含量
　　5种处理苗木可溶性多糖含量变化较
大,其中, 单接种 T 3和 T 1苗木糖含量最
高,分别为对照的 12. 15 和 7. 85 倍, 混合
接种 T 2和 T 4苗木糖含量比单接种的低,
分别是对照的 2. 75和 2. 11倍。菌根接种
苗木氨基酸含量均高于未接种对照, 混合
接种 T 2和 T 4氨基酸含量较高, 分别为对
照的 5. 20和 5. 22倍; 单接种 T 1和 T 3分
别为对照的 3. 01和5. 15倍。分析结果表
明,苗木接种菌根菌后, 有利于根系对多糖
和氨基酸的合成; 菌根对宿主多糖和氨基
酸的合成与积累起着促进作用;与单接种相比, 混合接种更加有利于氨基酸的合成, 但对多糖
的合成效果明显差于单一类型的菌根菌接种。
3　结论与讨论
　　( 1)混合菌根对宿主根系活力的影响:接种菌根菌后, 能显著提高苗木根系的活力, 混合
接种和单接种对根系活力均有较大的影响;其中两种混合接种苗木的根系活力均较大,不仅显
著高于未接种对照,而且也高于两种单接种苗木。
( 2)菌根对植物激素的影响:植物生长激素对植物的生长和发育起着重要的调节和控制作
用, iPA 和ABA就是其中两种重要的生长激素,前者能促进细胞的分裂和芽的分化,后者主要
影响根系的发育, 诱导侧根发生[ 16 ]。试验苗根系激素分析结果表明,接种菌根真菌能提高苗木
根系 iPA 和 ABA 含量。国内外也有关于 ECM 菌在纯培养时能产生植物生长激素的报
道[ 1, 17] ,但未见有关混合菌根与宿主生长激素方面的研究报道。
( 3)菌根对宿主根系可溶性多糖的影响:菌根菌接种苗可溶性多糖含量变化较大,菌根菌
接种能提高宿主对碳水化合物的积累。混合接种对宿主糖类代谢也产生了影响,根系多糖含量
明显高于未接种对照, 但其糖含量要低于两种单接种,说明混合接种菌根真菌对宿主营养可能
有更大的依赖性。Foster 等对辐射松( P inus r adiata D. Don)的ECM 作电镜观察,发现宿主菌
根细胞中多糖是向根内真菌的菌丝中转移的[ 18]。Ling-Lee对采自于不同环境和不同生长阶段
的扫枝桉( Eucalyp tus f astigata Deane & Maid)菌根进行组织化学分析,同样得出菌根真菌对
宿主根部碳水化合物有依赖关系的结论 [ 19]。这说明菌根菌感染根系后,其生长和发育所需要
的碳水化合物,均来自于宿主,根系附近形成的大量营养菌丝对根系糖类代谢可能会产生一定
的影响;另外,同一根系上感染了两种类型的菌根真菌,对根系多糖的消耗量可能更多,但对整
个根系糖含量是否显著减低,未见报道。如何对这些现象作出科学的解释,还有待深入研究。
( 4)混合接种 ECM 真菌和 VAM 真菌, 对尾叶桉幼苗根系营养生理产生的这些影响, 在
一定程度上反映了菌根的接种效应。混合菌根不同接种方式产生了不同的接种效果[ 20] ,而混
合菌根生理生化研究可以从生理学的角度探讨菌根的作用机理,为混合菌根在生产实践中的
应用提供理论依据。
240　　　　　　　　　　　　　　　　林 业 科 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　11卷
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2413 期　　　　　　　　　　　　陈应龙等:尾叶桉混合菌根营养生理研究　　　　　　　　　　　　　
Study on Mycorrhizal Physiology of Eucalyptus urophylla
Coinoculated with ECM and VAM Fungi
Chen Yinglong　Gong M ingqin　Wang F engz hen　Chen Yu
　　Abstract　It is w ell known that myco rrhizal asso ciat ions are an integr al component o f
natural and managed ecolog ical system and most vascular plants to form one of the tw o most
common associations: either ECM or VAM . How ever, in contrast , the genus Ecualyp tus is ca-
pable of form ing both ECM and VAM , even in the same root system . T his paper represents
the analy sis results on physio logy of ecto-and endomycorrhizas of E. urophy lla co lonised by
both G lomus caledonium and Pisolithus t inctorius isolates in nursery . The ro ot act ivity and
the concentr at ion of total amino acids in r oot-t issue f luid o f co inoculated seedling s increased
by 28. 69%～31. 90% and 5. 20～5. 22 t imes r espect ively compared to that o f uninoculated
ones 5 months af ter inoculat ion. Poly sacchar ides concentrat ion in mycorr hizal roots varied
according to different fungal t reatments, and w er e generally 2. 11～2. 75 times o f that of the
controls. How ever , that in roots of seedling s w hich co lonised by both ECM and VAM fungi
w as ex t remely low er w hen compar ing to that inoculated w ith individual fungus. The changes
of phy siolo gy reflect ino culating ef fect on plant growth.
Key words　Eucalyp tus urop hy lla　ecto- and endomyco rrhiza　nutrient and physiolog y
　VA mycor rhizal fungus　ectomycor rhizal fungus
　　Chen Yin glong, Ass istant Eng ineer, Gong Min gqin, Wang Fengzh en, Chen Yu ( T he Resear ch Inst itute of T ropical
Fores tr y, CAF　Guangzh ou　510520) .
242　　　　　　　　　　　　　　　　林 业 科 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　11卷