云南部分地区温地植物的丛枝菌根初报
全 文 :云南部分地区湿地植物的丛枝菌根初报?
王 凯 , 赵之伟??
( 云南大学 生物资源保护与利用国家重点实验室培育基地 , 云南 昆明 650091 )
摘要 : 用碱解离、酸性品红染色法对昆明、澄江、建水、通海、石屏、东川和禄劝等地的 15 个科 32 种湿
地植物的丛枝菌根状况进行了调查 , 共发现有 11 种植物形成丛枝菌根 , 占 34 %。从湿地植物根际土壤中
分离、鉴定出分属于 4 个属的丛枝菌根真菌共 16 种 , 无梗囊霉属 ( Acaulospora) 和球囊霉属 ( Glomus) 是
湿地土壤中的优势类群 (94% )。摩西球囊霉 ( G. mosseae) 占孢子总数的 88% , 是湿地土壤中的优势种。
关键词 : 湿地植物 ; 丛枝菌根 ; 感染率 ; 感染程度
中图分类号 : Q 949 文献标识码 : A 文章编号 : 0253 - 2700(2006)04 - 349 - 03
Arbuscular Mycorrhizal Status of Wetland Plants
Collected from Yunnan
WANG Kai , ZHAO Zhi-Wei
**
( Key Laboratory of Conservation and Utilization for Bio-Resource, Yunnan University, Kunming 650091 , China)
Abstract: The arbuscular mycorrhizal status of 32 wetland plant species came from 15 families sampled in Kunming,
Chengjiang, J ianshui , Tonghai, Shiping, Dongchuan and Luquan was surveryed by means of acid fuchsin stain after the
rootswere lysised in alkaline solution . Typical arbuscular mycorrhizal structures were detected in the roots of 11 species .
Sixteen arbuscular mycorrhizal fungi belonging to4 generawerewet-sieved fromthe rhizospheric soil of thewetland plants .
Acaulospora and Glomus presented dominantly in thewetland soil (94% ) . Glomus mosseaewas dominant species in wet-
land soil and accounted for 88% of the total spores .
Key words: Wetland plant; Arbuscular mycorrhiza; Frequency; Coverage
湿地是水陆相互作用而形成的自然复合体 ,
处于陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡
带 , 与森林、海洋一起并列为全球三大生态系
统 , 被誉为“地球之肾”, 是自然界最富生物多
样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一。
它具有巨大的资源潜力和环境功能 , 它除向人类
提供大量食物、原料和水资源外 , 在维持区域生
态平衡、保持生物多样性和珍稀物种资源 , 尤其
是在调节气候、均化洪水、净化水质、保持物种
基因多样性等方面具有不可替代的作用 , 因而受
到了国内外的广泛关注。
前人对生长在湿地中的植物的丛 枝菌根
(Arbuscular Mycorrhiza, 简称 AM ) 状况以及 AM
在湿地中的生态功能方面的研究较少。作者对云
南不同湿地来源的 33 种植物进行了 AM 状况调
查 , 并对这些植物根际土壤中 AMF 的组成和多
样性进行了初步研究。
1 材料和方法
1 .1 材料采集
2004 年夏季于昆明、澄江、建水、通海、石屏、东
川、禄劝的湿地中采集了 15 个科 32 种湿地植物的根样 ,
云 南 植 物 研 究 2006 , 28 (4) : 349~351
Acta Botanica Yunnanica
?
?? ?通讯联系人 Corresponding author . E - mail : zhaozhw@ yun. edu. cn
收稿日期 : 2005 - 10 - 10 , 2006 - 02 - 14 接受发表
作者简介 : 王凯 ( 1981 - ) 男 , 硕士生 , 主要从事水生植物菌根生物学研究 , 现为中山大学在读博士。 ?
基金项目 : 云南省科技攻关 ( 2005NG05) , 重大基础研究前期研究专项 (2005CCA05700) 和国家自然科学基金项目 (30360003 )
每种植物至少采 3 个重复样本 , 并尽可能的采集植物的
根际土。在采集根样时 , 注意选取与所选植物主根相连
的须根 , 并尽量选取带根尖的根段。将新鲜的根段剪
下 , 固定于装有 1?2FAA (福尔马林 5 ml, 冰醋酸 5 ml,
70%酒精 90 ml , 用时稀释一倍) 的小瓶中 , 带回实验室
放于 4℃的冰箱中保存。从植物根际采集到的土样用塑
料袋装好后带回实验室 , 立即即进行处理。
1 .2 材料处理
1 .2 .1 根样处理 根样用碱解离、酸性品红染色法处理
(Berch and Kendrick, 1982 ) 后 制 成 封 片 , 于 OLYM-
PUS.BH-2 型光学显微镜下观察记录 AMF 在各种植物根
系上的定居情况。每种植物观察 50 个以上 2~5 cm的小
段。对于每个样本 , AMF感染率记为感染根段数与总根
段数的比值 ; AMF 的感染程度的计算采用 McGonigle等
(1990) 改进的十字交叉法。
1 .2 .2 土样处理和 AMF 的鉴定 采集的土样用湿筛 -
沉淀法处理 (Koske and Walker, 1984)。湿筛得到的孢子
一部分保存在 5 % 的福尔马林中 , 另一部分分别用水、
乳酚液 PVLG、PVLG和Melzer’s试剂 (等量混合 ) 等制片
液制成标本片 (Morton, 1988 ) 后于光学显微镜下观察 ,
同时参照国际 VA 菌根保藏中心 ( International Collection
Center of Vesicular and Arbuscular Mycorrhizal Fungi , INVAM,
http:?invam. caf.wvu. edu) 提供的种的描述及图片以及相
应分类单元的原始发表进行 AMF 种的鉴定。
1 .2 .3 数据分析 采用 SPSS 11 .0 对被感染植物的 AM
感染率与感染程度之间的Pearson’s相关系数进行分析。
2 结果与讨论
2 .1 湿地植物的丛枝菌根状况
在所有被调查的湿地植物中 , 有 11 种植物
形成典型的 AM 结构 , 占所调查植物的 34% ; 其
中感染率达到 100% 的植物只有稻田荸荠和钻形
紫菀。中度感染的植物共有 5 种 ( 感染程度在
25%~75%之间 ) , 占 45% , 轻度感染的植物共有
6 种 ( 感染程度低于 25% ) , 占 54 .55% (表 1)。
表 1 云南部分地区湿地植物的丛枝菌根状况
Table 1 Arbuscular mycorrhizal status of wetland plants collected fromYunnan
中文名 学名 根毛状况 AMF 感染率 AMF 感染程度
Chinese names Scientific names Root hairs AMF colonization AMF frequency
喜旱莲子草 Alternanthera philoxeroides abundent 3 B. 50±0 (. 29 19 ?. 71±3 .03
钻形紫菀 Aster subulatus abundent 100 g. 00±0 M. 00 26 ?. 35±8 .25
?草 Beckmannia syzigachne sparse 0 ?0 r
芋 Caladiumesculenta abundent 0 ?0 r
异型莎草 Cyperus difformis sparse 0 ?0 r
?穗莎草 Cyperus eleusinoides abundent 0 ?0 r
碎米莎草 Cyperus iria sparse 0 ?0 r
升马唐 Digitaria ciliaris abundent 0 ?0 r
长芒稗 Echinochloa caudata abundent 0 ?0 r
稗 Echinochloa crusgalli abundent 0 ?0 r
问荆 Equisetum aruense sparse 0 ?0 r
披散问荆 Equisetum diffusum abundent 27 T. 10±8 :. 43 30 ?. 15±2 .80
稻田荸荠 Heleocharis yokoscensis abundent 100 g. 00±0 M. 00 43 ?. 00±4 .62
山莴苣 Lactuca indica abundent 20 T. 83±2 :. 58 12 ?. 85±2 .63
灯心草 Juncus effusus absent 0 ?. 1215±1 M. 24 5 .33±1 .38
李氏禾 Leersia hexandra abundent 0 ?0 r
长蒴母草 Lindernia anagallis abundent 0 ?0 r
鸭舌草 Monochoria vaginalis abundent 0 ?0 r
红花月见草 Oenothera rosea abundent 0 ?0 r
稻 Oryza sativa abundent 0 ?0 r
双穗雀稗 Paspalumdistichum abundent 36 T. 11±1 :. 61 19 ?. 11±6 .23
芦苇 Phragmites communis abundent 6 B. 25±2 (. 19 26 ?. 00±2 .48
大车前 Plantago major absent 0 ?0 r
棒头草 Polypogon fugax sparse 67 g. 5±5 (. 28 45 ?. 15±5 .19
红鳞扁莎 Pycreus sanguinolentus abundent 0 ?0 r
齿果酸模 Rumex dentatus abundent 0 ?0 r
慈姑 Sagittaria sagittifolia sparse 0 ?0 r
萤蔺 Scirpus juncoides abundent 0 ?0 r
荆三棱 Scirpus yagara sparse 0 ?0 r
竹叶吉祥草 Spatholirion longifolium abundent 22 T. 22±4 :. 11 17 ?. 00±4 .04
香蒲 Typha orientalis sparse 85 T. 42±7 :. 56 0 ?. 2102±1 .96
茭白 Zizania caduciflora sparse 0 ?0 r
小计 Total 32 C种
053 云 南 植 物 研 究 28 卷
AM 在湿地中的分布并不象 Turner 等 ( 2000 ) 和
Bauer等 ( 2003 ) 所调查的那样广泛。数据分析
表明湿地植物 AM 的感染率与感染程度呈明显的
正相关 ( n= 33 , r = 0 .386 , p< 0 .05)。值得注意
的是有些种子植物如莎草科、十字花科、灯心草
科、藜科、石竹科等 20 余科 , 以往曾被认为不
能或不易形成 AM (郭秀珍等 , 1989; 刘润进等 ,
2000) , 但本研究发现 , 生长在湿地环境中的苋
科植物喜旱莲子草 ( Alternanthera philoxeroides)、
莎草科植物稻田荸荠 ( Heleocharis yokoscensis) 和
灯心草科植物灯心草 ( Juncus effusus) 均形成典
型的 AM (表 1 )。这与 Turner 等 ( 2000) 的研究
结果一致。
2 .2 湿地土壤中的 AMF 组成
从 33 份土样中分离、鉴定出分属于 4 个属
的 AMF 共 16 种 , 其中 , 无梗囊霉属 ( Acaulospo-
ra) 6 种 , 分别是疣状无梗囊霉 ( A. tuberculata)、
光壁 无 梗 囊 霉 ( A. laevis )、蜜 色 无 梗 囊 霉
( A. mellea) 、细凹无梗囊霉 ( A. scrobiculata)、刺
状无梗囊霉 ( A. spinosa) 和某无梗囊霉 ( A. sp .) ,
占 38% ; 球囊霉属 ( Glomus) 9 种 , 分别是聚丛
球囊 霉 ( G. aggregatum)、近 明 球 囊 霉 ( G. cl-
aroideum)、明球囊霉 ( G. clarum)、棒孢球囊霉
( G. clavisporum)、缩球囊霉 ( G. constrictum)、单
孢球囊霉 ( G. monosporum)、摩西球囊霉 ( G. mos-
seae)、悬钩子球囊霉 ( G. rubiformis) 和弯丝球囊
霉 ( G. sinuosum) , 占 56% ; 巨孢囊霉 ( Gigaspo-
ra) 1 种 , 即极 大巨孢囊 霉 ( Gi . gigantea) , 占
6%。在所有已鉴定的属中 , 无梗囊霉属和球囊霉
属是湿地土壤中的优势属。
在从湿地土壤中分离、鉴定出的 848 份孢子
中 , 摩西球囊霉 ( G. mosseae) 占 88% , 在湿地
土壤中占绝对优势 , 提示着摩西球囊霉在湿地生
态系统的恢复中具有潜在的应用价值。
致谢 云南大学生命科学学院李涛、李凌飞、杨安娜、
赵丹丹、梁昌聪同学在采样时给予了很大帮助 ; 全部植
物标本由云南大学生命科学学院朱维明教授、王跃华教
授和和兆荣副教授帮助鉴定。
〔参 考 文 献〕
郭秀 ?珍 , 毕国昌 , 1989 . 林木菌 根及应用技术 [M ] . 北京 : 中
国林业出版社 , 119
刘润 ?进 , 李晓林 , 2000 . 丛枝 菌根及其应用 [M ] . 北京 : 科学
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Baue ?r CR , Kellogg CH , BridghamSD, et al, 2003 . Mycorrhizal colo-
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20 (1 ) : 200—204
1534 期 王 凯等 : 云南部分地区湿地植物的丛枝菌根初报