目的:调查安徽省宣城市宣木瓜丛枝菌根(AM)真菌资源。方法:用碱解离、酸性品红染色法处理根样并研究其浸染状况;用湿筛沉淀法分离宣木瓜根际土壤中的丛枝菌根真菌孢子并进行孢子计数和种类鉴定。结果:宣木瓜可被AM真菌浸染形成典型AM;初步分离鉴定出隶属4属的18种AM真菌,其中球囊霉属Glomus 11种,无梗囊霉属Acaulospora 3种,盾巨孢囊霉属Scutellospora 3种,内养囊霉属Entrophospora 1种。结论:宣木瓜根际土壤AM真菌资源较为丰富,其中球囊霉属Glomus真菌为宣木瓜根际土壤中AM真菌的优势类群。
Objective: Objective: To investigate the arbuscular mycorrhizal (AM) fungi resources in rhizosphere of Chaenomeles speciosa in Xuancheng, Anhui province. Method: Roots were stained with acid fuchsin and then mounted and observed under a microscope; Spores were extracted from the rhizosphere soil using wet sieving method. Result: C. speciosa could be colonized and formed typical arbuscular mycorrhizas with AM fingi. 18 species of arbuscular mycorrhizal fungi were identified, belonging to four genera, 11 species of Glomus, 3 species of Acaulospora, 3 species of Scutellospora and 1 species of Entrophospora. Glomus were the dominant AM fungi in the rhizosphere. Conclusion: The resources of AM fungi in rhiszophere of C. speciosa were very abundant. Fungi from Glomus were possible the dominant AMF in the rhizosphere.
全 文 :宣木瓜丛枝菌根真菌的初步研究
朱秀芹,杨安娜,郑 艳,韦小艳,汪建中
(安徽师范大学 生命科学学院,安徽 芜湖 241000)
[摘要] 目的:调查安徽省宣城市宣木瓜丛枝菌根(AM)真菌资源。方法:用碱解离、酸性品红染色法处理根样并研究其
浸染状况;用湿筛沉淀法分离宣木瓜根际土壤中的丛枝菌根真菌孢子并进行孢子计数和种类鉴定。结果:宣木瓜可被 AM真
菌浸染形成典型AM;初步分离鉴定出隶属4属的18种AM真菌,其中球囊霉属Glomus11种,无梗囊霉属Acaulospora3种,盾
巨孢囊霉属Scutelospora3种,内养囊霉属Entrophospora1种。结论:宣木瓜根际土壤 AM真菌资源较为丰富,其中球囊霉属
Glomus真菌为宣木瓜根际土壤中AM真菌的优势类群。
[关键词] 木瓜;丛枝菌根真菌
[收稿日期] 20080701
[基金项目] 安徽师范大学博士启动基金;安徽省高校生物环境与
生态安全省级重点实验室专项
[通信作者] 郑艳,博士,教授,硕士生导师,Tel/Fax:(0553)
3836873,Email:zhengy@mail.ahnu.edu.cn
丛枝菌根(arbuscularmycorhizae,AM)真菌是
一类非常重要的土壤微生物,可与80%以上的陆生
植物结合形成互利共生体[1]。丛枝菌根真菌通过
与植物互利共生,直接深入植物根细胞中,在根际形
成一个庞大的营养吸收网,增强植物根的吸收面积,
促进植物根对矿质营养和水分的吸收和利用,增强
植物的抗病性和抗逆性,并能引起宿主植物在代谢
上发生变化,调节植物激素的合成和分配[24]。已有
研究表明,接种 AM真菌不仅可以提高宿主植物产
量,而且可以改善宿主植物品质[59]。
著名道地药材宣木瓜为常用传统中药木瓜中的
上品,《本草纲目》记载“木瓜处处有之,唯宣城者
佳”便是佐证[10]。目前对宣木瓜的研究主要是集中
在化学成分、药理药效及病虫害等方面,而土壤中的
根际微生物没有得到足够重视,未见丛枝菌根真菌
方面的报道[1112]。本研究通过对宣木瓜道地产区
贴梗海棠 Chaenomelesspeciosa(Sweet)Nakai根际
土壤丛枝菌根真菌资源调查,在丰富药用植物丛枝
菌根真菌资源库的同时,为深入研究道地药材的道
地性与土壤微生物之间的关系积累科学资料。
1 材料和方法
实验根样和土样采自宣木瓜道地产区安徽省宣
城市新田镇木瓜GAP基地。根样经 FAA固定后用
碱解离、酸性品红染色处理[13],置于OlympusBX51
光学显微镜下观察,并对丛枝菌根典型形态结构如
泡囊、丛枝、菌丝圈和根内孢子进行摄影。土样待自
然风干后用湿筛沉淀法[14]分离孢子,分别用 PVLG
和1/2PVLG+1/2Melzer’s试剂制成标本片[15],置
OlympusBX51光学显微镜下观察、摄影。根据孢
子的大小、颜色和连孢菌丝、孢壁层次以及各孢壁的
厚度等特征,参照Schenck和Perez的“VA菌根鉴定
手册”[16]国际 VA菌种保藏中心(htp:/invam.caf.
wvu.edu)提供的种的描述和图片及相关种的原始
发表进行种属的鉴定。
2 结果与分析
2.1 宣木瓜根际AM状况
通过对取自不同植株宣木瓜根系染色镜检、观
察菌根形态结构,发现所取根样均有不同程度 AM
真菌的浸染。通过对宣木瓜根样镜检可观察到泡
囊、菌丝、菌丝圈、丛枝和根内孢子结构(图1)。泡
囊数量较多,形状多样,有长椭圆形、卵形、梨形等。
菌丝在根皮层细胞间隙和细胞内纵向生长,有些菌
丝在细胞内形成菌丝圈,但并没有形成典型的 Paris
型丛枝结构,大多数丛枝在细胞内形成较粗的菌丝
并分叉,其上布满细小菌丝,形成 Arum型丛枝结构
类型。
2.2 宣木瓜根际土壤中AM真菌
从宣木瓜根际土壤中共分离鉴定出4个属的
18种AM真菌,其中,球囊霉属 Glomus11种、无梗
囊霉属Acaulospora3种,盾巨孢囊霉属 Scutelospora
3种,内养囊霉属Entrophospora1种。
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1.泡囊;2,3.菌丝圈;4.丛枝;5.根内真菌孢子;6.近明球囊霉;7.明球囊霉;8.缢缩球囊霉;9.地球囊霉;10.悬钩子状球囊霉;
11.球泡球囊霉;12.大果球囊霉;13.多梗球囊霉;14.苏格兰球囊霉;15.弯丝球囊霉;16.棒状球囊霉;17.细凹无梗囊霉;18.孔窝无
梗囊霉;19.刺状无梗囊霉;20.透明盾巨孢囊霉;21.亮色盾巨孢囊霉;22.桃形盾巨孢囊霉;23,24.稀有内养囊霉。
图1 宣木瓜根细胞中丛枝菌根真菌形态结构和真菌孢子
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2.2.1 近明球囊霉 Glomusclaroideum 孢子单生
于土壤中,球形至近球形,孢子直径为70~160μm,
孢子透明至黄棕色。孢壁4层,第1,2层仅出现在
幼龄孢子中;第3层壁厚28~62μm;第4层厚约
10μm。连点处直径5~8μm,连丝壁厚1~3μm,
连点处较厚,离开连点骤然减薄。标本号:A14
2001;M142001;M182004。
2.2.2 明球囊霉 G.clarum 孢子单生于土壤中,
球形或近球形,有时椭球形或不规则形,孢子直径为
60~260μm,孢子白色至棕色,有些为浅黄色或浅
棕黄色。孢子壁厚6~25μm,可分2层,外层厚5~
20μm,透明至淡黄色;内层为膜状壁,透明,厚12
μm。连丝单根成漏斗状或圆柱状,连点处的直径为
15~50μm,壁厚6~30μm,靠近连点基部厚,离孢
子而去逐渐减薄。标本号:A21401;M171403;
M191001。
2.2.3 缢缩球囊霉 G.constrictum 孢子单生于土
壤中,球形或近球形,孢子直径为120~280μm,孢
子黄棕色至黑色。孢壁1层,厚5~14μm,连丝壁
厚4~8μm,颜色比孢子稍淡,连丝在连点处骤然弯
曲,在连点处有明显的缢缩。标本号:A62001;A
71402;A82002。
2.2.4 地球囊霉 G.geosporum 孢子单生于土壤
中,球形,近球形或倒卵圆形;孢子直径 100~290
μm,幼龄孢子透明至淡黄色,成熟孢子深黄棕色至
深红棕色。孢壁厚4~18μm,结构为3层,外层壁
是易逝壁,小于lμm,透明;第2层壁为黄棕色至红
棕色的层状壁,厚3~6μm;第3层壁是厚小于lμm
的膜状壁,Melzer′s试剂中反应也不明显。连孢菌
丝单根,基部联点宽 10~20μm。标本号:M17
2002;M192001;A62003。
2.2.5 悬钩子球囊霉G.rubiforme 孢子果浅黄色
至棕色,近圆形,大小160~240μm,孢子辐射状排
列,孢子黄色至棕色,倒卵形至椭圆形,直径50~80
μm,孢壁厚3μm。标本号:M211404。
2.2.6 球泡球囊霉 G.globiferum 孢子于土壤中
单生,球形至椭圆形,直径 75~150μm,黄色至棕
色,外层包被由结构松散有隔菌丝包被。孢壁3层,
外层为透明或淡黄色的单位壁,厚05~30μm;第
2层为黄色层状壁,厚6~30μm;最内层为厚约 1
μm的透明膜壁。标本号:A61401。
2.2.7 大果球囊霉 G.macrocarpum 孢子于土壤
中单生,球形至椭圆形,直径75~150μm,幼时透明
至白色,成熟时黄棕色至黑棕色。成熟孢子2层壁,
外层与内层不易分开,孢子内壁3~12μm,外壁厚
1~5μm。连孢子菌丝直径5~20μm,孢子通常将
内含物在连点处封住。标本号:A102004。
2.2.8 多梗球囊霉 G.Multicaule 孢子单生于土
壤中,三角形至多角形,褐色至棕色,直径130~210
μm。孢壁为单层层状壁,厚7~20μm。连孢菌丝
2~3根,常对生。标本号:A81402。
2.2.9 苏格兰球囊霉 G.caledonium 孢子单生于
土壤中,球形,直径120~280μm,孢子暗黄色。孢
壁2层,外层为2μm厚的无色透明壁;内层为4μm
厚的黄色壁。标本号:A42001。
2.2.10 弯丝球囊霉 Gsinuosa 孢子果单生于土
壤中,棕色,球形,230~350μm,孢子由具横隔的弯
曲菌丝构成的外果被紧密围绕,孢子卵圆形、梨形、
椭球形,直径30~80μm,孢子绕中央菌丝呈辐射状
排列。孢壁为黄色层状壁,厚 2~4μm。标本号:
M71002。
2.2.11 棒状球囊霉 G.clavispora 孢子果单生于
土壤中,黑色,300~560μm,孢子绕中央菌丝放射
状排列,孢子棕色,窄棒状或柱状,长50~180μm,
宽30~50μm。孢壁为层状壁,厚2~5μm,顶部加
厚至15~30μm。连丝在连点处宽6~8μm。标本
号:M151001;M171002。
2.2.12 细凹无梗囊霉 Acaulosporasrobiculata 孢
子单生于土壤中,圆、近圆或长圆形,孢子幼时透明,
成熟后淡黄色或褐色,110~160μm。孢子壁厚50~
75μm。孢壁3层,外壁为厚08~12μm的易逝
壁;第2层淡黄至淡黄褐色,表面具有凹坑形饰,凹
坑为圆形、长形、多角形或几个相连成不规则弯曲
形,深1~2μm,有时密集有时稀疏,大部分情况下
布满孢子表面;第3层易与外面的壁分离,在 Melz
er′s试剂中最内层染成深红色。标本号:A32007;
A82001。
2.2.13 孔窝无梗囊霉 A.foveata 孢子单生于土
壤中,球形至椭圆形,100~260μm,黄棕色至褐色。
孢壁2层,外层厚8~15μm,黄棕色,其上有圆形,
椭圆形,或不规则的下陷纹孔;内壁紧贴外壁,在压
碎的孢子中可分开,厚2μm,在 Melzer′s试剂中为
黄棕色。标本号:A62004;A320012。
2.2.14 刺状无梗囊霉 A.spinosa 孢子单生于土
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壤中,球形、近球形或不规则,黄色至棕色。孢壁3
层,外层厚2~5μm,其上饰有针状刺突,内2层均
为厚约15μm的膜壁。标本号:M21401。
2.2.15 透明盾巨孢囊Scutelosporapelusida 孢子
单生于土壤中,端生于泡囊状胚柄细胞上,球形、椭
圆形或不规则,直径130~200μm。孢壁3层,最外
层光滑易碎,厚2~5μm;第2层是厚3~8μm的层
状壁,在Melzer’s试剂中为红紫色;最内层是很薄
的膜壁,厚度小于1μm。标本号:A102005。
2.2.16 亮色盾巨孢囊霉 S.fulgida 孢子单生于
土壤中,端生于泡囊状胚柄细胞上,球形至近球形,
透明至乳白色,直径120~230μm。孢壁2层,外层
光滑易碎,白色,10~15μm厚;内层厚4~6μm。
标本号:A131402。
2.2.17 桃形盾巨孢囊霉 S.persica 孢子单生于
土壤中,端生于泡囊状胚柄细胞上,球形至近球形,
淡橙色至棕橙色,直径280~400μm。孢壁2层,外
层桔黄色,厚07~18μm,表面饰有圆形疣突,高
025~050μm,基部直径050μm;内层桔黄色至
棕色,厚6~8μm。标本号:A81401;M171001。
2.2.18 稀有内养囊霉Entrophosporainfrequens 孢
子单生于土壤中,橘黄色至棕色,近球形或椭圆形,
直径100~160μm,孢子表面为一层具泡状刺突的
壁,刺突长25~50μm。孢壁4层,1,2层随着孢
子年龄逐渐消退,只有幼龄孢子可见;第3层黄色至
黄棕色,厚约15μm;第4层是厚7~9μm的透明
壁。标本号:M171401;M202004。
3 结论与讨论
通过对宣木瓜基原植物根部的AM真菌的侵染
分析,表明与已调查的大多数蔷薇科植物的菌根类
型一致,宣木瓜可以形成典型的 Arum型丛枝菌
根[17];宣木瓜根中出现较多的泡囊结构。泡囊是丛
枝菌根的一个重要结构,它的存在有利于宿主植物
积累土壤中的矿质营养,调节植物激素的合成和分
配,而丛枝是宿主植物根部 AM真菌和植物之间最
主要的营养交换器官,AM真菌吸收的矿物质和水
分主要通过丛枝进入到植物根细胞中,改善宿主植
物的营养吸收,促进植物生长。从宣木瓜根际土壤
中共分离鉴定出4属18种AM真菌,在丰富药用植
物丛枝菌根真菌资源库的同时,也为筛选优良菌种
以及利用菌根技术促进道地药材宣木瓜的生长积累
科学资料。
中药本身极其重视药材的道地性。就宣木瓜而
言,道地与非道地产区药材基原的丛枝菌根真菌是
否存在种类和数量等的差异?从宣木瓜根际土壤中
分离出18种AM真菌是否与宣木瓜的品质密切相
关?所有这些将是进一步阐明宣木瓜的道地性与土
壤微生物之间关系的研究课题。
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ChaenomelesspeciosainXuancheng
ZHUXiuqin,YANGAnna,ZHENGYan,WEIXiaoyan,WANGJianzhong
(ColegeofLifeSciences,AnhuiNormalUniversity,Wuhu241000,China)
[Abstract] Objective:Objective:Toinvestigatethearbuscularmycorhizal(AM)fungiresourcesinrhizosphereofChaenome
lesspeciosainXuancheng,Anhuiprovince.Method:Rootswerestainedwithacidfuchsinandthenmountedandobservedunderami
croscope;Sporeswereextractedfromtherhizospheresoilusingwetsievingmethod.Result:C.speciosacouldbecolonizedandformed
typicalarbuscularmycorhizaswithAMfingi.18speciesofarbuscularmycorhizalfungiwereidentified,belongingtofourgenera,11
speciesofGlomus,3speciesofAcaulospora,3speciesofScutelosporaand1speciesofEntrophospora.GlomuswerethedominantAM
fungiintherhizosphere.Conclusion:TheresourcesofAMfungiinrhiszophereofC.speciosawereveryabundant.FungifromGlomus
werepossiblethedominantAMFintherhizosphere.
[Keywords] FructusChaenomelis;arbuscularmycorhizalfungi
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