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杜鹃花属植物内生真菌对毛棉杜鹃幼苗生长的影响



全 文 :2015年第 31卷第 4期 47
广 东 林 业 科 技
Guangdong Forestry Science and Technology
杜鹃花属植物内生真菌对毛棉杜鹃幼苗生长的影响*
宋慧娟 1,2  赵富群 1,3  洪文君 1  庄雪影 1
(1. 华南农业大学林学与风景园林学院,广东 广州 510642;2. 国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心,
广东 广州 510640;3. 湖南环境生物工程职业技术学院,湖南 衡阳 421005)
摘要 对来自粤北 3 种野生杜鹃花属植物根样中的聚多曲霉(Aspergillus sydowii)(菌株号:YJ1,
YS2)、杂色曲霉 A. versicolor(菌株号:GD1)3 个内生真菌菌株及其混合菌剂进行瓶内接种试验,比
较其 对毛棉杜鹃(Rhododendron moulmainense)幼苗的菌根侵染率、苗高和生物量的影响。结果表明,
3个菌株及其混合菌剂均可与毛棉杜鹃幼苗根系形成菌根共生体,但不同菌剂在不同培养基上对毛棉杜
鹃幼苗根系的侵染力、苗高增长和生物量增重效果存在显著差异(P<0.05)。菌剂 YS2、M3、M1、M2
在 MMN培养基上对幼苗根系侵染力显著高于WPM培养基和混合基质培养基(P<0.05),接菌苗 YJ1、
GD1、M2、M3 在 WPM 培养基上生长显著优于 MMN 培养基(P<0.05),YS2、GD1 和混合菌剂 M2
(YS2+GD1)对毛棉杜鹃幼苗的增高和增重具有明显的促生作用。
关键词 毛棉杜鹃;杜鹃类根菌;菌根侵染率;生长效应
中图分类号:S685.21  文献标识码:A  文章编号:1006-4427(2015)04-0047-05
Effects of Three Endophytic Fungal Isolated from Rhododendron on the
Seedling Growth of Rhododendron moulmainense
SONG Huijuan1,2  ZHAO Fuqun1,3  HONG Wenjun1  ZHUANG Xueying1
(1.College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong 510642,China;
2.Patent Examination Cooperation Center of the Patent Offi ce,SIPO,Guangzhou, Guangdong 510640,China;
3.Hunan Polytechnic of Environment and Biology, Hengyang, Hunan 421005,China)
Abstract Three endophytic fungal fungi, Aspergillus sydowii (YJ1, YS2) and A. versicolor (GD1), were
isolated from native plant species of Rhododendron in northern Guangdong. The effects of these fungi and
their mixture on the mycorrhizal infection, seedling height and biomass of R. moulmainense were studied with
inoculation experiment. The results showed that all three isolates and their mixtures could develop mycorrhizal
symbiosis with the roots of R. moulmainense, but the infective ability and growth effects varied with the
inoculums. Most inoculated treatments had higher infection rates in MMN media, but the inoculated seedlings
grew better in WPM media. The seedlings inoculated with the pure isolates, YS2 and GD1, and their mixture of
M2 (YJ1+GD1) had higher increases in height and biomass, which indicated that they had obvious beneficial
effects on the seedlings of R. moulmainense.
Key words Rhododendron moulmainense; ericoid mycorrhizal fungus; mycorrhizal infection rate; growth
effect
*基金项目:深圳市城管局科研项目“生物菌剂对毛棉杜鹃生长的促进研究”(201408)和广州市科技计划项目“毛棉杜鹃菌根效应及
其抗逆性机理研究”(11C12100488)。
第一作者:宋慧娟(1989- ),女,助理研究员,主要研究方向为园林植物应用,E-mail: hjsong88@163.com。
通信作者:庄雪影(1961- ),女,教授,主要从事植物学研究,E-mail: xyzhuang@scau.edu.cn。
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毛棉杜鹃(Rhododendron moulmainense)为
杜鹃花科 (Ericaceae)常绿小乔木,自然分布于我
国福建、广东、广西、贵州、海南、江西等省区
和越南 [1] 。其树型苍劲、花大色艳、新叶嫩红色,
观赏价值高 [2] 。然而,与大多数野生杜鹃类植物
一样,毛棉杜鹃种子萌发率较高 [3],但在常规栽
培条件下生长缓慢,难以大面积推广应用。
杜鹃花属植物为菌根依赖性植物,其菌根菌
多样性高 [4-5]。菌根有利于宿主植物对营养的吸
收 [6-8],人工接种菌根真菌可促进杜鹃属植物的生
长 [9-10] 。前期的研究揭示了在自然条件下,毛棉杜
鹃根系具有丰富的内生真菌多样性 [11],但这些真
菌对宿主植物的作用如何尚不清楚。本文通过瓶
内接种试验,分析杜鹃花属植物内生真菌对毛棉
杜鹃幼苗生长的影响,探讨不同培养基条件下毛
棉杜鹃—真菌共生效应及其影响因素,拟为毛棉
杜鹃的菌根化育苗技术提供理论基础和优良菌种
信息。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 植物材料 毛棉杜鹃组织培养生根苗,苗龄
为 60 d。
1.1.2 菌根菌材料 供试的内生真菌菌株均从
广东韶关天井山杜鹃花科植物幼根中分离获
得。其中,YJ1 来自云锦杜鹃(Rhododendron
fortunei),YS2来自映山红(R. simsii),GD1来
自广东杜鹃(R. kwangtungense)。经广东省微生
物研究所的形态与分子测序鉴定, YJ1,YS2为
聚多曲霉 (Aspergillus sydowii); GD1为杂色曲霉
(Aspergillus versicolor)。
1.1.3 培养基 菌剂纯培养所采用的培养基为
Maltose Agar(MA)[12];接种所采用共生培养基
分别为WPM、MMN培养基 [12]及其与蛭石、泥炭
土(3∶ 1∶ 1)组成的混合基质(M)。以上各
培养基于高压灭菌锅 121 ℃灭菌 20 min,分装冷
却待用。
1.2 方法
1.2.1 真菌菌剂的制备 将 3种供试的菌株置于
MA培养基中黑暗培养 20 d,作为瓶内共生培养菌
剂待用。除 3种菌株外,试验还包括 4种混合菌
剂,混合菌剂的菌株组合见表 1所示。
表 1 混合菌剂的菌株组合
混合菌剂 YJ1 YS2 GD1
M1 + + -
M2 + - +
M3 - + +
M4 + + +
注:“+”出现;“-”缺。
1.2.2 菌株的接种 将生长状态良好的组培苗转接
于共生培养基(MMN、WPM、混合基质)中,
每瓶接种 3~4株苗,于室温条件培养 15 d后,待
接种。接种时,将 5 mm×5 mm左右大小的菌块,
置于装有生根苗的培养瓶中作为菌源,另将无菌
剂的培养苗作为对照组。每个处理 3个重复,每
个重复 15瓶,培养光照温度为 25 ℃,光照培养
强度 2 000 lx,光照时间为 12 h/d。
1.2.3 菌根菌侵染检测 培养 40天后 ,采用锥虫蓝
染色法 [13]处理菌根,于 10倍显微镜下估测菌根
侵染情况。用MYCOCALC.EXE软件计算侵染率。
1.2.4 接种效应的研究 40 d后,检测其对毛棉杜
鹃组培苗的菌根侵染率、苗高和生物量。
1.3 评价指标
苗高增长率(%)=接菌苗平均高增长量 /接
菌前幼苗平均高度×100% ............................(1)
生物量增重率(%)=接菌苗平均增重 /接菌
前幼苗平均干质量×100%..............................(2)
菌根侵染率(%)=被侵染的根段数 /镜检的
总根段数×100% ............................................(3)
1.4 数据统计分析方法
采用 SPSS 19.0软件进行方差分析和多重比
较。
2 结果与分析
2.1 不同培养基上 3个菌种及其混合菌剂对毛棉
杜鹃幼苗侵染率
双因素方差分析结果表明,采用不同菌剂、
培养基毛棉杜鹃幼苗的菌根侵染率有极显著差异
(P< 0.01)。
接种试验结果表明,所有菌剂在 3种培养基
上均能侵染毛棉杜鹃幼苗根系形成菌根,但在不
同培养基上,菌剂对毛棉杜鹃幼苗的侵染率存在
显著差异(P< 0.05)。菌剂 YS2、M3、M1、M2
在 MMN培养基的侵染滤显著高于WPM培养基
49宋慧娟等:杜鹃花属植物内生真菌对毛棉杜鹃幼苗生长的影响
和混合基质培养基(P< 0.05)。采用 MMN培
养,YS2、YJ1、M3和 M1组的侵染率显著高于
GD1、M2 和 M4(P < 0.05);采用 WPM 培养
基,YJ1和M3组的侵染率最高,M1次之,三者
显著高于其他菌剂组合(P< 0.05);大部分菌剂
组在混合基质培养基上的侵染率均较低,组间差
异不显著。
3个菌株及混合菌剂在不同培养培养基上对毛
棉杜鹃幼苗的侵染率有显著影响,以MMN培养
基为最佳培养基;YS2、YJ1、M3和 M1菌剂在
MMN培养基上均具有较高的侵染能力。
注:图中不同大写字母表示同一培养基上不同菌剂在
α=0.05水平上差异显著;不同小写字母表示不同培
养基上同一菌剂在α=0.05水平上差异显著。
图 1 不同培养基接种各菌剂毛棉杜鹃菌根侵染率比较
2.2 不同培养基接种 3个菌种及其混合菌剂毛棉
杜鹃幼苗高生长比较
双因素方差分析结果表明,采用不同培养
基、菌剂毛棉杜鹃的苗高增长率有极显著差异(P
< 0.01)。
接菌 40 d 后,不同菌剂组苗高增长率在不
同培养基上存在差异(P < 0.05)(图 2)。在
MMN 培养基上,所有菌剂组的苗高增长率均
较低,组间无显著差异;在 WPM 培养基上,
GD1、YS2 和 M2 组的苗高增长率显著高于 CK
(P< 0.05),而其他菌剂组与 CK 无显著差异;
在混合基质培养基上,GD1 苗高增长率显著高
于 CK 组(P < 0.05),其他菌剂组与 CK 组差
异不显著。反映了 GD1 菌剂组幼苗在 MMN 和
WPM 培养基上对毛棉杜鹃幼苗的苗高生长有显
著的促进作用,而 YJ1、M1 和 M4 菌剂在 3 种
培养基上对毛棉杜鹃的苗高生长均无显著影响
(图 2)。
注:图中不同大写字母表示同一培养基上不同菌剂在
α=0.05水平上差异显著;不同小写字母表示不同培
养基上同一菌剂在α=0.05水平上差异显著。
图 2 不同培养基接种各菌剂毛棉杜鹃苗高增长率比较
综上分析,大多数接菌苗在WPM培养基上
高生长最优,以单种菌剂 GD1对毛棉杜鹃的增高
促进作用最显著,混合菌剂M2次之。
2.3 不同培养基上 3个菌种及其混合菌剂对毛棉
杜鹃幼苗生物量的影响
双因素方差分析结果表明,不同的培养基、
菌剂间毛棉杜鹃幼苗生物量增重率均有极显著差
异(P< 0.01)。
不同菌剂组毛棉杜鹃幼苗的生物量在不同培
养基上存在较大的差异(图 3)。其中,YJ1、M2
组在WPM培养基的生物量增重率显著高于另外
两种培养基(P< 0.05);GD1和 M4在WPM培
养基的生物量增重率显著高于 MMN培养基(P
< 0.05);而 YS2组在 3种培养基的生物量增重率
无显著差异,反映了不同菌株对毛棉杜鹃幼苗的
生物量增长的影响有较大的差异。此外MMN培
养基 M1、M3和 CK组生物量增重率为 0,这是
由于 M1、M3和 CK组植株在 MMN培养基上出
现死亡所致。
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注:图中不同大写字母表示同一培养基上不同菌剂在
α=0.05水平上差异显著;不同小写字母表示不同培
养基上同一菌剂在α=0.05水平上差异显著。
图 3 不同培养基接种各菌剂毛棉杜鹃生物量增重率比较

综合上述结果得出,多数菌剂(YS2、M3、
M1、M2)在MMN培养基上对毛棉杜鹃幼苗根系
的侵染力较强,而接菌苗,如 J1、GD1、M2、M3
则在WPM培养基上生长显著优于 MMN培养基
(P<0.05)。单种菌剂 YS2、GD1和混合菌剂 M2
组对毛棉杜鹃幼苗的生物量具有明显的促进生长
作用。
3 结论与讨论
3.1 本研究应用了 3个从杜鹃属野生植物中分离
获得的内生真菌菌株进行接种试验。聚多曲霉和
杂色曲霉在森林土壤中比较常见 [15],多为病源性
真菌 [16],但已有报道表明有些菌株具有高效降解
氮磷营养素的功能 [17] 。本研究结果证实它们可与
毛棉杜鹃形成菌根共生体,但不同菌株与宿主植
物的亲和力存在显著差异,如来自映山红的聚多
曲霉菌株(YS2)的侵染率和接种效果与来自云锦
杜鹃的聚多曲霉菌株(YJ1)存在差异,反映了不
同的菌根真菌对杜鹃属植物生长的有益性存在差
异及高效菌株筛选的必要性。
复合菌剂的筛选结果表明,多菌种的混合菌
剂与单种菌剂对毛棉杜鹃幼苗的侵染率和生长促
进作用也存在差异。龙毅比较研究了混合菌剂对
马缨杜鹃(Rhododendron delavayi)和露珠杜鹃
(R. irroratum)的促生作用 [9],结果显示:混合
菌剂对马缨杜鹃的促生效果较单种菌剂好,而单
种菌剂对露珠杜鹃的促生效果优于混合菌剂,反
映了不同的菌剂种类及组合对不同杜鹃属植物的
作用不同。由 YJ1和 GD1组成的M2是最佳菌剂
组合,但含有 YS2的混合菌剂组合(M1,M3,
M4)对毛棉杜鹃幼苗生长的促进作用不明显。因
此,初步推测来自映山红的聚多曲霉(YS2)菌株
具有排他性,与其他菌株存在竞争性。
3.3不同培养基对杜鹃花类菌根苗生长的影响
在瓶内共生培养中,宿主植物与菌根真菌对
养分、通气状况及培养条件的需求有一定的差
异。本研究结果揭示了不同培养基条件对真菌与
宿主植物的促生效应有显著的影响。因此,选择
合适的离体培养基质,可使二者的需求得到兼
顾 [17]。在杜鹃花菌根研究中,用于杜鹃花瓶内接
菌的培养基有 PDA、MMN、改良的 Anderson及
混有蛭石和活性炭等培养基 [9,19-20] 。其中,龙毅 [8]
采用了 PDA培养基,接种后对 2种杜鹃花都有
促生作用;于芳 [19] 采用了MMN及其混合栽培基
质,结果表明混合栽培基质培养基更适合云锦杜
鹃的接种;尹茜 [20] 采用了 PDA、MMN、改良的
Anderson与蛭石、活性炭等混合的培养基,结果
表明大多菌种更适合MMN及混合培养基质。
本研究应用了 WPM、MMN 及混合基质
(MMN培养液 3:蛭石 1:泥炭土 1)等 3种培养基
质,结果显示:菌株在MMN培养基中侵染率较
高,接菌苗在WPM培养基中生长较好。菌株在
MMN培养基中侵染率显著较高,可能是MMN培
养基的低营养物质含量使得共生苗产生营养胁迫,
促进真菌对根系的侵染;而MMN培养基的M1、
M3、CK组的生物量增重率为 0,也证实了MMN
培养基不适于幼苗的长期生长。相对而言,WPM
培养基的高营养成分更有利于植物茁壮生长,却
不利于真菌的生长,这可从多数接菌苗在WPM培
养基的幼苗增高率、生物量增重率显著高于混合
基质和MMN培养基的结果得以证实。虽然混合
基质与MMN培养基营养成分一样,但由于混合
基质质地疏松,毛棉杜鹃幼苗在该培养基条件下
生物量增重率要高于MMN培养基。
参 考 文 献
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