丛枝菌根真菌接种量对铁力木幼苗的生长效应

耿云芬，邱 琼，卯吉华，景跃波

(1.云南省林业科学院，云南 昆明 650201； 2.国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室、云南省森林植物培育与开发利用重点实验室，云南 昆明 650201)

丛枝菌根真菌接种量对铁力木幼苗的生长效应

耿云芬1，2，邱 琼1，卯吉华1，景跃波1

(1.云南省林业科学院，云南 昆明 650201； 2.国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室、云南省森林植物培育与开发利用重点实验室，云南 昆明 650201)

采用盆栽接种试验，研究丛枝菌根真菌不同接种量(5、10、15、20 g·株-1，以不施用菌剂为对照)对国家二级保护植物铁力木的幼苗生长及光合特性的影响。结果表明：经接种处理，铁力木幼苗能够被丛枝菌根真菌侵染，形成共生关系；丛枝菌根的形成对铁力木幼苗植株高度、地径、叶片数和根长等生长指标，地上与地下部分生物量等指标均能产生显著效应；在参试的4种接种量中，以5 g·株-1为铁力木幼苗最佳接种量。

丛枝菌根真菌；接种量；铁力木幼苗；生长效应；光合特征

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)作为与植物关系最为密切的土壤微生物之一，可与植物形成菌根共生体，不仅促进植物对养分元素的吸收和代谢，改善植物营养状况，而且还能够显著提高植物对不良环境和病虫害的抵抗能力，同时丛枝菌根也是自然界最为普遍的一种类型，大约80%的陆生植物都能形成丛枝菌根[1]。

铁力木(MesuaferreaLinn.)为藤黄科铁力木属常绿大乔木，是世界珍贵的热带用材树种，树干通直，材质坚硬，色泽及花纹美观，是热带著名的硬木，为特种工业用材；同时又是优良的庭院及街道绿化的优良观赏树种，树冠成塔形或球形，叶浓密翠绿优美，初春生长的嫩叶鲜红色，布满树冠，十分美丽[2]。

本研究采用盆栽接种试验，对生长量、生物量和光合特征等指标的测定分析，探索铁力木幼苗期接种丛枝菌根真菌适宜的菌剂用量，为菌根技术在铁力木苗木繁育中的应用提供一些基础资料和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

铁力木种子于2013年采自云南省林业科学院普文试验林场，种子用0.5%高锰酸钾溶液消毒0.5 h，然后用无菌水冲洗后备用。

供试菌剂为美国生产的商品菌剂Myco Apply Endo，包含根内球囊霉(Glomusintraradices)、摩西球囊霉(Glomusmosseae)、聚丛球囊霉(Glomusaggregatum)、幼套球囊霉(Glomusetunicatum)等4种AMF。

种子催芽基质为1∶1的森林土+河沙，接种试验的育苗基质是森林土。催芽和接种基质在高压灭菌锅121 ℃连续灭菌2 h后备用。催芽和接种容器用0.5%的高锰酸钾溶液消毒5 min曝晒至干后备用，栽培容器为10 cm×12 cm的黑色塑料育苗袋。

1.2 接种方法和试验设计

试验设不施用菌剂、AMF 5、10、15、20 g·株-15个处理，每个处理20株幼苗，3次重复。

接种处理：2014年2月22日，将消毒后的种子置于消毒过的容器中进行催芽；2014年3月20日，选取芽长3～5 cm的铁力木，进行接种试验。菌剂接种方法采用根施法，将灭菌的基质土装到容器的一半，放入菌剂混匀，然后将小苗移入容器中，每盆移植1株，填满基质，浇透定根水。2014年7月进行苗木生长指标及光合指标的测定。

1.3 接种后指标的测定与方法

1.3.1 苗木根系内AMF侵染率测定 每个处理随机抽取7株苗木剪取根系，进行侵染率测定。采取带根尖的根样若干，于自来水中清洗几次，根样剪成1～3 cm的小段，放入装有10% KOH溶液的试管中，于90 ℃恒温水浴中解离90 min。待冷却后置于培养皿中，用冷水冲洗3～4次，然后加入乳酸浸泡，中和残留的KOH；之后冲洗根样3～4次，把根样放于培养皿中滴入几滴蓝墨水覆盖，于酒精灯上加热至发白烟，冷却后冲洗掉蓝墨水，放入乳酸甘油反复脱色，直至没有蓝色液体流出。脱色后选取幼嫩的细小根段，剪成1.5 cm左右的根段，平行排列载玻片上，滴加乳酸甘油，盖上盖玻片，适当轻压，制成封片。用十字交叉法[3]，于光学显微镜下观察丛枝、泡囊、菌丝、菌丝圈等AMF的典型结构在幼苗根系内的侵染状况并记录，每一样本观察200个视野，计算幼苗根系中AMF的侵染率。

1.3.2 生长状况测定 铁力木幼苗培养120 d，每个处理4株，重复3次，测量苗高、地径、叶片数、主根长、侧根数、生物量。生物量测定时将幼苗按根与地上部分分开，称量鲜质量以后，于烘箱中105 ℃杀青5 min，80 ℃烘干至恒质量，再称量得到苗木地上和地下部分的干质量。

1.3.3 气体交换参数的测定 选择晴朗的天气，自上而下选择第3片健康叶，采用美国LI-6400 XT Portable Photosynthesis System(LI-6400 XT 光合-荧光测定系统)测定叶片气体交换参数。测定设置人工光源光照强度1200 μmol·m-2·s-1，开放气路，空气流速0.5 L·min-1，叶温28 ℃，相对湿度60%，外界CO2浓度360 μmol·mol-1，测定参数包括净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)。

1.4 数据分析

数据统计、方差分析及多重比较应用Excel 2003和SPSS 16.0软件。对各处理间方差进行齐性Levene检验，各组方差齐时(P>0.05)，用Duncan新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 接种铁力木幼苗根系中AMF的侵染情况

对试验苗木根样的显微观察结果表明，在接种处理的铁力木幼苗根系中，观察到了AMF的典型结构，包括菌丝、菌丝圈、泡囊和丛枝结构，泡囊和丛枝的典型结构(图1)，可以证实，接种处理后，AMF菌剂中的孢子等繁殖体与铁力木幼苗的根系建立了共生关系。

2.2 接种AMF对铁力木幼苗侵染率的影响

由表1可以看出，4种不同AMF接种量在幼苗根系中的侵染率为43.69%～53.50%，显著高于对照，但4种接种量之间侵染率差异不显著。

2.3 接种AMF对铁力木幼苗生长的影响

由表2数据可以看出，接种丛枝菌根真菌能提高铁力木幼苗的生长量指标，但不同的接种量间生长量指标存在差异。对株高的效应为AMF 5 g·株-1显著高于其它剂量，AMF 15 g·株-1与20 g·株-1间差异不显著，对照与AMF 10 g·株-1间差异不显著；对地径的效应为接种处理与对照有显著差异，不同接种量间差异不显著；对叶片数的影响为AMF 5、10、20 g·株-1显著高于对照，AMF 5、20 g·株-1最高，叶片数近18片，对照与AMF 15 g·株-1差异不显著；对主根长的影响为接种处理与对照有显著差异，不同AMF剂量间差异不显著，AMF 5 g·株-1的主根长10.60 cm，略高于其他处理；对侧根数的效应为AMF 5、20 g·株-1显著高于其他接种量和对照。综合比较各项指标，总体评估AMF 5 g·株-1最好，其株高、地径、叶片数、主根长、侧根数分别比对照提高32.45%、28.57%、51.05%、92.73%、31.58%。

表1 接种AMF铁力木幼苗的侵染率

*：数值表示平均值±标准误差；同列数据后不同字母表示差异显著(P<0.05)，相同字母表示差异不显著。下同。

表2 接种AMF对铁力木幼苗生长的影响

2.4 接种AMF对铁力木幼苗生物量的影响

从表3看出，接种丛枝菌根真菌能增加铁力木幼苗的生物量，其效应大小与接种剂量有一定关系。 AMF 5、10、20 g·株-1的地上鲜重、地下鲜重与CK间有显著差异，CK与AMF 15 g·株-1间差异不显著；AMF 5、20 g·株-1的地上干重、地下干重与CK间有显著差异，CK与AMF 10、15 g·株-1间差异不显著。总体比较，AMF 5 g·株-1最好，其地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重分别比对照提高49.35%、44.92%、45.96%、54.44%。

表3 接种AMF对铁力木幼苗生物量的影响

2.5 接种AMF对铁力木幼苗光合作用的影响

从表4可以看出，不同AMF菌剂接种量情况下，铁力木菌根苗的叶片在净光合效率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度和胞间CO2浓度等指标上有差异。其中AMF菌剂5 g·株-1处理的植株其净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度均显著高于对照(P<0.05)，分别比对照高出45.78%、109.52%、40.86%、110.12%，表明接种菌根真菌能促进寄主植物的光合作用。

表4 接种AMF对铁力木幼苗叶片光合特征的影响

3 结论与讨论

对珍贵用材树种铁力木开展苗期接种不同剂量的AMF菌剂的试验研究，结果表明，在芽苗移栽至容器中进行培育的同时，进行丛枝菌根真菌接种，经过一段时间的共生培养(本试验接种后的苗木培养时间为120 d)，AMF能够与苗木根系建立共生关系，研究指标的测定结果证明接种AMF能够显著提高铁力木幼苗的生长及生物量积累。苗期接种丛枝菌根真菌对宿主植物生长、营养和生理指标有促进作用，已为大量研究所证实。刘建福等[4]研究指出：接种AMF后澳洲坚果幼苗的生长效应有极大提高；赵昕等[5]研究表明：AMF能够促进喜树幼苗生物量的积累。周加海等[6]对川黄柏的苗期接种试验表明，接种幼苗的生长量和生物量均高于无菌根幼苗。针对一些热带亚热带树种，也开展过相当数量的苗期接种试验研究；弓明钦等[7]研究了接种AMF对西南桦幼苗的效应，结果表明在西南桦芽苗移栽时施AMF菌剂8 g·株-1，接种后90 d显著提高了苗木的生长量，苗木平均高、地上干质量及地下干质量分别比对照增加50.48%～63.41%、78.65%～151.04%、215.25%～311.86%；弓明钦等[8]研究了AMF对马占相思(Acaciamangium)和厚荚相思(Acaciacrassicarpa)2个树种的接种效应，也得到类似结果，即接种能够显著提高幼苗的苗高生长和促进生物量的积累。国外在热带树种的AMF苗期接种方面也开展过大量的研究，如Onguene N A等[9]报道了喀麦隆3个热带乡土用材树种有影黑榄仁(Terminaliasuperba)、两蕊苏木(Distemonanthusbenthamianus)和良木非洲楝木(Entandrophragmautile)苗期接种AMF能够促进苗木生长的结论；Pasqualini等[10]选择巴西南部大西洋沿岸森林的8个热带树种，开展了苗期接种试验，也表明接种AMF提高了苗木的高生长、增加了苗木生物量并促进了苗木对磷元素的吸收。

丛枝菌根真菌接种除了对植株的生长产生明显效应以外，已有的许多研究表明接种AMF还能够提高宿主植物的光合作用、蒸腾速率和气孔导度等，如张中峰等[11]研究表明，接种摩西球囊霉与未接种处理相比，显著提高了青冈栎(Cyclobalanopsisglauca)幼苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。本研究所得结果与张中峰等[11]、杜照奎等[12]研究结果类似，接种了AMF菌剂的铁力木幼苗与未接种的对照相比，净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度均得到显著提高，接种提升了铁力木幼苗对光的利用效率，从而提高了苗木的生长量和生物量。

本试验结果表明，菌剂的不同用量对铁力木幼苗的生长效应不同，综合生长量和光合效率2方面的指标确定最适接种量为5 g·株-1，在此处理下，苗木的生长量、生物量、光合作用指标显著高于对照，过高的接种剂量会造成菌剂的浪费，而且在菌根这种共生关系中，一方面AMF促进宿主植物的营养吸收和增长，同时AMF也需从宿主植物获取碳水化合物，因此剂量过大会造成对宿主植物营养的消耗，从而不利于植物的生长。熊丙全等[13]研究了不同AMF接种量对葡萄扦插苗的影响，其结果也表明AMF菌剂的施用存在一个适宜的量，菌剂用量过高会影响到AMF的作用效果。

本研究探索了铁力木接种AMF的效应，研究所得的结果和结论可为今后铁力木的菌根化育苗提供参考；在此基础上，今后还将继续对该树种开展高效AMF菌种筛选、菌剂对苗木生理和抗性指标方面的效应，以及菌剂扩繁等方面的试验研究，旨在为菌根技术在林木育苗中的应用积累必要的资料数据和提供技术支撑。

[1]Smith SE，Read DJ.Mycorrhizal Symbiosis[M].3rd Ed.London：Elsevier，2008.

[2]云南省林业厅，西南林学院.云南树木图志[M].昆明：云南科技出版社，1988：624-625.

[3]McGonigle T P，Miller M H，Evans D G，et al.A new method which gives an objective measure of colonization of roots by vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi[J].New Phytologist，1990(115)：495-501.

[4]刘建福，张勇，谢丽源，等.丛枝菌根真菌对澳洲坚果幼苗的生长效应[J].热带作物学报，2005，26(3)：16-19.

[5]赵昕，阎秀峰.丛枝菌根对喜树幼苗生长和氮、磷吸收的影响[J].植物生态学报，2006，30(6)：947-953.

[6]周加海，范继红.AM 真菌对川黄柏幼苗生长及小檗碱含量的影响[J].北方园艺，2007(12)：25-27.

[7]弓明钦，王凤珍，陈羽，等.西南桦对菌根的依赖性及其接种效应研究[J].林业科学研究，2000，13(1)：8-15.

[8]弓明钦，王凤珍，陈羽，等.相思菌根的菌种筛选及其接种效应研究[J].林业科学研究，2000，13(3)：268-273.

[9]Onguene N.A.，Kuyper T.W.Growth response of three native timber species to soils with different arbuscular mycorrhizal inoculum potentials in South Cameroon Indigenous inoculum and effect of addition of grass inoculum[J].Forest Ecology and Management，2005(210)：283-290.

[10]Pasqualini D，Uhlmann A，Stürmer S L.Arbuscular mycorrhizal fungal communities influence growth and phosphorus concentration of woody plants species from the Atlantic rain forest in South Brazil[J].Forest Ecology and Management，2007，245(1)：148-155.

[11]张中峰，张金池，黄玉清，等.接种丛枝菌根真菌对青冈栎幼苗生长和光合作用的影响[J].广西植物，2013，33(3)：319-323.

[12]杜照奎，何跃军.光皮树幼苗接种丛枝菌根真菌的光合生理响应[J].贵州农业科学，2011，39(8)：31-35.

[13]熊丙全，阳淑，张勇，等.丛枝菌根真菌接种时期和剂量对葡萄扦插苗生长的效应[J].中国果树，2009(5)：14-18.

Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi Inoculation and Different InoculationAmount on Seedlings ofMesuaferrea

GENG Yun-fen1，2，QIU Qiong1，MAO Ji-hua1，JING Yue-bo1

(1.YunnanAcademyofForestry，Kunming650201，Yunnan,China； 2.YunnanLaboratoryforConservationofRare，Endangered&EndemicForestPlants，PublicKeyLaboratoryoftheStateForestryAdministration，YunnanProvincialKeyLaboratoryofCultivationandExploitationofForestPlants，Kunming650201，Yunnan，China)

Pot experiment was conducted to evaluate the effects of different amount of arbuscular mycorrhiza fungi (5，10，15，20 g·plant-1respectively，and non-inoculation as the control) on the growth and photosynthesis of the seedlings ofMesuaferrea，the 2nd-Grade State-Protected rare and endangered plant species.The results showed that the roots ofM.ferreaseedlings can be infected by arbuscular mycorrhiza fungi (AMF) and formed the symbiotic relationship.Arbuscular mycorrhizal symbiosis had significant effect on the seedling height，ground diameter，leaf amount，root length，aboveground and underground biomass.Meanwhile，AMF can promote plants′ growth and development through increasing photosynthetic rate of the seedlings；different inoculation amount of AMF has significant effect on formation of symbiotic relationship between AMF andM.ferreaseedlings.Among the tested 4 inoculation amount，5 g·plant-1is the optimum amount.

arbuscular mycorrhiza；inoculant amount；Mesuaferreasseedling；growth effect；photosynthetic characteristics

2015-11-17；

2016-01-04

国家林业局“948”项目(2012-4-68)；国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室基金项目(2014-1)；云南省技术创新人才培养项目(2012HB053)

耿云芬(1969—)，女，云南昆明人，云南省林业科学院高级工程师，从事森林培育研究。E-mail：1054127300@qq.com。

景跃波(1974—)，女，云南省林业科学院副研究员。E-mail：1401764297@qq.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.03.014

S723.1+3;S718.81

A

1002-7351(2016)03-0067-05