不同叢枝菌根真菌對小麥幼苗侵染及生物產量的影響

崔美香+李焱+盧彥琦

摘要：對小麥接種幼套球囊菌NM01B、摩西球囊菌XJ01這2種叢枝菌根（arbuscular mycorrhizal，簡稱AM）真菌，測定小麥幼苗生長時期的侵染率、生物產量。結果表明，小麥生長到0.5個月時侵染率均為0；1.5個月時接種2種真菌的侵染率分別激增到18.92%、14.91%，達到顯著差異水平；到2.5個月時又有1個快速侵染期，侵染率分別為6461%、51.75%，差異顯著。2種AM真菌對小麥幼苗生物產量的影響如下：半個月時XJ01長勢最好，CK其次，NM01B最弱；隨后NM01B對小麥生長的影響明顯加快，在1.5個月時，NM01B處理的小麥干質量增長的影響已達顯著水平；在2個月時，NM01B、XJ01處理與CK的干質量均達顯著水平；在2.5個月時，NM01B處理的干質量最高，XJ01次之，CK最低。由結果看出，AM真菌能夠與小麥形成共生關系，且有利于小麥的生長發育，菌種NM01B對小麥的影響優于XJ01。

關鍵詞：叢枝菌根（AM）真菌；小麥；侵染；生物產量

中圖分類號： S512.104；S182 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2017）01-0057-02

叢枝菌根（arbuscular mycorrhiza，簡稱AM） 真菌是自然界中分布較廣的一類內生菌根真菌，能和大多數的植物形成互惠共生體[1-3]，真菌從植物根系獲得自身生長所需的碳源物質，植物則通過真菌菌絲吸收土壤礦質營養和水分，進而促進植物生長發育，提高產量，改良品質，增強抗逆性、抗病性等[4-5]。目前，接種AM真菌已經逐漸成為一項提高某些作物產量的技術措施[6]。

雖然目前AM真菌與作物互作關系的研究有一定進展，但仍存在以下不足：（1）AM真菌研究的種類相對較少；（2）多數研究主要基于AM侵染率的測定，卻忽視AM真菌對作物不同生長時期侵染狀況的研究，以至于不能將其很好地應用于農業生產實踐中。本研究針對上述不足，引入不同AM菌根真菌，通過測定不同AM真菌對小麥幼苗不同時期侵染率和生物產量的影響，挑選出促進小麥生長發育菌種，以期為農業生產中AM真菌的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試菌種

本研究中的供試菌種主要有幼套球囊菌BGC（叢枝菌根真菌種質資源庫） NM01B（Glomus etunicatum）、摩西球囊菌BGC XJ01（Glomus mosseae），二者均以沙土基質為載體，購自北京農林科學院植物營養與資源研究所。

1.2 試驗材料

試驗材料為中麥155號小麥，由河北永年縣原種場提供。挑選500粒健康無病蟲、飽滿的種子放入100 mL燒杯中，先用0.1%氯化汞溶液浸泡1 min進行表面消毒，再用無菌水沖洗3次，最后用無菌水浸泡12h，使小麥種子充分吸水膨脹，備用。

1.3 培養基質和盆栽缽消毒

基質為沙土、草炭、蛭石和珍珠巖，均選用粒徑0.5～1.0 mm 之間的顆粒，按沙土 ∶（蛭石+珍珠巖） ∶草炭體積比2 ∶1 ∶1混合均勻后，置于電熱恒溫鼓風干燥箱中，于 165 ℃ 滅菌1 h，備用。盆栽缽為直徑15 cm、高11 cm花盆，花盆在100 ℃的水中浸泡7～10 min，并浸泡在水中過夜，備用。

1.4 試驗設計

試驗于2013年3月28日在河北工程大學植物保護實驗室中進行，共設3個處理：BGC XJ01、BGC NM01B、無菌沙土（CK）。先在花盆中放入500 mL已混合均勻的基質，用涼開水浸透，稱取10 g菌種或無菌沙土，均勻地撒在花盆中，將小麥種子均勻擺放到花盆中并輕輕按壓，保證種子與菌種充分接觸，最后在其上覆蓋50 mL滅菌基質，每盆50粒，每個處理3次重復。定期澆適量的水，待小麥長到三葉期后施加 Hoagland 營養液。小麥出苗后每隔15 d，每盆小麥幼苗隨機挖取10株，進行根系處理，測定不同處理對小麥幼苗根系的侵染率，觀察幼苗的生長狀況，測其干質量，求10株平均干質量，比較每個處理的生長狀況。

1.5 測定方法

侵染率的測定：按KOH透明-酸性品紅乳酸甘油染色的方法[1]進行改良，測定菌根的侵染情況，須進行染色處理，一般要經過根系透明、染色、分色的過程。每個處理需要測定100～150條1.0 cm左右的根段，根據根段中泡囊結構的多少，分成0、10%、20%、30%、…、100%的侵染數量來界定每條根的侵染率（如沒有則為0，全部侵染則為100%，只有一半侵染則為50%，以此類推），并記錄各分級標準下根段的條數。依據公式計算出該菌根的侵染率：侵染率=受侵染的根段數/觀察的根段總數×100%。

生物產量的測定：提前把烘箱打開，溫度升至100～105 ℃；取10株植株稱鮮質量，再裝入紙袋，放入烘箱內，100～105 ℃殺青10 min；然后把烘箱的溫度降到70～80 ℃，烘至恒質量；取出紙袋和植株，放入干燥器中冷卻至室溫，稱干質量（DW）。

1.6 數據處理

試驗數據均以平均值表示，用SPSS 13.0軟件AVOAN程序進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同菌種對小麥幼苗各時期的侵染率測定

由表1可見，NM01B、XJ01對小麥幼苗各時期的侵染率變化趨勢相同：從侵染數量來看，0.5個月時都沒有侵染，NM01B在1個月時開始有侵染，此后侵染的比率逐漸增多，在2.5個月時，侵染最多的根段侵染率為60%；XJO1開始和NM01B一樣，從1個月時開始有侵染，2.5個月時侵染最多，侵染率最高為40%。由表2可見，對照（CK）土壤已滅菌，沒有侵染；NM01B、XJ01在0.5個月時均未侵染，1個月時開始侵染，但侵染率不高，分別僅為2.72%、6.49%；隨著植物的生長發育，二者共生關系逐漸形成，1.5個月時侵染率分別激增到18.92%、14.91%，差異達到顯著水平；到2個月時增長緩慢，分別增長到20.95%、20.27%；2.5個月時又有1個快速侵染期，侵染率分別為64.61%、51.75%，差異顯著。通過NMO1B、XJ01菌對小麥幼苗根系各時期侵染率以及其增長速率的對比可知：NM01B的侵染速率比XJ01快，侵染率較高，侵染效果更好。

2.2 不同菌種對小麥幼苗生物產量的影響

每隔0.5個月對小麥取苗，對其地上部分烘干稱質量，測定生物產量，結果表明：0.5個月時XJ01長勢最好，CK其次，NM01B最弱；之后XJ01、CK的干質量增長緩慢，NM01B增長明顯加快，在1.5個月時，NM01B處理的小麥干質量增長已達顯著水平；在2.0個月時， NM01B、XJ01處理及CK的干質量增長均達顯著水平；在2.5個月時，NM01B處理的干質量最高，XJ01處理次之，CK最低（表3）。結果顯示，開始時CK與接種AM真菌的小麥長勢相當，但隨著時間的推移，接種AM真菌的小麥生長優勢逐漸凸顯出來，說明AM真菌有利于小麥的生長發育，且菌種NM01B對小麥的影響優于XJ01。

3 討論

本研究中的染色方法用的是KOH透明-酸性品紅乳酸甘油染色的方法進行改良的。KOH透明-酸性品紅乳酸甘油染色的方法為先加8.5%KOH溶液，90 ℃水浴20 min后，再加2%鹽酸，浸泡5 min之后再加酸性品紅乳酸甘油染色液于90 ℃水浴40 min，之后用乳酸分色，鏡檢。經過試驗驗證，加鹽酸浸泡與不加鹽酸浸泡的效果是相同的，而且用水分色較用乳酸分色鏡檢的效果更加清晰。因此，對KOH透明-酸性乳酸甘油染色的方法進行改良成為加入KOH溶液后，沖洗干凈直接加染色液，鏡檢時用水分色，其他步驟不變。

NM01B、XJ01是AM真菌中最常見的2個菌種，本研究分別對這2個菌種侵染小麥幼苗根系初步研究。結果表明，2種AM真菌均能侵染小麥幼苗根系，且在小麥生長到1.0個月時才有泡囊結構出現，2.0個月后其侵染率才有顯著的增加；同時可知，NMB01的侵染率較XJ01的侵染率略高。植株干質量是描述植物長勢的重要參數，本研究顯示，AM真菌有利于小麥干質量的增加，并且NM01B比XJ01的作用效果顯著，這為之后將AM真菌應用到大田小麥的生產實踐中提供了理論依據。

有研究表明，叢枝菌根的生長發育呈“S”形曲線，開始有1個滯緩期，此時真菌擴展緩慢，這可能與接種物中孢子具有休眠性有關，經過這段時期后則快速侵染，達到高峰后則持續侵染與根系生長達到一定的動態平衡[7]。這與本研究的結果不完全一致，本研究并沒有出現明顯的滯緩期，其原因可能是本研究所處環境溫度為AM真菌侵染的最佳溫度，適合AM真菌侵染，因此其滯緩期很短，主要呈現逐漸上升的趨勢。2種不同的AM真菌在小麥整個生長發育周期內侵染情況變化及對其生長發育的影響，有待進行進一步研究。

參考文獻：

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