丹参主产区AMF的多样性研究

2017-03-06柳敏黄文丽王潇万瑞涵王海严铸

中国中药杂志 2017年1期

柳敏+黄文丽+王潇+万瑞涵+王海++严铸云

[摘要]该文对丹参主产区涉及的8个省20个采样点丹参根围丛枝菌根真菌（AMF）的种属构成、侵染情况、种类组成相似性进行研究。结果表明：丹参根围AMF种类丰富，共分离出7属27种AMF，分别为无梗囊霉屬Acaulospora、球囊霉属Glomus、管孢囊霉属Funneliformis、两性囊霉属Ambispora、根生囊霉属Rhizophagus、和平囊霉属Pacispora、近明囊霉属Claroideoglomus。无梗囊霉属（9种，333%）、球囊霉属（8种，296%）两属是优势属；光壁无梗囊霉A laevis（90%）、木薯根生囊霉R manihotis （80%）、双网无梗囊霉A brieticulata （75%）、疣状无梗囊霉A tuberculata（70%）等4种AMF是丹参根围的优势种。丹参普遍受AMF侵染，但侵染强度不高，侵染率1092%～2593%。各主产区之间的AMF物种组成相似性系数为020～057，相似性普遍较低。丹参根围AMF种类总体上表现出丰富的多样性，不同产区的AMF物种分布存在相似性和地域性。

[关键词]丛枝菌根真菌；丹参；多样性；侵染率；形态鉴定

丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）是自然界中分布最广泛的植物营养专性共生菌，能与80%以上的陆生高等植物共生形成菌根结构[1]。AMF与植物共生后，能够促进宿主植物吸收及利用矿质元素与水分[23]，调节宿主体内代谢[4]，增强抗逆性[57]，促进植物生长，提高作物产量和品质[78]。研究表明，丹参能与AMF形成良好的共生关系，促进宿主根系吸收水分及矿质元素，改善体内生理代谢，促进丹参生长[8]，缓解连作障碍[7]等作用。

丹参属多道地药材，AMF群落分布受地理环境影响明显[9]。然而，不同地域丹参根围AMF群落的多样性研究较少，AMF与各产区药材质量的关系有待阐明。因此，本研究采集丹参主产区涉及的8个省、20个采样点的丹参根围土，进行丹参主产区AMF物种多样性调查，以期弄清丹参根围AMF组成，为AMF菌剂的开发及应用提供一定的参考依据，并为AMF资源保护和利用奠定基础。

1材料与方法

11样品的采集及预处理2007年11月，于山东、河南、四川、陕西、山西、安徽、河北和江苏8个省的20个县采集丹参根围土样及植物样品。采用多点混合法与平行采样对照法，轻轻地去掉丹参周围的枯枝落叶层，用小铲轻轻挖掉表面的浮土，运用抖根法收集20～25株植株根围的土样，最后经四分法保留2 kg，土样装入牛皮纸袋中于4 ℃冰箱保存，并记录采样信息（表1）。每个样本平行采集3个土样，同时随行采集丹参根2 kg。取丹参的须根，将根样清水洗净后剪成1～15 cm长的根段，置于标准固定液（FAA固定液）中保存备用。

2土壤理化分析参考文献[1012]的方法，进行测定。pH用电位测定法，有机质用重铬酸钾法，全氮用CuSO4K2SO4混合消煮液，凯氏定氮法。全磷用Na2CO3熔融法。速效钾用NH4OAc浸提，AA300火焰原子吸收分光光度仪测定。

13根段侵染率测定采用碱解离乳酸甘油酸性品红染色法[1]测定根段侵染率。

14AMF形态鉴定采用湿筛倾注蔗糖离心法[1]，从丹参根围土壤中分离AMF孢子。在显微镜下观察AMF孢子形态特征，利用染色试剂，观察孢子的特异反应。综合以上观察结果，参照各属特征及检索表，和近几年发表的新种、新记录种，同时参照http：//invamcafwvuedu和http：//schuessler.userweb.mwn.de/amphylo/种的描述、图片及相应分类单元的原始发表进行鉴定。

15数据分析分离频度（isolation frequency，IF）：IF=×100%。IF≥50%为优势属（种），IF=10%～50%为常见属（种），IF<10%为偶见属（种）[1]。 Sorensen 群落相似性系数（C）：C=j/ （a+b），式中j为2个不同产区AMF共有物种数，a，b 分别为2个产区全部 AMF物种数。AMF群落物种相似度划分为极低（<020）、低（021～040）、中（041～060）、高（061～080）、极高（080～100）[13]。

2结果与分析

21土壤基本理化性质丹参生长土壤pH在56～87，平均值75，主要呈弱碱性至中性；有机质质量分数在054%～205%，平均121%，其中河北、山东、河南普遍较低，四川较高，总体属轻度贫瘠；氮质量分数在038～129 g·kg-1，平均083 g·kg-1，四川较高，总体属轻度贫瘠；磷质量分数在073～64 g·kg-1，平均3079 g·kg-1，总体属肥沃。钾质量分数在017～45 g·kg-1，平均2385 g·kg-1，总体属严重贫瘠，见表2。

22不同产地丹参AMF侵染情况不同产地丹参普遍受AMF侵染，见表2。但侵染强度不高，在不同的立地条件下，丹参的侵染率不同，其中山西芮城AMF侵染率最高，为2593%，江苏赣榆最低，为1092%，而山东4个产地的侵染率都比较接近，基本在20%左右。

23不同产地丹参根围AMF的种类和分布不同产地丹参根围土壤中AMF总数和种属构成存在差异，见表3。从山东、河南、四川、陕西、山西、安徽、河北、江苏8省20个采样点根际土壤样品中共分离出7属27种AMF，分别是无梗囊霉属Acaulospora、球囊霉属Glomus、管孢囊霉属Funneliformis、两性囊霉属Ambispora、根生囊霉属Rhizophagus、和平囊霉属Pacispora、近明囊霉属Claroideoglomus。其中，无梗囊霉属9种，占333%，其次是球囊霉属8种，占296%，这2属是丹参根围土壤中AMF的优势属。光壁无梗囊霉A laevis（90%）、木薯根生囊霉R manihotis（80%）、双网无梗囊霉A brieticulata（75%）、疣状无梗囊霉A tuberculata （70%），是丹参根围土壤中AMF的优势种，且分布广泛。8个省中山西AMF种类最丰富，分离出6属14种AMF；其次是四川，有6属12种；再次是山东省和河南省，5属11种；其余产区种类相对较少，各分离出4属的AMF。

3结论与讨论

丹参能与AMF形成丛枝菌根，是菌根营养型植物。本次调查中，从丹参根围土壤中共分离鉴别出7属27种AMF，总体上表现出丰富的多样性。不同产区的AMF物种分布存在相似性和地域性，无梗囊霉属和球囊霉属是丹参根围土壤中AMF优势属，与其他学者的研究结果相似[14]；疣状无梗囊霉A tuberculata、双网无梗囊霉A brieticulata是丹参根围土壤中广布种，而网状球囊霉G reticulatum、疣壁管孢囊霉F verruculosum等是狭域种。这些差异是由宿主植物的遗传差异，还是由于地理环境或耕作制度不同引起，有待进一步研究。

丹参的AMF侵染率不高，这种情况与三七[15]、牡丹[16]、黄檗[17]、三角叶黄连[18]等药用植物的报道结果相似。菌根侵染率是描述植物根系与AMF亲和力，以及形成共生体能力的指标[19]。而药用植物中AMF侵染率普遍不高是否与药用植物中某些活性较强的次生代谢产物有关，有待进一步研究。研究表明大多数药用植物在接种AMF后有效成分含量普遍显著提高。接种AMF后，黄芪[20]植株中黄酮含量显著提高，白術[21]根部挥发油含量有效提高；王雪[7]、贺学礼[22]等发现丹参接种AMF后，能显著提高丹酚酸B、丹参酮等化学成分含量，但生物量的变化不明显。同时，丹参AMF物种存在的地域性差异，为探索道地药材形成的微生态机制提供了线索，也为AMF菌剂开发应用时选择通用性菌剂还是专属性菌剂提供了一定的参考依据。本课题组正以单孢扩繁出的8种丹参根围AMF真菌为实验材料，探索丹参AMF出现地域性差异的成因，以及它们对药材质量和产量的影响。

[参考文献]

[1]刘润进，陈应龙菌根学[M]北京：科学出版社，2007：1

[2]李元敬，刘智蕾，何兴元，等丛枝菌根共生体中碳、氮代谢及其相互关系[J]应用生态学报，2014，25（3）：903

[3]祝英，熊俊兰，吕广超，等丛枝菌根真菌与植物共生对植物水分关系的影响及机理[J]生态学报，2015，35（8）：2419

[4]赵昕，阎秀峰丛枝菌根真菌对植物次生代谢的影响[J]植物生态学报，2006，30（3）：514

[5]孙吉庆，刘润进，李敏丛枝菌根真菌提高植物抗逆性的效应及其机制研究进展[J]植物生理学报，2012，48（9）：845

[6]秦子娴，朱敏，郭涛干旱胁迫下丛枝菌根真菌对玉米生理生化特性的影响[J]植物营养与肥料学报，2013，19（2）：510

[7]王雪，陈美兰，杨光，等丛枝菌根真菌与哈茨木霉菌合用对连作丹参生长及质量的影响[J]中国中药杂志，2014，39（9）：1574

[8]孟静静，贺学礼干旱胁迫下AM真菌对丹参生长和养分含量的影响[J]河北农业大学学报，2011，39（1）：51

[9]吴强盛，邹英宁，王贵元丛枝菌根真菌生态学研究进展[J].长江大学学报b：自然科学版， 2007，4（2）：76

[10]鲁如坤土壤农业化学分析方法[M]北京：中国农业科技出版社，2000

[11]林大仪土壤学实验指导[M] 北京：中国林业出版社，2004