樟子松苗木促生长高效外生菌根菌的筛选*
2017-06-06别格坚巴哈提邓玉侠尹大川宋瑞清
别格坚巴哈提 邓玉侠 尹大川 宋瑞清**
(1.东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨 150040;2.辽宁林业职业技术学院实验林场,抚顺 113300;3.沈阳农业大学林学院,辽宁沈阳 110866)
樟子松苗木促生长高效外生菌根菌的筛选*
别格坚巴哈提1邓玉侠2尹大川3宋瑞清1**
(1.东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨 150040;2.辽宁林业职业技术学院实验林场,抚顺 113300;3.沈阳农业大学林学院,辽宁沈阳 110866)
采用离体培养法制备的6种菌剂对1年生樟子松苗木进行接种,接种3个月后观察苗木的生长情况表明,褐环乳牛肝菌和厚环乳牛肝菌的菌根合成率最高,均达到65%以上,说明这2种菌对樟子松有良好的契合度。褐环乳牛肝菌和厚环乳牛肝菌在促进樟子松苗木苗高和地径生长方面效果最为理想,在鲜重方面也是最高,说明褐环乳牛肝菌和厚环乳牛肝菌应为樟子松苗木的高效外生菌根菌。
樟子松;外生菌根菌;筛选
外生菌根(Ectomycorrhiza)是由外生菌根真菌通过菌丝体包围并侵染树木的根形成的互惠共生体,是非常重要的一种菌根类型[1],其主要的形成对象,也就是菌根菌的宿主植物多为针叶高大乔木。外生菌根真菌(Ectomycorrhizal fungi ECM)是指能与宿主植物形成外生菌根的真菌,在自然界中广泛存在,是森林生态系统中最重要的菌类[2-3]。
樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)是我国北方主要的造林树种,是欧洲赤松(Pinus sylvestris)在蒙古地区的一个变种。樟子松树形优美、四季常青,既是庭院观赏和街道绿化树种,也是我国“三北”地区主要用材树种之一。
本文通过野外采集,共分离出疑似樟子松外生菌根菌6种,通过离体培养法制备出菌剂,并对1年生樟子松苗木进行接种。在生长季节过后观察苗木的生长情况,以期筛选出樟子松的高效外生菌根真菌。
1 试验材料与方法
1.1 试验材料的制备
1.1.1 菌株的采集
采用组织分离培养法,分离选用PDA斜面培养基。具体操作如下:在野外对采集的子实体用75%酒精棉进行全面消毒。消毒后取菌柄与菌伞交界处组织,迅速放到已经装好培养基的试管内,火焰下操作(相对无菌)。菌株带回实验室后,每天观察,待长出菌落后,采用PDA平板培养基进行纯化得到纯菌株(表1)。
表1 试验用菌株
1.1.2 种子处理
将供试种子用0.5%高锰酸钾消毒30 min,清水冲洗数次后,用灭菌湿纱布包裹保湿,置于25℃人工气候箱中催芽,每天早晚用无菌水各冲洗一次,直至出芽。
1.1.3 无菌土制备
将草炭土、蛭石和河沙按2∶1∶1的体积比例配制混合土,置高温高压灭菌器中121℃下灭菌2 h,装入营养钵(直径15 cm×高13 cm)中。
1.1.4 菌剂制备
用直径5 mm的无菌打孔器,切取在PDA平板培养基上培养好的外生菌根菌(菌饼),分别接种于盛有250 mLPD液体培养基的三角瓶(500 mL)中,每瓶接种3片菌饼。置于摇床上(25℃、150 r/min)振荡培养30天,得到液体菌剂,使用前用搅碎机将菌丝体搅碎做匀浆处理[4-5]。
1.2 试验方法
将经催芽的樟子松种子播入营养钵中,每钵30粒种子,上覆2 cm厚无菌土,浇透水后放入东北林业大学实验林场大棚中培养,待幼苗出土后,定苗至每钵10株左右。进行常规的日常管护。
在出苗30天左右采取打孔灌根接种的方式进行菌剂接种处理,每盆接种50 mL,每处理5次重复,以接种无菌PD培养液为对照(CK)。接种生长3个月后(苗木高生长基本结束),每处理随机挖取30株樟子松苗木进行菌根合成情况调查,并测定苗高、地径和鲜重,然后放入105℃的烘箱中,烘干至恒重,称量苗木的干重[6]。所得结果取平均值,并用Excel 2003作图。
2 结果与分析
2.1 外生菌根合成情况
由各菌株菌根合成情况(表2)可以看出,除疣柄铦囊蘑以外,其他各菌株均能与樟子松形成外生菌根。其中,褐环乳牛肝菌和厚环乳牛肝菌的菌根合成率最高,均达到65%以上,说明这两种菌对樟子松有良好的契合度。粘柄丝膜菌、点柄乳牛肝菌和污黄粘盖牛肝菌虽然与樟子松形成了菌根,但菌根合成率不高,原因可能是契合度不高或其他一些原因。由于疣柄铦囊蘑未与樟子松合成菌根,故此菌在后文中不再讨论。
表2 各菌株外生菌根合成情况
2.2 对苗高和地径的影响
接菌后各处理组苗高均高于CK(9.8cm)(图1)。其中褐环乳牛肝菌处理组苗高达到13.4 cm,与对照相比提高36.7%;厚环乳牛肝菌处理组苗高为12.0 cm,与对照相比提高22.4%。在地径方面,接菌后各处理组苗木的地径均高于CK(0.08 cm)。其中褐环乳牛肝菌和厚环乳牛肝菌处理组的地径最高,分别为0.12 cm和0.13 cm,比对照分别高33.3%和 44.4%(图2)。就苗高和地径两个指标来看,一般来讲,大田中的1年生实生苗的苗高也会因地域不同存在明显的差异,如辽宁章古台地区1年生实生樟子松苗的苗高一般为8~12 cm,而黑龙江省略低。本试验的苗木是在大棚中培养的,外部环境相对稳定,有可能存在一定的徒长现象,但由于处理条件相同,该数据基本可以说明问题。
图1 不同处理苗木苗高
图2 不同处理苗木地径
2.3 对苗木生物量的影响
各处理组无论是鲜重还是干重指标均高于CK(鲜重0.28 g,干重0.08 g)(图3和图4)。在鲜重方面,褐环乳牛肝菌和厚环乳牛肝菌处理组最高,分别为0.39 g和0.36 g,分别比对照高39.3% 和28.6%。在干重方面,点柄乳牛肝菌和褐环乳牛肝菌处理组与CK相比提高最为显著,均为0.13 g,比对照高44.4%。各处理组苗木含水量均大于60%,说明苗木生长状况良好。从生物量的角度分析,苗木干物质的积累是评价一株苗木健康与否的重要指标。本研究当中,厚环乳牛肝菌处理组苗木含水量达到72%,干物质积累低于褐环乳牛肝菌处理组(该组为66%),说明各组苗木确实存在一定的徒长现象,但大棚环境相对稳定,在大田中应该不会出现这一现象。
3 结论
图3 不同处理苗木鲜重
图4 不同处理苗木干重
3.1 用采集到的6种菌株对樟子松1年生苗木进行接种试验表明,除疣柄铦囊蘑外,其他菌株均能与樟子松苗木形成外生菌根,其中褐环乳牛肝菌和厚环乳牛肝菌在促进樟子松苗木生长方面效果最为理想,应为樟子松苗木的高效外生菌根菌,说明这两个菌株与樟子松有较好的契合度。
3.2 试验所用褐环乳牛肝菌采集于辽宁章古台樟子松林下,自然条件为122°11′15″~122°30′00″E,42°37′30″~42°50′00″N之间,土壤为风沙土。厚环乳牛肝菌采集于黑龙江带岭阔叶红松林下。
[1]蒋盛岩,张平,胡劲松,等.外生菌根菌白毒伞(Amanita verna)菌丝体纯培养条件[J].湖南师范大学学报,2002,25(1):75-77.
[2]梁军,张颖,贾秀贞,等.外生菌根菌对杨树生长及抗逆性指标的效应[J].南京林业大学学报,2003,27(4):39-43.
[3]任国莉,吴薇,李春丰,等.大亮子河森林公园大型真菌生态分布地理成因分析[J].森林工程,2015,31(2):66-70.
[4]尹大川,邓勋,Ilan Chet,等.绿木霉(Trichoderma virens) T43对四种重要林木病原菌的抑制效果及抑菌机理[J].生态学杂志,2014,33(7):1 911-1 919.
[5]邓勋,宋瑞清,宋小双,等.高效木霉菌株对樟子松枯梢病的抑菌机理[J].中南林业科技大学学报,2012,32(11): 21-27.
[6]尹大川,邓勋,Ilan Chet,等.厚环乳牛肝菌(Suillus grevillei)N40与绿木霉(Trichoderma virens)T43复合接种下樟子松苗木的生理响应[J].生态学杂志,2014,33(8):2 142-2 147.
第1作者简介:别格坚巴哈提(1993-),男,东北林业大学森保专业2014本科生。
Screening of Ectomycorrhizal Fungi for Promoting the Growth of Seedlings of Pinus sylvestris var.mongolica
Biegejian Bahati
(Northeast Forestry University,HeilongjiangHarbin150040)
It plays important roles in promoting plants growth and resistance when interacting with plant. This study prepared fungal culture by vitro culture method,then inoculated annual seedlings of Pinus sylvestris var.mongolica.The seedlings growth were observed after 3 months of inoculation.The results showed that Suillus luteus N94 and Suillus grevillei N40 mycorrhizal synthesis rates reached more than 65%, which indicates that these two kinds of mycorrhizal fungi have a good fit for Pinus sylvestris var.mongolica. N94 and N40 were most satisfactory.in promoting the growth of seedlings of Pinus sylvestris var.mongolica. Therefore,N94 and N40 should be highly effective ectomycorrhizal fungi for seedlings of Pinus sylvestris var.mongolica.
Pinus sylvestris var.mongolica;Ectomycorrhizal fungi;Screening
S791.253,S463.15
A
宋瑞清(1964-),女,东北林业大学教授,博士生导师,主要从事菌物开发利用及有害生物可持续控制研究。
2017-02-23
(责任编辑:王岳)
*国家自然科学基金(31170597),国家“十二五”科技攻关项目专题(2012BAD19B0801)资助
1001-9499(2017)03-0031-03