丛枝菌根真菌菌剂扩繁及菌根化枸杞育苗技术研究_王亚军

丛枝菌根真菌在园艺作物上的应用1邹英宁，吴强盛*长江大学园艺园林学院，湖北荆州（434025）E-mail：wuqiangsh@摘要：丛枝菌根是土壤中的丛枝菌根真菌与植物根系结合的互惠共生体，能帮助植物吸收矿质营养和水分、促进植物生长、提高抗逆性、改善果实品质等。

提出了丛枝菌根真菌生产的技术流程，综述了丛枝菌根真菌在果树、蔬菜、花卉植物上的应用与效应。

关键词：丛枝菌根真菌；丛枝菌根；园艺作物；菌剂生产中图分类号：Q939.961. 引言菌根（Mycorrhizas）是一类与植物根系紧密结合互惠互利的联合体，其互惠互利表现在菌根通过其根系外的菌丝、根系内的丛枝及根内特殊的水分运输通道给寄主植物运送矿质营养和水分，而寄主植物将光合作用产生的碳水化合物通过物质流转运给菌根以维持其生长发育[1]。

菌根按照形态学分为三类：外生菌根（Ectomycorrhizas）、丛枝菌根（Endomycorrhizas）和内外生菌根（Ectoendomycorrhizas）[2]。

外生菌根指菌根真菌侵入到植物根系的皮层，在间隙里形成哈蒂氏网，大量的菌丝在根系外面形成一个菌套，主要与森林植物共生；丛枝菌根指菌根菌丝不仅侵入到根系皮层，而且还进入到细胞内部，形成丛枝（Arbuscules）结构，有的还在细胞间或者内部形成泡囊（Vesicles），在许多园艺作物如柑桔、桃、苹果、梨、番茄、西瓜、非洲菊、月季等都可以发现和找到这种结构；内外生菌根则同时具备外生菌根和丛枝菌根的特性，菌根菌丝在细胞间隙形成哈蒂氏网，根系表面形成菌套，菌丝在细胞内部也形成各种菌丝团，主要在一些松科和杜鹃花科植物存在。

目前的研究表明，在园艺作物上接种丛枝菌根真菌能够促进园艺作物的生长，增强园艺作物对矿质营养的吸收，提高抗逆性，改善水分代谢，提高果树和蔬菜的品质等[3]。

因此，在园艺作物根系上没有丛枝菌根的存在反而不正常[4]，从而显示丛枝菌根在园艺作物上的重要性2. 丛枝菌根真菌菌剂的生产丛枝菌根真菌菌剂的生产是其应用于园艺作物的关键。

丛枝菌根真菌侵染新方法丛枝菌根真菌是一种重要的土壤微生物，对植物生长和生态系统的健康具有重要作用。

然而，传统的丛枝菌根真菌侵染方法存在一些问题，如复杂操作、耗时长、易感染其他细菌等。

近年来，科研人员提出了一种新的丛枝菌根真菌侵染方法，该方法能够提高侵染效率、减少对植物的伤害、保护环境。

本文将介绍这种新方法的原理、操作步骤以及其在实际应用中的效果。

新方法的原理是利用丛枝菌根真菌与植物根系之间的互利共生关系，通过优化培养基组成和条件，提高丛枝菌根真菌侵染植物根系的效率。

首先，科研人员从土壤中分离出高效的丛枝菌根真菌菌株，并通过鉴定确保其纯度和活性。

然后，根据菌株的特性，优化培养基的pH值、温度、养分浓度等因素，以提供最适宜的环境条件。

同时，通过添加一些生长因子和激素，促进丛枝菌根真菌菌株的生长和分枝。

操作步骤如下：首先，准备好所需的培养基和试管。

培养基可以根据具体需求选择不同的配方，如PDA培养基、MS培养基等。

然后，将试管灭菌处理，将培养基倒入试管中，待其凝固。

接下来，将丛枝菌根真菌菌株接种到试管中，将试管倒立放置于恒温培养箱中，控制适当的温度和湿度。

一段时间后，观察菌株生长情况，确认丛枝菌根真菌菌株已经生长到一定程度。

在实际应用中，新方法具有以下优点：首先，新方法能够提高丛枝菌根真菌侵染植物根系的效率。

传统方法中，侵染效率较低，需要较长时间，而新方法能够在较短时间内实现高效侵染，提高工作效率。

其次，新方法能够减少对植物的伤害。

传统方法中，侵染过程中易导致植物受到伤害，影响植物生长。

而新方法能够通过优化培养基组成和条件，减少对植物的伤害，保证植物正常生长。

最后，新方法能够保护环境。

传统方法中，侵染过程中易感染其他细菌，对环境造成污染。

而新方法能够通过优化培养基组成和条件，减少对其他细菌的感染，保护环境。

综上所述，新的丛枝菌根真菌侵染方法通过优化培养基组成和条件，提高了侵染效率、减少了对植物的伤害、保护了环境。

丛枝菌根真菌孢子染色法丛枝菌根真菌孢子染色法是一种常用的技术，用于研究丛枝菌根真菌的孢子形态和生活史。

本文将深入探讨丛枝菌根真菌孢子染色法的原理、步骤和应用，并分享个人对该技术的理解和观点。

1. 丛枝菌根真菌孢子染色法介绍丛枝菌根真菌是一类与植物根系共生的真菌，其特征是形成复杂的菌根结构，提供水分和养分供给宿主植物。

研究丛枝菌根真菌孢子的形态和生活史对于理解其生态学特征和共生机制具有重要意义。

而丛枝菌根真菌孢子染色法则是研究这些孢子的常用技术之一。

2. 丛枝菌根真菌孢子染色法的原理丛枝菌根真菌孢子染色法主要基于格拉姆染色法的原理。

格拉姆染色法是一种将细菌染色并分为两类的技术，结果为紫色格拉姆阳性菌和红色格拉姆阴性菌。

在丛枝菌根真菌孢子染色法中，常用的染色剂是格拉姆染色液、洗涤液和甲醛等。

3. 丛枝菌根真菌孢子染色法的步骤丛枝菌根真菌孢子染色法的步骤通常包括以下几个主要环节：步骤一：准备样品需要从土壤或植物根际采集丛枝菌根真菌的菌丝或孢子样品。

样品的选择和处理对于后续的染色过程非常重要。

步骤二：固定样品将样品固定在载玻片上，使用适当的固定液，例如甲醛，使菌丝或孢子保持形态稳定。

步骤三：染色将固定的样品在格拉姆染色液中染色，根据染色时间的控制可以得到不同程度染色的效果。

步骤四：洗涤用洗涤液对染色后的样品进行洗涤，去除多余的染色剂。

步骤五：显微镜观察和拍照将样品放置在显微镜下观察，根据需要进行拍照或记录。

4. 丛枝菌根真菌孢子染色法的应用丛枝菌根真菌孢子染色法在丛枝菌根真菌研究中有着广泛的应用。

它可以用于鉴定不同类型的丛枝菌根真菌，了解其孢子形态和生活史。

该技术还可以用于其他相关领域的研究，如生态学、土壤微生物学等。

5. 个人观点和理解丛枝菌根真菌孢子染色法是一种非常有用的技术，可以帮助我们深入了解丛枝菌根真菌的生态学特征和共生机制。

通过染色和显微观察，我们可以观察到孢子的形态特征，进而进行分类和鉴定。

丛枝菌根真菌对重金属、稀土元素污染土壤生物修复研究一、内容简述本研究旨在探讨丛枝菌根真菌（AMF）在重金属和稀土元素污染土壤中的生物修复潜力。

通过实验室搭建的实验系统，研究了AMF对不同浓度重金属（如铅、镉、铬、镍）和稀土元素（如镧、铈、钇）的耐受性及其吸收机制。

实验结果显示，部分AMF菌株能有效富集和稳定重金属，降低其生态风险；AMF与稀土元素的螯合能力较弱，难以作为有效的修复手段。

为了进一步提高AMF对重金属和稀土元素的修复效率，我们进一步探讨了AMF与植物和化学修复技术的结合使用。

通过盆栽实验，发现接种AMF的污染土壤中，植物的生长受到明显促进，而稀土元素的生物有效性得到有效降低。

我们还在实验农田中进行了田间试验，验证了AMF植物联合体系在重金属和稀土元素污染土壤修复方面的实际效果。

本研究的发现为重金属和稀土元素污染土壤的生物修复提供了新的思路和方法，同时也揭示了AMF在土壤生态系统中独特的功能角色。

鉴于污染土壤的复杂性和差异性，进一步的研究仍需开展，以完善AMF在实际应用中的修复策略和技术参数。

1.1 研究背景与意义随着工业化的快速发展，土壤重金属和稀土元素的污染日益严重，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。

寻求一种有效的、环保的土壤生物修复技术已成为当务之急。

而丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）作为一种重要的生物修复微生物，受到了广泛的关注。

丛枝菌根真菌是一种广泛存在于自然界中的生物，其与植物根系形成共生体，共同吸收、利用和排泄养分，从而提高植物对养分的利用率。

研究发现丛枝菌根真菌对重金属、稀土元素等有害物质具有较高的耐受性和富集能力，可以作为一种生物修复材料用于土壤污染修复。

目前关于丛枝菌根真菌对重金属、稀土元素污染土壤生物修复的研究仍存在许多未知领域和挑战，如丛枝菌根真菌与植物的共生机制、菌剂制备方法、实际应用效果等。

本研究旨在探讨丛枝菌根真菌对重金属、稀土元素污染土壤的生物修复效果及机制，通过优化菌剂制备工艺、提高植物修复效果等措施，为土壤污染治理提供新思路和方法。

河南农业2019年第5期（上）ZHI WU BAO HU植物保护AMF能够与宿主植物形成菌根共生体，并通过菌丝更为有效地获取宿主植物根际的矿质营养，特别是改善植物磷营养状况，进而促进植物从土壤中吸收水分，促进植物生长发育，提高植物竞争力，提高植物抗逆性。

一、丛枝菌根的发病率和病情指数都比对照有显著下降，其中，最低的处理（G． etuicatum）分别降低了47.8%和56.6%。

在皮棉产量方面，两种处理下的产量比对照都有显著增加，分别增长了48.0%和13.6%。

两种处理的丛枝菌根侵染情况表现出与产量的正相关关系 。

二、丛枝菌根在植物修复重金属污染土壤中的应用由于日趋增加的环境污染，相当一部分农业土壤不同程度的累积了过量的重金属和类重金属元素。

重金属可通过生物体的富集，然后污染的胁迫性。

在重金属污染情况下，AM真菌能够影响植物对重金属的吸收和转换，从而减轻重金属对植物的毒害作用，在重金属污染的土壤中，植物修复有着极大的潜力 。

AM真菌能够有效地促进污染物的降解和转化，从而修复受污染的环境 。

三、丛枝菌根真菌对植物抗旱性的影响我国大部分地区处于干旱半干旱状态，发展节水农业势在必行。

通过菌根来提高植物的抗旱性成为一种重要手段。

近年来，越来越多玉米较NM植绿叶面积，而NM植株也经NM植株具有主植物的抗逆增强宿主植物力，至少应该包括两个方面：一方面，在宿主遭胁迫时，AM能迅速启动宿主的胁迫反应系统；另一方面，AM真菌合成了能够抵抗胁迫的化学或生物物质。

现在尚不清楚AM真菌如何激活宿主的胁迫反应系统，也不知道是否有其他机制参与了AM真菌与宿主植物的相互作用，但可以肯定是丛枝菌根可以扩大宿主的吸收面积，改善宿主的营养状况。

因此，丛枝菌根有利于增强宿主植物抗逆性的作用是由物理、化学、生物以及细胞的综合作用导致的，似乎更符合实际。

第32卷 第4期V o l .32 No .4草 地 学 报A C T A A G R E S T I A S I N I C A2024年 4月A pr . 2024d o i :10.11733/j.i s s n .1007-0435.2024.04.004引用格式:李春玥,秘一先,杨高文,等.接种丛枝菌根真菌对不同生育期牧草生长的影响[J ].草地学报,2024,32(4):1012-1020L IC h u n -y u e ,B IY i -x i a n ,Y A N G G a o -w e n ,e t a l .G r o w t hR e s p o n s e o fR e s e e d i n g S p e c i e s a tD i f f e r e n tP e r i o d t o M y-c o r r h i z a l I n o c u l a t i o n [J ].A c t aA gr e s t i aS i n i c a ,2024,32(4):1012-1020接种丛枝菌根真菌对不同生育期牧草生长的影响李春玥,秘一先,杨高文,刘 楠,张英俊*(中国农业大学草业科学与技术学院,北京100193)收稿日期:2023-12-27;修回日期:2024-02-23基金项目:国家自然科学基金重大项目(32192462);内蒙古自治区科技计划项目(2022Y F D Z 0101-01);内蒙古自治区科技计划项目(2022Y F D Z 0101);财政部和农业农村部:国家现代农业产业技术体系资助作者简介:李春玥(1998-),女,汉族,山东济南人,硕士研究生,主要从事退化草地修复研究,E -m a i l :1149019081@q q.c o m ;*通信作者A u -t h o r f o r c o r r e s p o n d e n c e ,E -m a i l :z h a n g y j@c a u .e d u .c n 摘要:为探究接种丛枝菌根真菌(A r b u s c u l a rm y c o r r h i z a l f u n g i ,AM F )对不同生育期牧草生长的影响,本研究选取无芒雀麦(B r o m u s i n e r m i s )㊁冰草(A g r o p y r o n c r i s t a t u m )㊁羊草(L e ym u s c h i n e n s i s )和草地早熟禾(P o a p r a t e n s i s )4种牧草进行盆栽试验,分别在苗期㊁拔节期和刈割后拔节期进行取样,测定植物生物量㊁菌根侵染率和菌丝密度等指标㊂结果表明:与不接种AM F 相比,接种AM F 显著提高了无芒雀麦和羊草的地上与地下生物量,但对刈割后拔节期冰草和草地早熟禾的地上和地下生物量无显著影响;4种牧草在不同生育期下菌根响应均为正效应,但是刈割后拔节期冰草㊁羊草和早熟禾菌根生长响应显著降低;4种牧草根系的菌根侵染率随生育期均呈增加趋势;刈割后拔节期土壤菌丝密度达到最高㊂因此,AM F 与植物的共生关系具有物种特异性,共生作用随着生育期发生改变,随着生育期根内和根外AM F 丰度增加,但菌根生长响应下降,说明AM F 对植物幼苗有更强的促生作用,而这种促生作用与AM F 丰度无关㊂关键词:丛枝菌根真菌;退化草地;草地修复;无芒雀麦;冰草;羊草;草地早熟禾中图分类号:S 812.6 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2024)04-1012-09G r o w t hR e s p o n s e o fR e s e e d i n g S pe c i e s a tD if f e r e n t P e r i o d t o M yc o r r h i z a l I n o c u l a t i o n L IC h u n -y u e ,B IY i -x i a n ,Y A N G G a o -w e n ,L I U N a n ,Z H A N G Y i n g -ju n *(C o l l e g e o fG r a s s l a n dS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,C h i n aA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,B e i j i n g 100193,C h i n a )A b s t r a c t :T ou n c o v e r t h ee f f e c t so f a r b u s c u l a rm y c o r r h i z a l f u n g i (AM F )o nr e s e e d i n g s pe c i e sa td if f e r e n tg r o w th p e ri o d ,am i c r o c o s me x p e r i m e n tw a s c a r r i e d o u t u s i n g B r o m u s i n e r m i s ,A g r o p y r o n c r i s t a t u m ,L e y-m u s c h i n e n s i s ,a n d P o a p r a t e n s i s a s t e s tm a t e r i a l .T h i s e x p e r i m e n tw a s s e t u p a s a f a c t o r i a l d e s i gnc o n t a i -n i n g t w oAM F i n o c u l a t i o n t r e a t m e n t s (w i t hAM F ,w i t h o u tAM F )a n d t h r e e g r o w t h p e r i o d (s e e d l i n g ,jo i n t -i n g ,j o i n t i n g a f t e rm o w i n g ).W em e a s u r e da b o v e -g r o u n da n db e l o w -gr o u n db i o m a s s ,r o o t c o l o n i z a t i o n ,s o i l h y p h a l d e n s i t y ,m y c o r r h i z a l g r o w t hr e s p o n s e ,a n d p l a n t -a v a i l a b l e p h o s ph o r u s .O u rr e s u l t ss h o w e dt h a t AM F i n o c u l a t i o n i n c r e a s e d t h e a b o v e b i o m a s s a n db e l o wb i o m a s s o f B .i n e r m i s a n d L .c h i n e n s i s ,c o m pa r e d w i t hn o n e i n o c u l a t i o n .H o w e v e r ,AM F i n o c u l a t i o nd i dn o t a f f e c t t h e ab o v eb i o m a s s a n db e l o wb i o m a s so fA .c r i s t a t u m a n d P .pr a t e n s i s a t j o i n t i n g a f t e rm o w i n gp e r i o d ,c o m p a r e dw i t hn o n e i n o c u l a t i o n .M y c o r r h i -z a l g r o w t h r e s p o n s e (MG R )o f f o u r s pe c i e sw a s p o s i t i v e a t e a c h p e r i o d ,a n d t h e l o w e s tMG Rof A .c r i s t a -t u m ,L .c h i n e n s i s ,a n d P .pr a t e n s i s w a s a t j o i n t i n gp e r i o d a f t e rm o w i n g .F r o ms e e d l i n g t o j o i n t i n gp e r i o d ,AM Fr o o t c o l o n i z a t i o no f t h e s e f o u r s p e c i e s s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d .S o i l h y p h a l d e n s i t yi n B .i n e r m i s ,A .c r i s t a t u m ,a n d L .c h i n e n s i s r e a c h e dt h e m a x i m u ml e v e la t j o i n t i n gp e r i o da f t e r m o w i n g.T h e r e f o r e ,t h e s y m b i o t i c r e l a t i o n s h i p s b e t w e e nAM Fa n d p l a n t s d e p e n d o n g r o w t h p e r i o d s o f p l a n t s a n dw e r e s p e c i e s s pe -c if i c .O v e r a l l ,f r o ms e e d l i n gs t oa d u l t s ,t h e a b u n d a n c eo fAM Fi nr o o t s a n do u t s i d e r o o t s i n c r e a s e d ,w h i l e t h e r e s p o n s e o fMG Rs h o w e d a d e c r e a s i n g t r e n d .T h i s i n d i c a t e d t h a tAM Fh a d a s t r o n gg r o w t h -p r o m o t i n ge f f e c t o n p l a n t s e e d l i n g s ,a n d t h i s g r o w t h -p r o m o t i n g ef f e c tw a s n o t r e l a t e d t oAM Fa b u n d a n c e .第4期李春玥等:接种丛枝菌根真菌对不同生育期牧草生长的影响K e y w o r d s:AM F;D e g r a d e d g r a s s l a n d;G r a s s l a n dr e s t o r a t i o n;B r o m u s i n e r m i s;A g r o p y r o n c r i s t a t u m;L e y-m u s c h i n e n s i s;P o a p r a t e n s i s在草地生态系统中,丛枝菌根真菌(A r b u s c u l a r m y c o r r h i z a l f u n g i,AM F)与植物之间的共生关系普遍存在[1]㊂AM F能够帮助植物吸收养分㊁增强植物对生物及非生物胁迫的抵抗力和改善土壤的理化性质[2-4]㊂AM F与共生植物之间可建立双向奖励机制,共生植物将15%~20%的净光合产物供给AM F来维持其正常生长,而AM F则向共生植物提供矿物质,提高植物获取养分的能力[5-8]㊂因此, AM F可以促进共生植物的生长和存活,并增加生物量,但在植物的生长过程中,AM F与共生植物间的效益关系并非一成不变㊂熊天等人[9]指出,AM F 的共生过程可分为3个阶段:非共生阶段㊁前共生阶段和共生阶段,在不同阶段共生植物与AM F的共生关系有所差异㊂此外有研究表明,幼苗和成株植物从菌根真菌中获得的 益处 并不相同[10-11]㊂苗期作为植物存活的关键时期,幼苗能否定植成功是草地补播的关键因素,有研究表明48%的植物幼苗种类可以从菌丝网络中获益,与对照相比,幼苗生长增加14%~20%[11],随着植物生长进入拔节期后需要大量的养分,这可能会导致植物与AM F的效益关系发生改变,而刈割作为草原的主要利用方式之一,刈割后牧草生长状态的改变,同样可能会造成共生关系的变化㊂然而当前研究大多聚焦于AM F增加牧草产量,而鲜有量化牧草在不同生育期与AM F 效益关系量化的研究㊂菌根生长响应(M y c o r r h i z a l g r o w t hr e s p o n s e, MG R)是植物接种AM F后衡量植物生长性能和产量变化量的重要指标[12],当MG R>0,表明接种AM F提高该植物的生物量,MG R<0则表明接种AM F较不接种相比使植物的生物量降低㊂接种AM F后,根据植物生物量的改变,可分为为负效应㊁无效应和正效应㊂有研究表明,MG R由植物和真菌基因型㊁生物因素和非生物环境条件共同决定[12],受到土壤类型㊁光照㊁AM F特性㊁植物物种特性㊁植物物种组合㊁碳源强度以及植物信号传递等因素的影响[13-16]㊂由于不同植物物种的形态特征和菌根亲和力有所差异,且随着植物的生长发育,植物的光合和生长激素分泌等能力均发生变化[17],可能会导致共生植物与AM F共生关系的变化[18]㊂因此探究不同植物物种在不同生育期与AM F共生的反应差异,量化共生关系,有助于我们深入了解AM F的 促生长效应 ㊂基于以上研究背景,我们提出科学问题:不同物种在不同生育期的菌根生长响应如何变化?为此,选取无芒雀麦(B r o m u s i n e r m i s)㊁冰草(A g r o p y r o nc r i s t a t u m)㊁羊草(L e y m u s c h i n e n s i s)和草地早熟禾(P o a p r a t e n s i s)4种植物,以上选择的植物均可作为草地补播物种,用于退化草地的修复[19-22]㊂通过室内盆栽控制试验,研究4种禾本科牧草分别在苗期㊁拔节期和刈割后拔节期的MG R㊂我们假设,植物与AM F的效益关系随着生育期发生改变,在拔节期的MG R最大㊂本试验结果将揭示单一物种接种AM F后,菌根生长响应的变化,能够为退化草地补播物种的选择和接种有益微生物以提高补播草地产量提供科学根据㊂1材料与方法1.1试验设计该研究采用室内盆栽试验,选择无芒雀麦(B.i n e r m i s)㊁冰草(A.c r i s t a t u m)㊁羊草(L.c h i n e n s i s)和草地早熟禾(P.p r a t e n s i s)4种多年生禾本科牧草作为研究对象㊂采用两因素析因试验设计,其中因素一为AM F接种处理,包括2个水平:不接种AM F(-AM F)和接种AM F(+AM F);因素二为取样时间处理,包括3个水平:苗期(S e e d i n g,S)㊁拔节期(J o i n t i n g,J)和刈割后拔节期(J o i n t i n g a f t e r m o w i n g,M)㊂试验设计24(4ˑ2ˑ3)个处理,每个处理重复5次,共120盆㊂1.2试验材料1.2.1种子萌发试验所用无芒雀麦㊁冰草㊁羊草和草地早熟禾种子均购于北京阳光绿地生态科技有限公司㊂将种子置于75%酒精中2m i n,再用3% N a C l O浸泡20m i n,用蒸馏水冲洗后,于培养皿中进行萌发培养,将培养皿置于光照时长13h,黑暗时长11h,白天温度26ħ,夜晚温度22ħ的人工气候室中,每天浇水,两周左右进行移苗㊂1.2.2菌剂扩繁供试AM F为摩西球囊霉(C l a r o i d e o g l o m u s e t u n i c a t u m,B G C B J04A)㊁幼套球囊霉(G l o m u sm o s s e a e,B G CNM03F)和根内根孢囊霉(R h i z o p h a g u s i n t r a r a d i c e s,B G CB J09),购于3101草地学报第32卷北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所㊂在人工气候室用高粱扩繁后,按照三种菌剂体积比1ʒ1ʒ1混合施用,经测定,每克菌剂约含20个孢子,每盆的接种量为120g㊂1.2.3基质准备和微生物滤液制备基质土采集于河北省沽源县国家草地生态野外观测研究站(41ʎ46'N,115ʎ41'E),取0~10c m土层土壤,过2m m 筛去除杂质后,在北京市原子能所进行辐照灭菌(辐照剂量:25k G y)㊂基质土全氮含量为1.19 g㊃k g-1,全碳含量为17.26g㊃k g-1,速效磷含量为2.73m g㊃k g-1,p H值为7.63㊂将基质土进行充分混合后装入花盆(上口径11.5c m,下口径8c m,高22c m),每盆重1.4k g,加入AM F菌剂或辐照灭菌AM F菌剂,然后每盆补充100m L除AM F外的土壤微生物滤液,还原土壤的微生物群落㊂不包含AM F的微生物滤液使用不灭菌原位土壤按水土比2:1搅拌混合,过25μm筛两次,除去滤液中的AM F孢子[23]㊂1.2.4接种AM F与幼苗移栽对于接种AM F的处理,将120g混合AM F菌剂均匀地覆于基质土层上,再覆盖100g灭菌基质土,不接种AM F的处理则加入120g灭菌的混合菌剂,并覆盖100g灭菌基质土㊂所有盆栽装置均加入300m L蒸馏水,以达到土壤最大持水量㊂选取长势均一的幼苗进行移栽,每盆移栽三株,随机均匀分布于花盆中,每隔两天浇水一次㊂在人工气候室进行培养,光照时长13 h,白天温度26ħ,夜晚温度22ħ㊂苗期每两天浇50m L蒸馏水,之后每3天浇100m L蒸馏水,每两周通过称重法调节水分,花盆每两周换一次位置㊂1.3取样及测定植物移栽生长50d后进行苗期取样;77d后进行拔节期取样;144d后进行刈割处理(处于拔节期末期);236d后进行刈割后拔节期的取样㊂用剪刀将每盆植株齐地面刈割,用于测定植物的地上生物量㊂将植物根系冲洗干净,用于菌根侵染率和地下生物量等指标的测定㊂参照J o h n s o n等人[14]的研究计算植物菌根生长响应:菌根生长响应(MG R)=l n(M/NM),M 指接种AM F盆栽的总生物量(g),NM指不接种AM F盆栽总生物量的平均值(g)㊂菌根侵染率采用P h i l l i p s等人[24]的研究方法,具体步骤包括:挑根㊁10%K O H碱液软化㊁2%H C l 酸化㊁0.05%曲利苯蓝染色㊁乳酸甘油溶液脱色㊁制片和镜检㊂菌丝密度的测定采用张静等[25]研究方法:称取2g干土,加入50m L水搅拌后过30μm筛,转移至烧杯中,用磁力搅拌器搅拌,静置30s后吸取液体,过0.45μm微孔滤膜进行染色制片,于显微镜下观察记录㊂植物碳氮含量使用元素分析仪测定;土壤速效磷含量采用N a H C O3浸提-钼锑抗比色法进行测定㊂1.4统计分析本研究采用M i c r o s o f t o f f i c e2021进行原始数据整理,利用R-4.1.3版本进行数据分析和作图㊂用S h a p i r o.t e s t函数进行正态分布检验,用线性模型(l m)进行双因素方差分析,检验接种A M F㊁不同生育期以及二者的交互作用分别对无芒雀麦㊁冰草㊁羊草和草地早熟禾的地上生物量㊁菌根侵染率㊁土壤速效磷含量等指标的作用㊂采用D u n c a n法进行多重比较对不同接种处理或不同生育期下的指标在95%的置信区间上进行显著性分析㊂采用t i d y v e r s e包进行数据操控,用g g p l o t2包进行数据可视化㊂2结果与分析2.1接种A M F对不同生育期牧草的生物量的影响就地上生物量而言,接种处理显著提高了无芒雀麦㊁羊草和草地早熟禾的地上生物量,而对冰草的地上生物量无显著影响㊂并且生育期和接种处理对羊草地上生物量具有显著交互作用,具体表现为:在苗期和拔节期时,接种AM F与不接种相比使羊草的地上生物量分别显著增加161.89%和158.34% (P<0.001),但在刈割后拔节期,接种AM F与不接种处理间无显著差异(图1a)㊂就地下生物量而言,接种处理显著提高了无芒雀麦㊁冰草和羊草的地下生物量,而对早熟禾的地下生物量无显著影响㊂并且,生育期和接种处理对无芒雀麦和羊草地下生物量具有显著交互作用,具体表现为:在苗期㊁拔节期和刈割后拔节期时,接种A M F与不接种相比使无芒雀麦地下生物量分别显著增加567.45%, 67.48%和142.03%(P<0.001),接种A M F对提高无芒雀麦地下生物量的效应表现为苗期>刈割后拔节期>拔节期㊂接种A M F分别提高苗期㊁拔节期和刈割后拔节期羊草地下生物量154.69%,251.71%和209.44% (P<0.001),接种A M F对提高羊草地下生物量的效应表现为两个拔节期强于苗期(图1b)㊂4101第4期李春玥等:接种丛枝菌根真菌对不同生育期牧草生长的影响图1 接种A M F 对不同生育期牧草地上和地下生物量的影响F i g .1 E f f e c t s o f i n o c u l a t i o no n t h e t o t a l a b o v e -g r o u n da n db e l o w gr o u n db i o m a s s o f p l a n t s a t d i f f e r e n t g r o w t h p e r i o d s 注:不同生育期处理下,S 代表苗期,J 代表拔节期,M 代表刈割后拔节期;不同大写字母表示不同生育期处理间差异显著(P <0.05),不同小写字母表示同一生育期下不同接种处理间差异显著(P <0.05);***表示P <0.001;**表示P <0.01;*表示P <0.05;n s 表示P >0.05,下同N o t e :A t d i f f e r e n t g r o w t h p e r i o d s ,S :s e e d l i n g ,J :j o i n t i n g ,a n d M :j o i n t i n g a f t e rm o w i n g .D i f f e r e n t c a p i t a l l e t t e r s i n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s a m o n g d i f f e r e n t g r o w t h p e r i o d s a t t h e 0.05l e v e l ;d i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n d i c a t e s i gn i f i c a n t d i f f e r e n c e s i n i n o c u l a t i o n t r e a t m e n t s a t t h e 0.05l e v e l ;***,P <0.001;**,P <0.01;*,P <0.05;n s ,P >0.05,t h e s a m e a s b e l o w2.2 菌根侵染率在不同生育期的差异由图2所示,与拔节期和刈割后拔节期相比,在苗期4种牧草的菌根侵染率最低(P <0.001)㊂从苗期到拔节期无芒雀麦的菌根侵染率显著提高170.93%(P <0.001),到刈割后拔节期则呈现下降趋势,显著降低30.35%(P <0.001);同样,从苗期到拔节期草地早熟禾的菌根侵染率显著提高146.64%(P <0.001),到刈割后拔节期则显著降低15.24%(P <0.001)㊂在拔节期和刈割后拔节期冰草的菌根侵染率显著高于苗期(P <0.001)㊂羊草随着生育期的延长其菌根侵染率显著提高(P <0.001)㊂2.3 菌丝密度在不同生育期的差异由图3所示,对于无芒雀麦,刈割后拔节期相比于苗期和拔节期的菌丝密度分别显著提高143.86%和162.78%(P <0.001)㊂冰草和羊草的菌丝密度随生育期延长而显著提高(P <0.001)㊂在不同生育期草地早熟禾的菌丝密度无显著变化㊂2.4 菌根生长响应在不同生育期的差异由图4所示,4种牧草在不同生育期均表现为正向的MG R ㊂无芒雀麦拔节期的MG R 显著低于苗期(P <0.001);而草地早熟禾拔节期的MG R 显著高于苗期(P <0.001);在苗期和拔节期,羊草和冰草的MG R 无显著差异㊂相比于拔节期,刈割后拔节期冰草㊁羊草和草地早熟禾的MG R 显著下降(P <0.05)㊂5101草 地 学 报第32卷图2 不同生育期对植物菌根侵染率的影响F i g.2 E f f e c t s o f g r o w t h p e r i o d s o n t h e c o l o n i z a t i o no fAMF 图3 不同生育期对菌丝密度的影响F i g .3 E f f e c t s o f g r o w t h p e r i o d s o n t h eh y p h a l d e n s i ty图4 不同生育期对植物菌根生长响应的影响F i g .4 E f f e c t s o f g r o w t h p e r i o d s o n t h e p l a n tm y c o r r h i z a l g r o w t h r e s po n s e 6101第4期李春玥等:接种丛枝菌根真菌对不同生育期牧草生长的影响2.5 接种A M F 对不同牧草在不同生育期的植物全碳含量的影响就植株地上全碳含量而言,接种处理显著提高了无芒雀麦㊁羊草和早熟禾的植株地上全碳含量(P <0.05),而对冰草无显著影响㊂并且,生育期和接种处理均对4种牧草的植株地上全碳含量具有显著交互作用,具体表现为:与不接种相比,接种A M F 显著降低苗期无芒雀麦的植株地上全碳含量13.57%,但显著提高刈割后拔节期植株地上全碳含量22.57%(P <0.05);接种A M F 显著降低苗期和拔节期冰草植株地上的全碳含量(P <0.05);接种A M F 显著提高刈割后拔节期羊草植株地上的全碳含量(P <0.001);接种A M F 显著降低苗期草地早熟禾植株地上全碳含量8.08%,显著提高拔节期和刈割后拔节期的植株地上全碳含量8.36%和27.60%(图5a ,P <0.001)㊂就根系全碳含量而言,接种处理显著提高了无芒雀麦和羊草的根系全碳含量(P <0.05),而对冰草和草地早熟禾无显著影响㊂并且,生育期和接种处理无芒雀麦㊁羊草和草地早熟禾的根系全碳含量具有显著交互作用,具体表现为:与不接种相比,接种A M F 显著降低苗期无芒雀麦根系全碳含量24.78%,显著提高刈割后拔节期无芒雀麦根系全碳含量30.88%(P <0.001);接种AM F 仅显著提高刈割后拔节期羊草根系全碳含量86.47%(P <0.001);接种AM F 显著降低苗期和拔节期草地早熟禾的根系全碳含量(图5b ,P <0.01)㊂图5 接种处理在不同生育期对植物全碳含量的影响F i g.5 E f f e c t s o f i n o c u l a t i o n t r e a t m e n t o n t o t a l c a r b o n c o n t e n t o f p l a n t s a t d i f f e r e n t g r o w t h p e r i o d s 2.6 接种A M F 对不同牧草在不同生育期的植物全氮含量的影响试验处理对于植株地上和根系全氮含量的影响较小㊂与不接种相比,接种AM F 除了显著提高羊草苗期的植株地上全氮含量(P <0.01),以及显著降低了无芒雀麦苗期和冰草刈割后拔节期的根系全氮含量(P <0.05),其他情况下均无显著影响(图6)㊂7101草地学报第32卷图6接种处理在不同生育期对植物全氮含量的影响F i g.6 E f f e c t s o f i n o c u l a t i o n t r e a t m e n t o n t h e t o t a l n i t r o g e n c o n t e n t o f p l a n t s a t d i f f e r e n t g r o w t h p e r i o d s2.7接种A M F对不同牧草在不同生育期的土壤速效磷含量的影响与不接种相比,接种AM F显著提高拔节期无芒雀麦土壤速效磷含量40.44%(P<0.001)㊂冰草的土壤速效磷含量随生育期延长而降低,接种AM F 分别显著降低苗期和拔节期冰草土壤速效磷含量19.05%和33.18%(P<0.001)㊂在所有生育期接种AM F均显著降低了羊草的土壤速效磷含量(P< 0.001)㊂接种AM F显著降低刈割后拔节期草地早熟禾土壤速效磷含量94.71%(图7,P<0.001)㊂图7接种处理在不同生育期对土壤速效磷含量的影响F i g.7 E f f e c t s o f i n o c u l a t i o n t r e a t m e n t o n t h e p l a n t-a v a i l a b l e p h o s p h o r o u s a t d i f f e r e n t g r o w t h p e r i o d s 8101第4期李春玥等:接种丛枝菌根真菌对不同生育期牧草生长的影响3讨论接种AM F对于草地植物的株高㊁生物量和分蘖数有不同程度的提高,可促进植物的生长[26],本研究进一步揭示了AM F对植物的促生长效应受到植物生育期调控㊂研究发现,在拔节期,接种AM F 均显著提高了无芒雀麦㊁冰草㊁羊草和草地早熟禾的地上和地下生物量(图1);而在苗期和刈割后拔节期时,接种AM F对不同的物种表现出不同的影响,例如接种AM F未对冰草和草地早熟禾苗期的地上生物量产生显著影响,这表明AM F与植物的效益关系在植物的不同生育期有所差异㊂这可能是由于在不同的生育期,光合作用的强弱导致碳水化合物产量变化,从而改变对AM F碳水化合物的分配,造成AM F与共生植物效益关系的改变㊂后续研究可以用同位素检测等手段量化在不同生育期植物碳水化合物分配的变化,从这一方面进行深入探讨㊂在苗期时无芒雀麦和羊草的地上㊁地下生物量均表现为接种AM F显著高于不接种,而草地早熟禾的地上和地下生物量表现为接种AM F与不接种间无显著差异㊂由于不同物种的菌根依赖性有所差异,植物在苗期的生长过程中,菌根依赖性高的植物对AM F的依赖性越高[27],表现出物种特异性㊂4种牧草在不同生育期的MG R均为正效应,相比于拔节期,刈割后拔节期冰草㊁羊草和草地早熟禾的MG R显著下降(图4)㊂但W i l s o n等[28]研究表明,无芒雀麦的MG R表现为负效应㊂这可能是由于添加的AM F种类不同导致的,W i l s o n等[28]接种的是幼套球囊霉(C l a r o i d e o g l o m u s e t u n i c a t u m)和摩西球囊霉G l o m u s m o s s e a e)两种混合菌剂,而本研究所接种的是摩西球囊霉(C l a r o i d e o g l o m u s e t u-n i c a t u m)㊁幼套球囊霉(G l o m u sm o s s e a e)和根内根孢囊霉(R h i z o p h a g u s i n t r a r a d i c e s)三种混合菌剂㊂虽然有研究表明某些AM F对共生植物没有明显的专一性,但AM F与宿主植物之间存在一定的宿主偏好性[29-30],这一点也是不容忽视的㊂本研究发现,拔节期4种牧草的菌根侵染率均显著高于苗期(图2),这与L u o等[10]的研究结果一致,菌根侵染率随植物生育期的变化而波动,且在拔节期达到最大值㊂此外,根外菌丝能够在土壤中形成庞大的菌丝网络,其主要是用于扩展AM F在土壤中的侵染空间以及吸收土壤中的矿质营养和水分,并参与土壤团聚体的构成,可提高团聚体的稳定性,改善土壤状况[2]㊂本研究通过测定土壤菌丝密度发现,刈割后拔节期无芒雀麦㊁冰草和羊草的菌丝密度均显著高于苗期和拔节期(图3),这可能是由于随着植物生长时间的延长,导致根外菌丝密度增加㊂但是,随着牧草从幼苗到成株的发育,虽然菌根侵染率和菌丝密度均有增加趋势,但是牧草的MG R在刈割后拔节期则呈现下降趋势,这一结果表明AM F对植物幼苗有更强的促生作用,而这种促生作用与菌根侵染率和土壤菌丝密度无关[31]㊂此外植物的全碳含量表现为,接种AM F对苗期牧草的植物全碳含量无显著影响,甚至表现出负效应,但随着生育期延长,接种AM F提高了植物全碳含量(图5)㊂AM F与植物形成共生关系后, AM F向植物提供矿质养分和水分,植物则为AM F 提供碳源[32-33]㊂在苗期植物选择将更多的碳源分配给AM F,以保障AM F的生长,随着植物生长,植物的光合能力增强,AM F与植物的效益关系发生改变,AM F更多的帮助植物吸收矿质养分而进一步增强光合作用能力积累更多含碳化合物㊂接种AM F对植物全氮含量的影响较小(图6),说明在不同生育期AM F与植物效益关系的变化并非通过改变植物的全氮含量㊂土壤速效磷含量随着生育期的延长显著降低,在刈割后拔节期的土壤速效磷含量最低(图7)㊂这是由于在植物生长过程中吸收利用了土壤中的速效磷,研究表明,AM F作为一种溶磷微生物,能够活化土壤中的速效磷,促进植物吸收[34]㊂但随着植物的生长,根系生物量显著增加,植物根系自身的吸收能力增强,从而降低了对AM F 的依赖性㊂4结论在苗期㊁拔节期和刈割后拔节期,无芒雀麦㊁冰草㊁羊草和草地早熟禾的菌根生长响应均为正效应,不同牧草在不同生育期的菌根生长响应有所差异㊂刈割后拔节期冰草㊁羊草和草地早熟禾的菌根生长响应均显著下降,即刈割利用降低了AM F的促生长作用,且该变化与AM F丰度无关㊂因此对刈割利用的草地进行补播时,可选择无芒雀麦作为补播物种,该物种刈割后仍表现为较高的菌根生长响应,有利于提高草地产量㊂参考文献[1] O'C O N N O RPJ,S M I T H SE,S M I T H F A.A r b u s c u l a rm y-c o r r h i z a s i n f l u e n 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丛枝菌根真菌（AMF）对植物生化变化影响研究进展作者：肖质净来源：《农业科技与装备》2017年第05期摘要：丛枝菌根真菌（AMF）能够提高植物对盐碱环境的适应性。

丛枝菌根真菌可对植物生物化学变化如植物体内的脯氨酸、甜菜碱、多胺等产生影响，从而使植物更好地在盐碱土中生长。

关键词：土壤盐渍化；丛枝菌根真菌；植物生化变化中图分类号：S154.4 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）05-0011-02土地盐碱化会导致土壤有机质不断减少、水分逐渐流失、水势越来越差，因此植物必须降低水势，以保持有利的水分梯度，使土壤中的水分能够流向根部。

为达到此效果，植物开发了诸多机制，其中最重要的是渗透调节及渗透管理机制。

植物暴露于盐胁迫条件下，一些含氮化合物将在植物体内不断累积，如氨基酸、酰胺、蛋白质、季铵化合物、多胺等。

对于不同植物物种来说，在盐分环境中产生的特定含氮化合物是不同的。

渗透调节机制使细胞保持膨胀（膨压依赖过程包括细胞扩张和增长、气孔开放和光合作用），同时保持梯度水势，有利于水分进入植物。

丛枝菌根真菌（AMF）和植物有机结合，能更好地帮助植物形成适应环境的生化变化，并产生更多的含氮化合物，以适应盐碱环境。

1 AMF对植物生化变化的影响1.1 AMF对植物脯氨酸的影响在水分和盐分胁迫条件下，植物中的脯氨酸变化较为常见。

在盐分胁迫条件下，植物积累的脯氨酸作为无毒保护渗透物质，在低水势条件下维持渗透平衡。

脯氨酸也可作为储备能源和氮源，在盐分胁迫条件下被利用。

研究发现，AMF能提高植物脯氨酸累积，当NaCl浓度为12.5 mM和25.0 mM时，在播种40 d和60 d后，有AMF的绿豆植株体内的脯氨酸含量比不接种AMF的植株高。

谢里菲等的报道显示，在不同的盐度（0，50，100，150，200 mM NaCl）条件下，接种AMF大豆的脯氨酸浓度高于对照处理。

他们还观察到，AMF植物根部的脯氨酸浓度比茎部高，这可能是因为根部是主要的水分吸收部位，必须保持吸水根细胞和外部介质之间的渗透平衡。

丛枝菌根研究方法一、检测孢子含量的方法A湿筛倾注法1. 称取一定重量的土壤样品（最好是取自15cm 表层植物根系附近的土壤），放在容器内用水浸泡20-30min，使土壤松散。

如果土壤粘性很大，也可加入各种土壤分散剂。

2. 选用一套洁净的具有孔径为0.5-0.034mm的土壤筛，依次重叠起来。

最底层用一物体垫着（如培养皿、木块等物），使筛面稍微倾斜。

3. 用玻璃棒搅动浸泡的水溶液，停置几秒钟后，使大的石砾和杂物沉淀下去，即将悬浮的土壤溶液慢慢地倒在最上一层孔径最大的土壤筛上。

倾倒时，最好集中倒在筛面的一个点上，不要使整个筛面都沾有土壤溶液。

4. 用清水依次轻轻冲洗停留在筛面上的筛出物，以免在上层粗筛面的剩留物中夹藏有VA 菌根真菌孢子。

5. 用洗瓶将停留在筛面上的筛出物轻轻冲洗到一个清洁的培养皿里面，再将滤液通过细筛并用水冲洗。

在冲下来的筛出物中，除有许多细的沙砾和杂质外，就含有VA菌根真菌的不同直径的孢子。

6. 将含有筛出物的培养皿放在双目实体解剖显微镜下观察。

B 蔗糖离心法1. 称取10 g菌剂，置入大烧杯中加500 ml水，搅拌，静置10 s。

2. 先后过80目分样筛、400目分样筛，将400目筛子上的残余物用药匙转入50ml 离心管中，后用清水冲洗筛子，将残余物全部转入离心管中，配平，3000转/min 离心10 min。

（注分样筛最好直径为12 cm左右，便于下面放置烧杯过筛）3. 去掉上清液，在离心管中加入预先配制好的质量分数为50%的蔗糖溶液，玻璃棒搅匀，配平，3000转/min 离心10 min（注意离心前离心管壁上不能有残余物）。

4. 将400目筛子呈一斜面放置，离心后的蔗糖溶液过筛子的下侧，用水将筛子上的残留物轻轻洗入划线培养皿中。

（注意水不能加太多以防影响检测，培养皿划线便于统计）。

5. 解剖镜镜检统计培养皿中的孢子数目，计算出菌剂中的孢子含量。

注：溶于蔗糖溶液中的孢子仍可进行接种。