蘭科植物菌根真菌對種子萌發苗木生長的影響研究

吳玉德+杜春梅+申健+戚曉利+宋文超

摘 要 蘭科植物是一種非常具有經濟和科研價值的植物資源，同樣也是一種觀賞性很強的植物。目前，野生蘭科植物的種類和數量正在急劇減少，而在自然狀態下，蘭科植物需與菌根真菌建立共生關系才能夠生存。19世紀中期起，人們對菌根的研究不斷深化，研究表明，大多數植物都有菌根，菌根對植物的生長發育起著至關重要的作用，許多蘭科植物沒有菌根很難存活，其種子沒有菌根的感染和影響就不能正常萌發。因此，對菌根真菌的分析在對蘭科植物的研究領域中十分重要。蘭科植物菌根真菌在蘭科植物的生長發育過程中起著十分重要的作用，進一步了解研究植物菌根真菌的多樣性和作用，對蘭科植物的保護和培養以及相關產業的發展都有著積極意義。基于此，簡要介紹蘭科植物菌根真菌，并為其對種子萌發及苗木生長的影響方面進行了總結說明，旨在為研究蘭科植物菌根真菌提供有益參考，促進我國生物研究行業的發展。

關鍵詞 蘭科植物；菌根真菌；種子萌發；苗木生長

中圖分類號：S682.31 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.30.050

菌根真菌與蘭科植物存在共生關系，兩者相輔相成、共同存活生長。菌根真菌生長在植物的根部，從植物中獲取存活所需的碳水化合物和其他必需品，同時也給蘭科植物的生長發育提供營養物質、酶等，二者彼此相互促進，共同生長，蘭科植物菌根真苦種類繁多，作用也不同，例如一種真菌與一種植物是共生關系，而對另一種植物可能就構成了嚴重的為害，具有致病性。

1 菌根的簡介及特點

菌根是大自然中存在的一種共生的普遍現象，幾乎所有的蘭科植物都與菌根有著共生關系，此關系貫穿蘭科植物種子的萌發到開花結果以及枯萎衰老整個過程。自發現菌根與蘭科植物的共生關系后，人們就將蘭科植物與真菌共生所形成的獨特菌根稱為為蘭科菌根。

菌根有兩大特點，一是種子非常細小，一個蒴果內容納數10萬顆種子，其種子是分化不完全的胚細胞，內不含胚乳，且在植物進行光合作用之前不能提供營養物質。二是在蘭科苗木生長發育過程中，菌絲團吸收苗木的營養物質及能量并儲存起來，在苗木需要大量營養物質的時期，再釋放出來，彼此相輔相成，建立共生關系[1-3]。雖然蘭科植物沒有菌根真菌就很難進行生長發育，但大部分蘭科真菌都屬于腐生真菌，它們可以不依靠這種共生關系，能夠獨立在土壤中存活繁殖。

2 菌根真菌對蘭科植物種子和苗木的作用

2.1 蘭科植物菌根真菌有利于種子的萌發

蘭科植物和菌根真菌的共生關系是自然形成的，從蘭科植物的種子萌發階段就有了菌根真菌的影響。在蘭科植物種子萌發和初期的生長發育階段，需要真菌提供營養物質，同時也有利于苗木形態的建成，這也是菌根真菌對蘭科植物生長發育的所起的主要生態功能。

早在1903年，Bernard就報道了蘭科植物種子萌發與菌根真菌的關系，證實了在自然生長發育的條件下，種子只有被菌根真菌感染才能萌發，證明了蘭科植物菌根真菌對種子萌芽發育的促進作用。種子的萌發及生長發育依賴菌絲的侵入破壁和提供礦物質、維生素和水分等。

2.2 蘭科植物菌根真菌對苗木生長的影響

很久之前郭順星等就通過實驗證實了真菌對蘭科植物苗木的生長發育具有促進作用，其中對原球莖的子葉分化、生長及假根的形成有著不可替代的作用。

蘭科植物菌根真菌具有多樣性，其合成功能可以讓菌絲團產生植物生長調節劑、酶前體等有利于植物生長發育的活性物質[4]。其中菌根菌所產出的淀粉酶能夠提高蘭科植物苗木的碳水化合物利用水平，有利于蘭科植物苗木更好地吸收利用營養物質，從而快速生長。

菌根在生長形成過程中會利用蘭科植物的光合作用，在菌絲團中存儲大量營養物質。在菌根形成初期，會和植物苗木爭奪營養、水等物質，彼此牽制，生長緩慢，對苗木的生長起了抑制作用。而隨著時間的增長，蘭科植物光合器官增大，光合作用效率得到提高，菌根菌吸收了苗木的營養物質，有了生長擴展基礎，菌絲團就能快速生長，儲存營養物質。當苗木生長至開花繁殖期，植株需要大量的營養物質時，菌絲團會大量消解，從而釋放出糖類、氨基酸等苗木需要的物質，供給苗木生長發育，滿足其需求。

當一種菌根感染蘭科植物苗木后就建立了共生關系，而此關系一旦建立，苗木就很難再于其他真菌建立寄生關系，從而有效防止苗木遭受致病菌的感染，提高

苗木對某些菌類的抵抗力，促進苗木根部發育，健康生長，充滿生機與活力。

3 結語

對于蘭科植物發育過程中所需要的各種營養以及其生態條件的控制，已經廣泛的引起人們的注意，并且在其發育的過程中所需要的各種營養和生態條件的控制方面取得了非常巨大的研究進展。但現有資料表明，真菌同蘭科種子共生方面的研究還有很多不足，特別是真菌侵染的生理機制、途徑和真菌與種子萌發的關系等各個方面的研究，依舊還有許多問題有待更加深入的研究和調查。在這一方面還有很多發展的空間，這不僅是在研究蘭科植物方面，同時也是其他方面的一大進步。

在除了少數蘭科植物的研究實驗外，大部分研究依舊還停留在試驗的水平上，真正實際有效的報道還是不多，同時對有經濟價值的蘭科植物種了萌發及大規模推廣應用報道也是不多。鑒于此，可以根據真菌和蘭科植物共生及長期形成的營養平衡等關系，研究出一條簡便可行的真菌促進種子萌發的方法以及可以使得種子快速繁殖幼苗的新途徑，這個技術不僅具有理論意義，而且有著十分重要的經濟價值。可以使研究成果更快地轉化為經濟效益，同時帶動研究的發展。

參考文獻

[1]王亞妮，王麗琨，苗宗保，等.蘭科石斛屬植物菌根真菌研究進展[J].熱帶亞熱帶植物學報，2013，21（3）：281-288.

[2]王亞妮.蘭科石斛屬植物根部內生真菌多樣性研究及應用[D].北京：北京林業大學，2013.

[3]何新華，段英華，陳應龍，等.中國菌根研究60年：過去、現在和將來[J].中國科學：生命科學，2012，42（6）：431-454.

[4]吳慧鳳.菌根真菌對鐵皮石斛種子萌發及其生長的影響[D].海口：海南大學，2011.

（責任編輯：趙中正）endprint