14種AM真菌對枳生長的影響

張金蓮 李銘燕 康貽豪 劉金華 陳廷速 李賢良 宋娟 劉升球

摘 ?要：在盆栽條件下，以柑橘砧木枳（Fructus aurantii）幼苗為試驗材料，在基質中接種從廣西土壤中分離得到的不同叢枝菌根（AM）真菌菌株，探討不同AM真菌對枳根系的侵染能力和植株生長的影響。結果表明：用于試驗的14個AM真菌菌株均能與枳根系形成共生關系，平均侵染率為36.16%，其中侵染率最高的菌株是黃雷德克囊霉（Redeckera fulvum， Rf），侵染率高達92.83%，侵染率最低的菌株是副冠球囊霉（Glomus coronatum， Gc），侵染率僅為0.23%;接種黃雷德克囊霉、摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae， Fm2）和副冠球囊霉這3個菌株處理的枳植株的株高、莖粗、葉片數和葉柄長均高于CK，是枳的優勢菌株，能促進枳的生長。

關鍵詞：叢枝菌根真菌;柑橘砧木;枳;菌根侵染率;促進生長

中圖分類號：S666 ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： Bitter orange （Fructus aurantii） is commonly used as the rootstock for citrus. In this experiment， the arbuscular mycorrhizal fungi isolated from Guangxi soil were inoculated into the potting mix where bitter orange seedlings were grown， and the growth characteristics of mycorrhizal and non-mycorrhizal plants were compared. The data showed that all 14 arbuscular mycorrhizal fungi strains employed in the experiment could form symbiotic relationship with the root system of F. aurantii. The overall average infection rate was 36.16%， with Redeckera fulvum having the highest infection rate （92.83%）. Glomus coronatum exhibited the lowest infection rate （0.23%）. Redeckera fulvum， Glomus mosseae， and Glomus coronatum significantly increased plant height， stem diameter， leaf number， and petiole length of F. aurantii seedlings， when compared to the mock inoculation control group. The study demonstrates that the inoculation of the arbuscular mycorrhizal fungi could significantly promote the growth of bitter orange plants.

Keywords： arbuscular mycorrhizal fungi; citrus rootstock; Fructus aurantii; mycorrhizal infection rate; growth promotion

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.11.029

柑橘是全球最重要的經濟作物之一，在水果貿易中排名第一位，我國是世界柑橘的重要原產區之一。柑橘是南方最主要的果樹樹種，對果農脫貧致富，農村經濟發展起著重要作用[1]。柑橘是典型的菌根依賴植物，其生長發育很大程度依賴于菌根的形成[2]。

叢枝菌根（arbuscular mycorrhizal，AM）真菌廣泛分布于大自然的土壤中，地球上80%以上的陸生植物都能與AM真菌形成共生關系[3]。AM真菌不僅能促進植物對氮、磷、鉀、鈣、鋅、銅等營養元素和水分的吸收[4-6]，促進植物生長，還能提高植物對逆境（干旱、鹽堿、重金屬污染、病蟲害等）的抗性[7-10]。雖然AM真菌對宿主植物具有綜合的有益效應，但是不同AM真菌的功能不盡相同，對同一種宿主植物的效應也存在差異。接種AM真菌Paraglomus occultum能提高枳實生苗抵御柑橘潰瘍病的危害[11]。接種AM真菌Paraglomus sp.降低了柑橘黃龍病寄主植物長春花的感病率和病情指數，提高了長春花對黃龍病的耐受能力和相對防效[12]。接種AM真菌后的菌根化柑橘嫁接苗的各項生長指標（株高、穗厚、枝條生長量、葉綠素含量、根冠比、根系活力）都大大高于非菌根化的嫁接苗，在脅迫環境下接種AM真菌可以提高植物對養分和水分的吸收能力，增強植株莖徑、株高以及干物質量等[13-18];也有研究結果表明，在基質栽培條件下接種Glomus clanum對枳實生苗的株高、莖粗、地上和地下干物質量沒有任何效應[19];接種G. versiforme對紅橘組培苗的株高、莖粗和生物量均產生了抑制作用[20]。因此篩選適合柑橘的AM真菌，培育出菌根化柑橘苗，提高柑橘苗木的質量和移栽成活率，促進幼苗的生長，提高其對不良環境的抵御能力意義重大。

本研究擬通過探討從廣西土壤中分離培養的14種不同AM真菌菌株對柑橘砧木枳生長的影響，篩選與枳根系能形成良好共生關系且能促進枳植株生長的優勢AM真菌菌株，為菌根柑橘種苗應用奠定基礎，為AM真菌生物技術應用于農業生產實踐提供科學依據。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

1.1.1 ?試驗材料 ?供試植物與AM真菌：供試植物為枳，種子由廣西特色作物研究院提供;供試AM真菌由廣西農業科學院微生物研究所土壤微生物課題組分離保藏。供試菌株經形態學和分子生物學鑒定種類見表1。

1.1.2 ?供試土壤 ?供試基質：沙∶土∶育苗機質按2∶1∶1混勻后采用高壓蒸汽滅菌法在溫度121 ℃下滅菌120 min。冷卻備用。

1.2 ?方法

1.2.1 ?試驗設計 ?盆栽試驗于2019年3月9日在廣西農業科學院的核心實驗區玻璃溫室內進行。試驗設置14個接種AM真菌處理和1個不接種處理（CK），共15個處理，每個處理5株3個重復15盆，共225盆。花盆盆口直徑15 cm、盆高12.5 cm、底部直徑11 cm。

供試枳的種子用1‰高錳酸鉀消毒2 min后置于28 ℃培養箱催芽24 h、穴盤播種，發芽后選取10 cm高的生長一致的植株移栽于花盆，每盆1株。先在花盆底部墊一張與底部大小一致的紙片，加入1/2已滅菌的基質。按接種量300個孢子/盆在植株根部周圍放AM真菌接種體，使其與根系充分接觸，繼續加入基質沒過根系至花盆的3/4處，按菌株編號掛上標簽。CK加入等體積滅菌基質。每14 d淋1次Hoagland營養液200 mL。

1.2.2 ?測定指標 ?植株生長指標測定于種植后30 d開始，每30 d（4月8日、5月8日、6月7日、7月7日）測量植株的株高、莖粗、葉片數和葉柄長，共測量4次。

枳根系染色及侵染率檢測采用Quink牌純黑墨水醋染色法，每個處理隨機挑取30條枳根系進行染色，記錄觀察不同AM真菌菌株對枳根系的侵染情況，具體方法參考李冬萍等[21]的方法。

1.3 ?數據處理

用DPS統計軟件對試驗數據進行統計分析，采用Excel 2017進行作圖，置信水平為95%（P<0.05）。

2 ?結果與分析

2.1 ?不同AM真菌對枳根系侵染率

從表2可見，供試的14個AM真菌菌株均能侵染枳根系，平均侵染率為36.16%，其中侵染率最高的菌株為Rf，侵染率高達92.83%;侵染率為50%～80%的供試菌株共4株，分別是Ce（63.43%）、Ps（61.37%）、Ri（58.07%）、Dt1（52.87%），侵染率低于50%的供試菌株共9株，其中Gc菌株的侵染率最低，僅0.23%。

根內菌絲和叢枝侵染率最高的菌株均為Rf，侵染率分別高達92.50%、81.83%;14個菌株中，部分菌株都能在枳根系內形成泡囊，其中泡囊侵染率最高的菌株是Ce1（4.80%）。在CK中均未觀察到根外菌絲、根內菌絲、叢枝、泡囊以及侵入點等結構。菌株侵染結構染色圖如圖1所示（Rf菌株）。

2.2 ?不同AM真菌菌株對枳株高的影響

接種不同AM真菌處理對枳株高的影響有顯

著差異。30 d時，接種AM真菌處理的枳株高均高于CK，其中，接種Rir、Fm、Fm2三個菌株處理的枳株高顯著高于CK;60 d時，除Ce、Ri、Dt2、Dt1菌株處理枳株高低于CK ，接種其余菌株處理的枳株高均高于CK，與CK均未達到顯著水平;90 d時，僅接種Rf和Gc菌株處理的枳株高高于CK，其余處理均低于CK，但各處理間未達到顯著差異水平;120 d時，接種Rf、Gc、Fm2、Fm1、Ps、Ce1、Dt2菌株處理的株高高于CK，但僅接種Rf菌株處理的枳株高顯著高于CK（P<0.05），而接種其余菌株處理枳株高則低于CK（表3）。

2.3 ?不同AM真菌菌株對枳莖粗的影響

接種不同AM真菌處理對枳莖粗的影響見表4。30 d時，不同AM真菌接種處理的枳莖粗均大于CK，其中接種Fm2、Gc、Rm、Ad菌株處理的枳莖粗顯著大于CK（P<0.05）。60 d時，除接種Ce、Ri、Ce1、Dt2菌株處理外，接種其余菌株處理的枳莖粗均大于CK，但未達到顯著差異水平。90 d時，僅接種Gc菌株處理的枳莖粗顯著大于CK（P<0.05），接種其余菌株處理的枳莖粗度均低于CK。120 d時，除接種Dt1、Dt2和Fm菌株處理的枳莖粗小于CK外，接種其余菌株處理均大于CK，其中接種Gc菌株處理顯著大于CK（P<0.05）。

2.4 ?不同AM真菌菌株對枳葉片數的影響

表5顯示不同AM真菌菌株接種處理對枳葉

片數的影響，30 d時，不同AM真菌接種處理間沒有顯著差異。60 d和90 d時，各接種處理間的差異變大。到120 d時，各接種處理間的差異更明顯，其中接種Ce菌株處理葉片數最少，比CK下降了22.86%，接種Rf菌株處理葉片數最多，比CK提高了25.71%。

2.5 ?不同AM真菌菌株對枳葉柄長的影響

接種30 d和90 d時，不同AM真菌接種處理和CK間沒有顯著差異。60 d時，接種Rf、Ce1、Fm1、Fm2、Gc菌株處理顯著高于對照，其余接種處理和CK差異不顯著。120 d時，除接種Rir、Fm菌株處理顯著低于CK外，其余接種處理和CK差異不顯著，其中接種Rf菌株處理葉柄最長，是CK的115.18%，接種Rir菌株處理的枳葉柄最短，僅是CK的79.46%（表6）。

3 ?討論

叢枝菌根（AM）真菌能與80%以上的植物根系共生進而形成龐大的菌絲網絡系統，提高植物對水分和養分的吸收功能以及促進植物對各種元素的吸收作用[13]。不同的宿主植物可以和同一種AM真菌相互共存形成菌絲網，而不同類別的AM真菌也可以和同一種宿主植物相互共存形成菌絲網[22]。AM真菌和宿主植物之間具有選擇性，兩者之間可以相互選擇，不同類別的AM真菌對同一種宿主植物會產生不相同的作用效果[23]。AM真菌與宿主植物相互選擇后，能夠促進宿主植物生長發育的AM真菌，則可視為該植物的優勢菌株[24]。在范繼紅等[25]的研究中表明，4個AM真菌（Gm、Gv、Ga、Ge）均能和甘草形成叢枝菌根，甘草的苗高、地徑、主根長、鮮質量、干物質量等生長指標得到顯著的提高。本研究中，14種AM真菌菌株對枳生長的效應也有顯著差異。接種30 d時，菌根化的枳苗與非菌根化的枳苗相比，其株高、莖粗、葉片數以及葉柄長都得到了不同程度的增加，這說明接種AM真菌后對枳的生長發育具有一定的促進作用。但至接種120 d時，不同AM真菌對枳的生長發育有不同的效應，表現為促進作用、沒有效應和抑制作用。其中摩西斗管囊霉（Fm2）、黃雷德克囊霉（Rf）、副冠球囊霉（Gc）這3個AM真菌菌株對枳的促生作用最為明顯，可將這3個優勢菌株選為促進枳生長的優勢AM真菌菌株。

另一方面，柑橘根系被AM真菌侵染后，取根段進行染色，在顯微鏡下能夠清楚觀察到菌根的侵入點、根外菌絲、根內菌絲、叢枝、泡囊等結構[26]。張敏瑜等[16]對柑橘接種AM真菌G. epigaeum，盆栽培養6個月后檢測到菌根侵染，侵染率為56.38%。本研究中，14個AM真菌菌株均能侵染枳根系，但侵染能力有顯著差異，即使是同一種AM真菌的不同菌株對枳的侵染能力也存在顯著差異。這是因為AM真菌在選擇宿主植物時具有偏好性。AM真菌對植物的侵染率越高，就說明AM真菌與植物的親和度越高，二者之間成正比關系[27]。對比14個AM真菌菌株對枳根系的侵染率可以發現，Rf的侵染率最高，表明該菌株和枳根系的親和度較高，二者能更有效的相互識別;Fm1、Gc的菌根侵染率僅為22.33%和0.23%，這3個菌株對枳的侵染能力有顯著差異，但都對枳的生長具有明顯的促進作用，而侵染能力較強的菌株Ce（63.43%）、Ri（58.07%）、Dt1（52.87%）、Rir（44.50%）、Fm（34.40%）卻抑制了枳的生長。本研究中，同一個菌株在枳生長的不同時期，效應也存在差異，由于本次試驗是在盆栽中進行，雖然定期澆營養液，與大田相比，枳根系的生長空間和營養物質均受限制，生長后期是否有些AM真菌由共生轉變成寄生，從而限制了AM真菌功能的發揮。因此，AM真菌對枳生長發育的影響及其機理還有待進一步深入研究。

4 ?結論

不同AM真菌菌株對枳的侵染能力和生長效應不盡相同，對比14種AM真菌菌株對枳的侵染能力和生長效應，結果表明14種AM真菌均能和枳形成共生關系，Rf、Ce1、Ps、Ri、Dt1、Rir、Gc和枳的親和能力較強。綜合4個生長指標，黃雷德克囊霉（R. fulvum， Rf）、摩西斗管囊霉（F. Mosseae， ?Fm2）、副冠球囊霉（G. coronatum， Gc）是促進枳生長的優勢菌株。

致謝 ?感謝Department of Genetics and Biochemistry，Clemson University，SC，U.S.A.的Haiying Liang教授對文稿英文的修改。

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責任編輯：沈德發