印度塊菌接種美國山核桃合成菌根技術(shù)

楊梅等

摘要：對印度塊菌接種美國山核桃合成菌根苗技術(shù)進行研究。結(jié)果表明：用印度塊菌孢子接種美國山核桃無菌苗，3個月后形成根尖淡乳色的、基部淡黃色的、黃褐色外生菌根。外生菌根為單軸狀和羽狀結(jié)構(gòu)，外延菌絲為透明、半透明、近直角分支、絮狀著生在菌根表面，菌根橫切面上能觀察到形狀像馬蹄形的哈蒂氏網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在Leica S6D解剖鏡測量單根菌根平均長為0.16 cm，平均直徑為0.039 cm。分子測序ITS序列同源性為100%，同時采用的是PCR產(chǎn)物直接測序，測序峰圖清晰、無重疊峰，由此可以確定美國山核桃形成菌根的只有印度塊菌。

關(guān)鍵詞：印度塊菌；美國山核桃；菌根；外延菌絲

中圖分類號：S664.104文獻標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2015）09-0267-03

塊菌為子囊菌類中的塊菌目（Tuberales）塊菌科（Tuberaceae）塊菌屬（Tuber spp.）的一類地下珍貴食用真菌[1]。營養(yǎng)豐富且具有奇異香味，其營養(yǎng)價值和商業(yè)價值為世人所矚目，因產(chǎn)量有限，國際市場上供不應(yīng)求，價格昂貴，并始終排在所有食用菌之首[2]，被譽為 “餐桌上的鉆石、地下黃金”[3]。

攀枝花是商業(yè)印度塊菌的天然理想產(chǎn)區(qū)之一，野生塊菌最高產(chǎn)量可達100 t/年，在我國塊菌外貿(mào)出口中占有重要地位，成為山區(qū)農(nóng)民增收致富的主要來源，在四川省米易縣、鹽邊縣和仁和區(qū)的一些采集塊菌的村子，平均每戶年收入2 000元左右，最高的可達6萬元。由于其市場價格極高而市場需求日甚，人們超強度采挖，導(dǎo)致塊菌資源顯著減少，瀕臨滅絕，已經(jīng)危及到塊菌的可持續(xù)發(fā)展和永續(xù)利用。因此，發(fā)展塊菌的人工栽培勢在必行，而塊菌菌根苗培育是實現(xiàn)塊菌人工栽培的前提?，F(xiàn)國內(nèi)已報道的果樹與塊菌共生的樹種僅有板栗和榛子，2種樹種都是中高海拔的植物，而對低海拔的經(jīng)濟果樹與塊菌共生的研究未見報道。美國山核桃[Carya illinoensis （Wangenn.） K.Koch]屬胡桃科高大喬木，是世界上四大堅果之一[4]。美國山核桃殼薄，易取仁，出仁率50%～70%，含油率70%～80%，不飽和脂肪酸含量60%左右，且不飽和脂肪酸和對人體有益的各種氨基酸比油橄欖高。美國山核桃定植后4～5年開始掛果，10年開始盛產(chǎn)，盛產(chǎn)期50～70年，產(chǎn)量達1 500～3 750 kg/hm2，國際市場上6～8美元/kg，國內(nèi)超市60～120元/kg，是普通核桃的4～6倍，是唯一一個適合低海拔栽培的核桃品種。

塊菌屬于菌根真菌，它必須與適合的宿主植物形成共生關(guān)系，否則無法形成子實體[5]。根據(jù)“適樹適菌”的原則，為實現(xiàn)美國山核桃和塊菌栽培效益的最大化，本試驗開展了印度塊菌接種美國山核桃合成菌根技術(shù)的研究，采用形態(tài)學(xué)及分子生物學(xué)的方法確定印度塊菌與美國山核桃能形成菌根[6]，并觀察在菌根生長過程中的形態(tài)變化，建立了美國山核桃與印度塊菌合成菌根苗的顯微檢測方法，為實現(xiàn)印度塊菌人工栽培提供科學(xué)依據(jù)。本研究為印度塊菌的人工栽培提供新的共生樹種，填補了低海拔區(qū)域沒有果樹與塊菌共生的空白，對實現(xiàn)塊菌與果樹栽培效益的最大化有重要的現(xiàn)實意義。

1材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1塊菌菌種在攀枝花市場上購買成熟度高、個頭大、外型好、無損傷、香味相對較濃的印度塊菌子實體作為菌種（圖1、圖2 ）。

1.1.2供試樹種從云南大理的漾濞購買美國山核桃種子（圖3）。

1.2試驗方法

1.2.1塊菌的處理和菌種的制備將收集的印度塊菌先用牙刷輕輕洗凈表面泥土，在75%乙醇中浸泡3 min，然后在超凈工作臺上用乙醇燈火焰快速灼燒后與121～126 ℃高溫高壓滅菌2 h的河沙混合密封，并于3～5 ℃的溫度下冷藏保存?zhèn)溆?。將塊菌子實體取出，用粉碎機粉碎成直徑小于 1 mm 的顆粒，與高溫高壓滅菌2 h后用烘箱烘干的細土按照1 ∶10的比例混合，放置在3～5 ℃的冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2育苗基質(zhì)的處理接種前培育幼苗所用的基質(zhì)按照珍珠巖 ∶蛭石=1 ∶1的比例均勻混合裝入布袋中，在121～126 ℃下滅菌2 h。移植和接種苗培育基質(zhì)按照腐殖土 ∶蛭石 ∶河沙=1 ∶1 ∶2的比列混合均勻，再用1 mol/L的生石灰溶液調(diào)pH值至7左右裝入布袋中，在121～126 ℃下滅菌2 h。

1.2.3接種前幼苗培育將美國山核桃種子用清水沖洗干凈，再用0.3%高錳酸鉀溶液浸種消毒48 h，清水沖洗干凈，用紗布包好放置在30 ℃的恒溫箱中進行催芽，堅持每天用清水沖洗，防治雜菌滋生，并撿出裂口的種子，未裂口的繼續(xù)放入恒溫箱中催芽。將裂口的種子播種于處理好的基質(zhì)中，在攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院溫室大棚中進行育苗管理，待苗木生長到3個月達到一定的木質(zhì)化即莖稈由綠色轉(zhuǎn)為褐色可接種（圖4）。

1.2.4塊菌接種方法接種時選擇根系發(fā)達、苗色較好的幼苗，用經(jīng)過消毒的剪刀剪去主根。在黑色硬塑料杯中先裝入1/3的上述滅菌基質(zhì)，將苗放入杯中，再將配置好的印度塊菌菌種按照每株含200萬～700萬個塊菌子囊孢子的劑量接種在幼苗根上，使幼苗根系與菌種緊密結(jié)合，最后添加滅菌基質(zhì)，壓實。接種后澆透定根水，掛牌并標(biāo)明接種時間、接種菌名。接種時設(shè)置相應(yīng)的未接種對照，將接種的幼苗和未接種的幼苗放置于攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院溫室大棚中培養(yǎng)，接種苗按常規(guī)管理，使基質(zhì)保持濕潤，控溫不超過35 ℃，溫度過高要加遮陽網(wǎng)或噴水降溫。

1.2.5試驗設(shè)計與觀察本試驗采用印度塊菌接種美國山核桃無菌苗，苗木接種3個月后開始每個月按5%隨機抽樣在Leica S6D解剖鏡下觀察菌根的感染情況；接種6個月后，按照接種苗木數(shù)量的10%進行隨機抽樣，根部用清水洗凈泥土，再用解剖鏡Leica S6D檢查根部感染情況，隨機選取30個菌根測量菌根的長度和粗度，隨意選取任意一株切取菌根的根尖作切片，在顯微鏡OLYMPYSBX-41 40倍下觀察菌根的外延菌絲、馬賽克現(xiàn)象、菌套，記錄其特征并照相。

1.2.6菌根分子檢測從已接種印度塊菌6個月后的美國山核桃菌根上采取20個左右，在Leica S6D解剖鏡下用軟毛刷刷掉泥土，清洗干凈后用改進的CTAB法提取菌根的DNA，方法參照文獻[7]，通過測定其菌根ITS序列的辦法鑒定菌根上的真菌，ITS序列PCR擴增引物為ITS4（5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′）和ITS5（5′-GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3′），擴增片段測序后與接種用的印度塊菌的序列進行比較，以確定形成菌根菌的是否是印度塊菌。

2結(jié)果與分析

2.1美國山核桃印度塊菌菌根特征與感染率檢測

對接種印度塊菌3個月的美國山核桃樹苗進行菌根特征與感染率檢測，在Leica S6D解剖鏡40倍下觀察，未接種的美國山核桃未見任何菌根形成，僅見粗短的根毛，營養(yǎng)根不膨大，先端尖銳（圖5）；接種的根較粗壯，基部淡黃色，頂端淡乳色、發(fā)亮的單軸和羽狀的菌根形態(tài)（圖6），印度塊菌與美國山核桃樹形成的菌根其外延菌絲呈棉絮狀（圖7、圖8）、透明、半透明的。Olympus CX41顯微鏡下作菌根切片10倍×40倍下觀察到外延菌絲近直角分支（圖9），菌絲是從根系表皮細胞間隙向皮層伸展，并在皮層細胞之間交織成網(wǎng)狀，可清晰看到菌絲在營養(yǎng)根表面繁殖，層層交織形成菌套（圖10），用 Olympus CX41顯微鏡下作菌根切片10×40倍下觀察，印度塊菌接種美國山核桃的菌根橫切面上能觀察到形狀像馬蹄形的哈蒂氏網(wǎng)結(jié)構(gòu)（別稱馬賽克現(xiàn)象，圖11）。在Leica S6D解剖鏡下測量單根菌根長0.16 cm，直徑為0.039 cm。在接種10個月后部分菌根開始老化，變成黃褐色至黑色；接種12個月以后，菌根老化，可見暗褐色及萎縮的老化菌根（圖12）。

對試驗苗木接種3個月后的菌根進行檢測，印度塊菌菌根感染率為40%左右。接種6個月后的菌根檢測結(jié)果顯示，菌根量較豐富，感染率為95%以上。

2.2美國山核桃印度塊菌菌根的微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)（分子檢測）

通過對美國山核桃菌根的分子檢測，PCR 擴增顯示，從美國山核桃菌根提出的DNA能得到較單一的700 bp左右的條帶。測序結(jié)果表明，與美國山核桃形成的菌根真菌為印度塊菌。ITS序列同源性為100%，同時采用的是PCR產(chǎn)物直接測序，測序峰圖清晰、無重疊峰。因此，與美國山核桃形成菌根的只有印度塊菌，沒有其他菌根類真菌。

3結(jié)論與討論

印度塊菌孢子接種到美國山核桃3個月開始形成淡乳色的菌根尖，6個月后菌根感染效果較好，感染率達95%以上菌根量較大，說明美國山核桃是印度塊菌很好的宿主植物。本研究采用形態(tài)學(xué)和分子檢測2種方法確定印度塊菌與美國山核桃能形成菌根，在塊菌栽培研究中具有重要的研究意義和極高的應(yīng)用價值。美國山核桃是唯一一個適合低海拔栽培的核桃品種，美國山核桃印度塊菌菌根苗接種成功填補了低海拔區(qū)域沒有經(jīng)濟樹種塊菌菌根苗的空白。美國山核桃和印度塊菌都是2個具有較大發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)，美國山核桃接種印度塊菌的成功，邁出了兩大產(chǎn)業(yè)高效有機結(jié)合的第一步，美國山核桃塊菌菌根苗栽培成功將實現(xiàn)產(chǎn)值翻番。因此，美國山核桃塊菌菌根苗栽培易推廣，市場前景廣闊。

致謝：本研究過程中得到新西蘭塊菌專家王云博士和中國臺灣塊菌專家胡宏道教授的指導(dǎo)，特此感謝！

參考文獻：

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