紅菇菌根食用菌接種馬尾松苗期的共生效應研究

姜清彬，仲崇祿，陳 羽，張 勇，陳 珍

（中國林業(yè)科學研究院 熱帶林業(yè)研究所 廣東 廣州 510520）

紅菇菌根食用菌接種馬尾松苗期的共生效應研究

姜清彬，仲崇祿，陳 羽，張 勇，陳 珍

（中國林業(yè)科學研究院 熱帶林業(yè)研究所 廣東 廣州 510520）

為篩選與馬尾松高效共生的紅菇菌根食用菌組合體，利用紅菇屬7個菌株對馬尾松苗木進行苗期接種試驗。研究結果表明：參試的紅菇菌株均可在馬尾松苗木根系上形成菌根，菌根感染率達79.6%以上，其中0807菌株達到99.1%，其次0551和07234菌株分別達到96.3%和95.8%。在苗木接種后的苗高生長方面，接種2個月后，接種紅菇菌處理的苗高都顯著高于對照，接種12個月后，不同菌株對馬尾松苗高生長的促進作用有增強也有減弱，其中0807菌株表現(xiàn)最優(yōu)，苗高達到56.33 cm，其次是0005和07242菌株分別達到52.96 cm和52.88 cm。在生物量方面，來自廣東郁南縣桂圩鎮(zhèn)的0807菌株在苗高、地徑、植株地上干重和地下干質(zhì)量指標中，均優(yōu)于其他接種處理。綜合比較而言，供試的紅菇菌株0807接種馬尾松苗木，無論在菌根合成還是促進苗木生長方面都表現(xiàn)最優(yōu)，為7個紅菇菌株中對馬尾松苗木生長效應最佳的菌株。研究篩選的紅菇菌根食用菌與馬尾松高效共生組合，可為南方地區(qū)馬尾松林下經(jīng)濟發(fā)展和培育紅菇菌提供技術支撐。

馬尾松；紅菇菌根食用菌；接種；生長效應

紅菇屬中有具有較高經(jīng)濟價值的菌種，同時亦是名貴藥食兼用真菌，其中包含正紅菇Russula griseocarnosa[1]、鱗蓋紅菇R. lepida、大朱菇R.rubra、大紅菇R. alutacea等，在自然界與楮、栲、松等樹木的根系共生所形成的菌根共生體[2-4]，但至今尚未能人工栽培。為了探索和了解紅菇食用菌根菌的發(fā)生規(guī)律，特別是林木對紅菇菌根食用菌發(fā)生的作用和聯(lián)系，2012年筆者對我國南方兩個主要紅菇產(chǎn)區(qū)廣東郁南縣和廣西蒼梧縣進行了紅菇發(fā)生林調(diào)查，林分類型均為次生針闊葉混交林，馬尾松Pinus massoniana為其主要林木樹種，此外，群落中還有黎蒴Castanopsis fissa、紅錐Castanopsis hystrix、石櫟Lithocarpus glaber、木荷Schima superba等樹種。目前文獻也報道紅菇屬Russula真菌常與殼斗科Fagaceae、松屬Pinus、云杉屬Picea、樺木屬Betula、木荷屬Schima等樹種的根系共生形成菌根[5-9]。近些年來，對有關紅菇屬菌根食用菌與林木共生特性研究也引起了學者的興趣，開展了紅菇屬菌根食用菌與云南松Pinus yunnanensis、木荷、紅錐、黎蒴、白錐Castanopsis fabri等相關研究[5-8]，而紅菇菌根食用菌與馬尾松共生研究僅周再知等[9]報道了馬尾松幼苗接種7個月后的接種情況。弓明欽等[10]研究闡明，林木接種菌根菌效應具有一定的接種時效性，接種時間較短菌根形成還未能達到理想狀態(tài)，對苗木的生長效應還不能充分顯現(xiàn)。因此，鑒于馬尾松苗期生長較慢，本研究擬通過研究紅菇菌根食用菌接種馬尾松幼苗1 a后的共生效應，進一步揭示紅菇菌根食用菌與馬尾松的共生效應關系，以及共生關系的持續(xù)效應。馬尾松為我國南方特有鄉(xiāng)土樹種，具有分布廣、適應性強、生長速度慢和社會生態(tài)潛力大的特點。通過研究紅菇菌根食用菌與馬尾松的共生效應，可為馬尾松林下發(fā)展和培育紅菇菌根食用菌篩選高效共生體，為我國南方地區(qū)林下經(jīng)濟發(fā)展和提高林木生產(chǎn)力提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試苗木

馬尾松種子為廣西壯族自治區(qū)蒼梧縣林業(yè)局提供。種子播種于中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)研究所（簡稱熱林所）溫室內(nèi)，播種基質(zhì)為經(jīng)高溫高壓滅菌（103 kPa，121 °C，60 min）的混合基質(zhì)（黃心土+沙+泥炭+蛭石=1.5∶2∶1.5∶1）。早晚淋水兩次，種子發(fā)芽后每天傍晚澆水一次，苗齡80～100 d有須根時，挑選苗高（約10 cm）均等生長一致的芽苗進行移栽并接種。栽培容器為高9 cm，口徑7 cm，杯底直徑4.5 cm的一次性塑料杯（無漏水孔，容量250 mL），容器裝滿育苗基質(zhì)（同播種基質(zhì)）。

1.1.2 供試菌種

供試菌種為紅菇屬7個菌根食用菌菌株（見表1）。菌種繁殖和菌劑生產(chǎn)均在熱林所菌根實驗室完成，將培養(yǎng)菌株接入裝有無菌液體培養(yǎng)基的1 000 mL三角瓶中，在室溫（25～28 ℃）條件下，150 rpm回旋式搖床上振蕩培養(yǎng)10 d，將培養(yǎng)好的菌液在無菌勻漿器中間歇勻漿30 s，10 ℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 紅菇菌根食用菌菌株信息Table 1 Detailed information of Russula fungi

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

采用單因素完全隨機化設計，7個菌株分別接種馬尾松幼苗，以接種不含菌株的清水為對照（CK），每處理10株幼苗，共8個處理，重復3次。苗木接種后育苗管理均在熱林所溫室內(nèi)完成，溫度26±2 ℃，濕度60%～70%，自然光照條件，每天傍晚澆水一次。

1.2.2 接 種

馬尾松芽苗移栽時將5 mL備好的紅菇菌劑加入移栽穴中，菌絲體濃度約50 mg·mL-1（干質(zhì)量），植入馬尾松芽苗，再用基質(zhì)覆蓋填滿杯口，等量澆水定根。

1.3 數(shù)據(jù)觀測及分析

植株接種后每2個月進行苗高測定（分別以H2、H4、H6、H8、H10、H12表 示）。12個 月后收獲試驗苗，測定如下指標：苗高（H12）、地徑（GD）、地上部分干質(zhì)量（UDW）、地下部分干質(zhì)量（DDW）、總干質(zhì)量（TDW）。通過Olympus體式顯微鏡觀測植株根樣，統(tǒng)計菌根感染的根段數(shù)。利用SAS 8.1軟件進行方差分析和Ducan多重比較分析（P＝0.05）。菌根感染率（%）＝(菌根感染的根段數(shù)/檢查的菌根根段總數(shù))×100%[1]，菌根感染率經(jīng)Excel 2003軟件進行平方根反正弦轉(zhuǎn)換后進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 馬尾松接種紅菇菌株的菌根合成

馬尾松接種12個月后的結果表明，除對照處理外，7個紅菇菌株都能在馬尾松根系上形成菌根（見圖1），但不同菌株的感染程度存在差異，菌根感染率范圍為79.6%～99.1%。均值較高的處理有菌株0807、0551、07243和07240，但之間沒有顯著差異（P＜0.05），接種0807菌株的感染率最高，達到99.1%。菌株07242、0005和0204菌根感染率顯著低于上述4個菌株，最低是0204（79.6%）。而7個紅菇屬菌株除0204（79.6%）外，其他6個菌株感染率均值在90%以上。未接種菌株的對照處理沒有菌根感染，感染率為0。

圖1 接種不同紅菇菌馬尾松幼苗菌根感染情況Fig. 1 Mycorrhizal colonization after inoculated different Russula fungi on seedlings of P. massoniana

2.2 接種不同紅菇菌對馬尾松苗高生長的影響

連續(xù)12個月調(diào)查馬尾松苗高，接種紅菇菌后馬尾松苗高增長在各個階段都顯著高于對照（P＞0.05），結果見表2。接種2個月后，菌株0551、0807、07242、07242和07243的苗高均高于其他接種處理，之間沒有顯著差異。接種4個月后，菌株0005苗高生長優(yōu)勢得到提高，到接種第10個月，除對照外，僅菌株0204苗高均值較低。到接種12個月，菌株0519、07240和07243接種處理的苗高增長優(yōu)勢降低，而接種菌株0005、0807和07242處理依然保持苗高增長優(yōu)勢，苗高最大為0807菌株（56.33 cm），其次是0005（52.96 cm）和07242（52.88 cm）。對比接種2個月和12個月的苗高情況，在接種2個月后菌株07242和0551苗高高于其他接種處理，接種12個月后菌株0807苗高最高，其次是0005，說明紅菇菌株0807和0005在促進馬尾松苗期苗高生長的后期潛力大（接種12個月）。此外，從圖2可以看出，接種2個月后，不同菌株對促進苗高生長效果不同，到第4個月后，菌株間促進苗高生長作用開始分化，有些增強有些減弱。到接種10個月后，分化進一步增大，到接種第12個月是，0807菌株促進苗高增長最強，其次0005和07242，而菌株0551則呈現(xiàn)逐漸減弱的趨勢。因此，綜合來看，菌株0807對馬尾松苗高生長表現(xiàn)最優(yōu)，也是最具增長潛力，其次是0005和07242菌株。

圖2 不同ECM菌接種處理的馬尾松苗高生長曲線Fig. 2 Growth curve of seedling height after inoculation with different Russula fungi

表2 馬尾松幼苗接種不同紅菇菌后的苗高生長情況?Table 2 Growth effect of seedling height after inoculation with different Russula fungi

2.3 馬尾松接種不同紅菇菌根菌的生長效應

通過測定苗期接種12個月后的生物量，結果顯示（見表3）：在苗高、地徑、地上部分干質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量和總干質(zhì)量指標上，接種處理都顯著高于對照（P＞0.05）。其中，菌株0005、0807和07242苗高均高于其他接種處理，之間沒有顯著差異。其中菌株0807苗高均值最大（56.33 cm）；地徑指標中菌株0807同0005、07243沒有顯著差異，但高于其他處理，菌株0807均值最大（0.54 cm）；地上部分干重指標中，僅對照、菌株0204、07240和07242均值較低，其他各處理均無顯著差異，其中菌株0807（5.96 g）均值較大；而地下部分干質(zhì)量指標中，差異顯著的處理較明顯，菌株0551、0807、27242和27243高于其他處理，但之間無顯著差異；從總干質(zhì)量指標來看，菌株0807均值最大（7.06 g），同菌株0005、0551和07243表現(xiàn)無顯著差異。綜合各指標，菌株0807在各生物量指標中均表現(xiàn)最優(yōu)。

表3 馬尾松幼苗接種不同紅菇菌根菌的效果Table 3 Effect of inoculation with P. massoniana by different Russula fungi

3 結論與討論

本研究利用紅菇屬7個菌根食用菌菌株接種馬尾松幼苗，進行了菌根合成觀察、生物量及苗高生長測定。研究結果表明，參試的紅菇菌株都能與馬尾松苗木根系形成菌根，并不同程度的促進苗木的生長。有研究表明馬尾松確實是外生菌根型樹種[10-12]，7個紅菇屬菌株接種馬尾松菌根感染率達到79.6%以上，最高為99.1%，菌根感染率要高于周再知等人[9]報道的研究結果（70.0%～90.0%），即使是同一個紅菇菌株，本研究獲得的結果要高于周再知等[9]接種7個月后的菌根感染率，其菌株0005、0204、07240、07242和07243分別為70.0%、66.7%、70.0%、73.3%和70.0%。說明馬尾松接種紅菇菌后持續(xù)時間的長短，對菌根的合成效果存在影響，接種12個月比接種7個月的菌根合成效果更佳。Scagel CF等利用外生菌根接種花旗松Pseudotsuga menziesii和小干松Pinus contorta也反映接種12個月比6個月的接種效果好[13]。

紅菇菌根食用菌接種馬尾松對苗高生長具有促進作用，在接種后不同時期，菌株間對苗高生長的促進作用表現(xiàn)不同，有的呈增長趨勢，有的呈減弱趨勢，接種后的時間越長，不同菌株對苗高生長促進作用分化越大，在接種12個月后，菌株0807對苗高促進作用呈快速上升趨勢，而菌株0551則增速下降明顯。從周再知等[9]利用紅菇菌接種馬尾松幼苗7個月的結果看，接種1至4個月苗高生長速率要高于接種后5至7個月。本研究的苗高生長曲線也反映接種6至8個月間苗高增長速度要低于前6個月，但接種8個月至12個月后，苗高生長速度呈現(xiàn)增長趨勢。因此，對菌根菌接種馬尾松苗木的生長效應觀察，時間越長越能反映菌根菌對馬尾松苗木生長的影響，包括紅菇菌根食用菌效果的持續(xù)性，以及馬尾松紅菇菌組合大田試驗情況等有待今后進一步研究。

菌根的形成可促進宿主植物根系的生長發(fā)育[10,14]，紅菇屬菌種亦可與馬尾松根系形成菌根，并促進植物的苗高生長。通過測定馬尾松苗木生物量，同樣反映不同紅菇菌株對馬尾松接種的效果存在差異。從接種12個月的結果看，來自廣東郁南縣桂圩鎮(zhèn)的0807菌株在促進馬尾松苗高、地徑及植株生長效果最佳，而來自廣東郁南縣都城鎮(zhèn)的0204菌株則效果較弱，說明不是所有菌種都能與宿主植物形成最佳的共生體[15-16]。綜上可見，7個紅菇菌根食用菌菌株，0807菌株與馬尾松可形成最佳共生組合，依據(jù)“適樹適菌”原則[10]，篩選紅菇菌與馬尾松最佳共生組合可為生態(tài)公益林套種馬尾松，為林下經(jīng)濟發(fā)展和培育紅菇菌根食用菌提供重要依據(jù)，為南方地區(qū)生態(tài)公益林和天然次生林下經(jīng)濟發(fā)展和提高林木生產(chǎn)力提供技術支撐[17]。

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Study on inoculating Russula fungi with Pinus massoniana seedling

JIANG Qing-bin, ZHONG Chong-lu, CHEN Yu, ZHANG Yong, CHEN Zhen
(Research Institute of Tropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Guangzhou 510520, Guangdong, China)

In order to select high efficient symbiosis combination for Pinus massoniana and Russula ectomycorrhizal fungi. An experiment was carried out in greenhouse by inoculation 7 isolates of Russula fungi with P. massoniana seedling. The results showed that the 7 tested isolates all well colonized on the P. massoniana roots, and the percentages of mycorrhizal clonization were arranged from 79.6% to 99.1%, the highest was 99.1% from isolate 0807, the second were 96.3% (isolate 0551) and 95.8% (isolate 0807). For seedling height growth, the treatment of inoculated by Russula fungi were improved and significantly higher than control after 2 months.But observed until 12 months, some isolates performed higher promotion effect, some performed lower promotion effect on seedling height growth. Especially for isolate 0807, it performed very well than other isolates and the seedling height got 56.33 cm. Moreover,for the seedling biomass, isolate 0807 was form Guiwei, Yunan county, Guangdong province, which performed well on seedling height,ground diameter, dry weight up ground and dry weight down ground of P. massoniana seedling than other isolates. So, the isolate 0807 was the optimum Russula fungi for inoculation with P. massoniana on seedling growth effect. This study find out the excellent symbiotic combination was Russula fungi isolate 0807 and P. massoniana, which will provide technical support for under-forest economic of P.massoniana and cultivate fungus.

Pinus massoniana; Russula fungi; inoculation; growth effect

S718.81

A

1673-923X(2016)08-0006-04

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.08.002

2015-04-24

廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新專項資金項目（2011KJCX022、2013KJCX014-08）

姜清彬，助理研究員，博士

陳 羽，高級工程師；E-mail：chy1613@126.com

姜清彬，仲崇祿， 陳 羽，等. 紅菇菌根食用菌接種馬尾松苗期的共生效應研究[J].中南林業(yè)科技大學學報，2016,36(8): 6-9, 38.

[本文編校：文鳳鳴]