滇川桂3省暗褐網(wǎng)柄牛肝菌菌腔蟲癭的寄主植物與介殼蟲種類調(diào)查

方藝偉，王文兵，何明霞，許欣景，高 鋒，楊天偉，劉 靜，

曹 旸，王 云，張春霞*

(云南省熱帶作物科學(xué)研究所，云南省景洪市 666100)

暗褐網(wǎng)柄牛肝菌Phlebopusportentosus(Berk. & Broome)Boedijn，隸屬于牛肝菌目Boletales小牛肝菌科Boletinellaceae，國內(nèi)主要分布于云南泛熱帶地區(qū)和四川攀枝花等地，國外分布于泰國和斯里蘭卡等(Sanmeeetal.，2003；楊祝良和臧穆，2003；臧穆，2006；Jietal.，2011)。該菌是云南南部及泰國東北部最受群眾喜愛的名貴食用菌之一(Lumyongetal.，2007；Jietal.，2011)。為了能人工栽培該菌，云南省熱帶作物科學(xué)研究所對(duì)它的生態(tài)和生物學(xué)特性進(jìn)行了多年的探索研究(何明霞等，2009；張春霞等，2012)。多數(shù)情況下，該菌生長在植物附近，而且它和這些植物的營養(yǎng)關(guān)系可能是通過一種特殊的蟲癭維系著。這種蟲癭生長在植物根上，和一般的植物蟲癭不同，它的腔體是由該菌的菌絲組成的，這種特殊的蟲癭被命名為“菌腔蟲癭”(張春霞等，2015)。

與牛肝菌相關(guān)的菌腔蟲癭的首次報(bào)道，是一種網(wǎng)柄牛肝菌Phlebopustropicus和康氏粉蚧Pseudococcuscomstocki(Kuw.)在柑橘根部形成的蟲癭結(jié)構(gòu)(葡萄牙語稱為“criptas”)，這種蟲癭對(duì)巴西的柑橘種植造成滅頂之災(zāi)(Gon?alvesetal.，1940)。半個(gè)世紀(jì)后，Brundrett和Kendrick(1987)發(fā)現(xiàn)在北美白蠟樹Fraxinusspp.的根上，迷孔牛肝菌Boletinellusmerulioides(Schweinitz)Murrill和洋白蠟卷葉綿蚜Prociphilus(Meliarhizophagus)fraxinifolii(Riley)形成菌腔蟲癭結(jié)構(gòu)。最近，在泰國發(fā)現(xiàn)暗褐網(wǎng)柄牛肝菌與白粉蚧屬的扳氏簇粉蚧ParaputobanzigeriWilliams在龍眼DimocarpuslonganLour.樹根上也形成菌腔蟲癭結(jié)構(gòu)(Lumyongetal.，2007；Kumlaetal.，2016)，但更深入的研究還未見報(bào)道。

通過對(duì)菌腔蟲癭的長期觀察，發(fā)現(xiàn)菌腔蟲癭是暗褐網(wǎng)柄牛肝菌營養(yǎng)機(jī)制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。菌腔蟲癭為介殼蟲提供了安全舒適的生存環(huán)境，每個(gè)腔室內(nèi)有一或數(shù)個(gè)介殼蟲生活；反過來，介殼蟲分泌的大量蜜露(介殼蟲的排泄物含有大量的糖和蛋白質(zhì)等物質(zhì))，為該菌提供了生長所必須的營養(yǎng)，菌蟲二者形成一種共生關(guān)系，菌腔蟲癭又寄生在植物根系上，所以通過菌腔蟲癭，菌-蟲-植物形成了一種三位一體的復(fù)雜的營養(yǎng)關(guān)系(Zhangetal.，2015；張春霞等，2015)。

為了解這種營養(yǎng)關(guān)系，本研究先后在云南、四川和廣西3省暗褐網(wǎng)柄牛肝菌產(chǎn)區(qū)的16個(gè)地點(diǎn)，針對(duì)菌腔蟲癭的形態(tài)、寄生部位、寄主植物與相關(guān)介殼蟲種類進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查結(jié)果將為暗褐網(wǎng)柄牛肝菌的仿生栽培奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 野外生態(tài)學(xué)調(diào)查

從2015年開始，本研究在暗褐網(wǎng)柄牛肝菌的產(chǎn)區(qū)的16個(gè)地點(diǎn)(云南、四川和廣西)(表1)進(jìn)行了大量的野外生態(tài)學(xué)調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括植被類型、海拔、坡向、坡度等。記錄寄主植物的種類、采集寄主植物樣品、觀察寄主植物的根部有無菌腔蟲癭及感染狀況。采集已被感染的寄主植物樣品，帶回觀察有無介殼蟲共生，觀察不同寄主植物上介殼蟲種群的異同，記錄介殼蟲是否可以單獨(dú)寄居以及寄生部位等。

1.2 植物樣品的采集鑒定

在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)有暗褐網(wǎng)柄牛肝菌出菇，在出菇點(diǎn)及周邊用小鋤頭小心地刨開表土，找到與牛肝菌菌絲相連的植物根系，觀察是否有菌腔蟲癭出現(xiàn)，如果有，對(duì)寄主植物和菌腔蟲癭拍照，將有菌腔蟲癭的寄主根系用枝剪剪下帶回實(shí)驗(yàn)室，寄主植物不能準(zhǔn)確鑒定的，送往中國科學(xué)院熱帶植物園進(jìn)行鑒定。

1.3 菌腔蟲癭樣品觀察

將從野外采集的菌腔蟲癭在解剖鏡(LEICA M125)下觀察并拍照，記錄菌腔蟲癭的顏色、大小、形態(tài)和特征等信息，用解剖刀和解剖針剖開蟲癭，觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征及介殼蟲的生存狀態(tài)。

1.4 介殼蟲樣品種類鑒定

用2#排筆將菌腔蟲癭中的介殼蟲用75%酒精保存，制成玻片標(biāo)本，進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定，對(duì)不能確定到種的介殼蟲，送往北京林業(yè)大學(xué)武三安老師做進(jìn)一步鑒定。

2 結(jié)果與分析

2.1 根部著生菌腔蟲癭的寄主植物

調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，根部著生菌腔蟲癭的寄主植物有31種，隸屬于16科28屬(表2)。菊科(5種，16.12%)、薔薇科(4種，12.90%)、蘇木科(3種，9.68%)、含羞草科(3種，9.68%)的寄主植物相對(duì)于其他科的寄主植物較多。其中草本植物(13種，41.93%)和喬木(15種，48.39%)在寄主植物中最多，總的占寄主植物比例90.32%，藤本植物作為寄主植物目前還沒有發(fā)現(xiàn)。在這些寄主植物中不乏經(jīng)濟(jì)作物，如柚子、枇杷、桃和菠蘿蜜等(圖1，圖2)，鳳凰木和蟛蜞菊是尤其適合菌腔蟲癭寄生(圖3，圖4)。

表1 暗褐網(wǎng)柄牛肝菌菌腔蟲癭的分布

2.2 寄主-蚧蟲-菌腔蟲癭三者的關(guān)系

在這16個(gè)地點(diǎn)，與暗褐網(wǎng)柄牛肝菌形成菌腔蟲癭的介殼蟲種類有12種，10種隸屬粉蚧科Pseudococcidae綿蚧科Monophlebidae、蚧科Coccidae各1種。與暗褐網(wǎng)柄牛肝菌形成菌腔蟲癭的介殼蟲種類因植物種類和地點(diǎn)不同而異。同一種介殼蟲可以和多種寄主植物形成菌腔蟲癭，如伴毛地粉蚧GeococcussatellitumWilliams可以和菠蘿蜜、鳳凰木、蟛蜞菊、蔓花生和小蓬草等5種植物形成菌腔蟲癭(張春霞等，2015)。同一寄主植物也可以和多種介殼蟲形成菌腔蟲癭，如鳳凰木根部菌腔蟲癭中有伴毛地粉蚧和核桃皚粉蚧Crisiococcusmatsumotoi(Shiraiwa)(表3)。調(diào)查的16個(gè)地點(diǎn)中有5個(gè)點(diǎn)都有蟛蜞菊出現(xiàn)，出現(xiàn)頻率大約占31.25%；鳳凰木、柚子樹、枇杷樹分別有3個(gè)點(diǎn)都出現(xiàn)，出現(xiàn)頻率均為18.75%。菌腔蟲癭的形狀除了在地桃花根上是橢圓形和球形，蟲室為單室，其他寄主上都是囊狀、球形、橢圓形，其主要原因是蚧蟲數(shù)量較少。在調(diào)查中沒有觀察到核桃皚粉蚧在異型莎草的根部單獨(dú)寄生，還有Dysmicoccussp.沒有在牛筋草根部單獨(dú)寄生的情況，其余的介殼蟲都能在寄主植物根部單獨(dú)寄生。這些介殼蟲只有柑橘棘粉蚧Pseudococcuscryptus(Hempel)1種在柚子樹上的枝干和葉片上寄生，占介殼蟲種類的8.33%，其余的11種都在根部寄生。不同介殼蟲在不同寄主上形成菌腔蟲癭的寄生位置不同，有的即使在同一寄主上也不相同，例如新菠蘿灰粉蚧在鳳凰木根上的寄生位置主要分布在主根和側(cè)根上，但是伴毛地粉蚧只在鳳凰木側(cè)根上有分布(表3)。

圖1 柚子樹Fig.1 Citrus maxima (Burm.) Merr.

圖2 枇杷樹Fig.2 Eriobotrya japonica (Thunb.) Lindl.

圖3 鳳凰木Fig.3 Delonix regia (Boj.) Raf.

圖4 蟛蜞菊Fig.4 Wedelia chinensis (Osbeck.) Merr.

表2 根部著生菌腔蟲癭的寄主植物

續(xù)表2 Continued table 2

科Family屬Genus種Species生物學(xué)特性Biological characteristics豆科 Leguminosae雨樹屬Samanea雨樹Samanea saman (Jacq.) Merr.喬木Arbor含羞草科Mimosaceae銀合歡屬Leucaena含羞草屬M(fèi)imosa銀合歡Leucaena glauca (L.) Benth.灌木Shrub無刺含羞草Mimosa invisa Mart. ex Colla var. inermis Adelb.亞灌木狀草本Suffrutex shape herb含羞草Mimosa pudica Linn.多年生草本Perennial herb?？芃oraceae菠蘿蜜屬Artocarpus菠蘿蜜Artocarpus heterophyllus Lam.喬木Arbor榕屬Ficus小葉榕Ficus microcarpa var. pusillifolia J.C. Liao喬木Arbor桃金娘科Myrtaceae蒲桃屬Syzygium烏墨Syzygium cumini (L.) Skeels喬木Arbor蝶形花科Papilionaceae落花生屬Arachis蔓花生Arachis duranensis Krap.et Greg多年生草本Perennial herb禾本科Poaceae鉤毛草屬Pseudechinolaena鉤毛草Pseudechinolaena polystachya (Kunth) Stapf一年生草本Annual herb穇屬Eleusine牛筋草Eleusine indica (L.) Gaertn.一年生草本Annual herb薔薇科Rosaceae桃屬Amygdalus桃Amygdalus persica L.喬木Arbor枇杷屬Eriobotrya枇杷Eriobotrya japonica (Thunb.) Lindl.小喬木Subarbor李屬Prunus李Prunus salicina Lindl.喬木Arbor梨屬Pyrus川梨Pyrus pashia Buch-Ham.ex D.Don喬木Arbor茜草科Rubiaceae咖啡屬Coffea小粒咖啡Coffea arabica L.小喬木或大灌木Subarbor or large shrub玉葉金花屬M(fèi)ussaenda粉葉金花Mussaenda hybrida cv.Alicia灌木Shrub蕓香科Rutaceae柑橘屬Citrus柚子Citrus maxima (Burm.) Merr.喬木Arbor橘子Citrus reticulata Blanco小喬木Subarbor木犀科Oleaceae木犀屬Osmanthus木犀Osmanthus fragrans (Thunb.) Lour.喬木或灌木Arbor or shrub棕櫚科Palmae檳榔屬Areca檳榔Areca catechu L.喬木Arbor錦葵科Malvaceae梵天花屬Urena地桃花Urena lobata Linn.亞灌木狀草本Suffrutex shape herb

表3 寄主-蚧蟲-菌腔蟲癭三者的關(guān)系

續(xù)表3 Continued table 3

蚧蟲種類Species ofscale insect科、屬Family,Genus種群編號(hào)Populationcode寄主植物Host plant蟲癭形態(tài)Shape of fungus-insect gall介殼蟲是否單獨(dú)寄生Whether the Proportion insects are individually parasitic or not介殼蟲寄生部位Site of the parasitic host of the scale insect致癭部位Site caused fungus-insect gall蟲癭蟲室Chamber of fungus-insect gall菌腔蟲癭在根部寄生位置Site of root system of fungus-insect gallDrosicha sp.綿蚧科Monophlebidae履綿蚧屬Drosicha23蟛蜞菊W. bilobata囊狀、球形、橢圓形 Cystic, Sphericity, Oval有 Yes根部 Root根部 Root多室、單室Multi-chamber, Single chamber毛狀根、根基部、須根Hairy root, basal stem, fibrous rootParaputo sp.粉蚧科Pseudococcidae白粉蚧屬Paraputo4地桃花U.lobata球形、橢圓形 Sphericity, Oval有 Yes根部 Root根部 Root單室Single chamber主根Main root柑橘棘粉蚧Pseudococcus cryp-tus(Hempel)粉蚧科Pseudococcidae粉蚧屬Pseudococcus5棠梨樹P. pashia囊狀、球形、橢圓形 Cystic, Sphericity, Oval有 Yes根部 Root根部 Root多室、單室 Multi-chamber, Single chamber主根、側(cè)根Main root, lateral root1012柚子C.maxima囊狀、球形、橢圓形 Cystic, Sphericity, Oval有 Yes根部、葉片、莖Root, Leaf, Branch根部 Root多室、單室Multi-chamber, Single chamber側(cè)根lateral root主根、側(cè)根Main root, lateral rootParaputo sp.粉蚧科Pseudococcidae白粉蚧屬Paraputo7枇杷樹E. japonica囊狀、球形、橢圓形 Cystic, Sphericity, Oval有 Yes根部 Root根部 Root多室、單室Multi-chamber, Sin-gle chamber主根、側(cè)根Main root, lateral rootDysmicoccus sp.粉蚧科Pseudococcidae潔粉蚧屬Dysmicoccus9柚子樹C.maxima囊狀、球形、橢圓形 Cystic,Sphericity, Oval有 Yes根部 Root根部 Root多室、單室Multi-chamber, Sin-gle chamber主根、側(cè)根Main root, lateral root牛筋草E.indica囊狀、球形、橢圓形Cystic, Sphericity, Oval無No根部 Root根部 Root多室Multi-chamber須根Fibrous root

續(xù)表3 Continued table 3

蚧蟲種類Species ofscale insect科、屬Family,Genus種群編號(hào)Populationcode寄主植物Host plant蟲癭形態(tài)Shape of fungus-insect gall介殼蟲是否單獨(dú)寄生Whether the Proportion insects are individually parasitic or not介殼蟲寄生部位Site of the parasitic host of the scale insect致癭部位Site caused fungus-insect gall蟲癭蟲室Chamber of fungus-insect gall菌腔蟲癭在根部寄生位置Site of root system of fungus-insect gall扳氏簇粉蚧Paraputo banzigeriWilliams粉蚧科Pseudococcidae白粉蚧屬Paraputo11鳳凰木D.regia囊狀、球形、橢圓形 Cystic, Sphericity, Oval有 Yes根部 Root根部 Root多室、單室Multi-chamber, Sin-gle chamber主根、側(cè)根Main root, lateral root印度蟻粉蚧Formicococcus ro-bustus (Ezzat & McConnell)粉蚧科Pseudococcidae白粉蚧屬Paraputo11鳳凰木D. regia囊狀、球形、橢圓形 Cystic, Sphericity, Oval有 Yes根部 Root根部 Root多室、單室Multi-chamber, Sin-gle chamber主根、側(cè)根Main root, lateral rootDysmicoccus sp.粉蚧科Pseudococcidae潔粉蚧屬Dysmicoccus14桂花O.fragrans球形、橢圓形 Cystic, Sphericity, Oval有 Yes根部 Root根部 Root多室、單室Multi-chamber, Sin-gle chamber側(cè)根、須根Main root, lateral root檳榔樹 A.catechu球形、橢圓形 Cystic, Sphericity, Oval有 Yes根部 Root根部 Root多室、單室Multi-chamber, Sin-gle chamber側(cè)根、須根Main root, lateral root蚧科Coccidae蚧科Coccidae1516枇杷E.japonica囊狀、球形、橢圓形 Cystic, Sphericity, Oval有 Yes根部 Root根部 Root多室、單室Multi-chamber, Sin-gle chamber主根、側(cè)根Main root, lateral root

2.3 菌腔蟲癭的形態(tài)

當(dāng)菌腔蟲癭初始形成，如腔內(nèi)介殼蟲數(shù)量較少的時(shí)候，蟲癭一般為單室，形狀為球形和橢圓形(圖5和圖6)。隨著介殼蟲的繁衍，當(dāng)腔內(nèi)介殼蟲較多的時(shí)候菌腔蟲癭為多室，形狀為密集的念珠球形或者不規(guī)則的囊狀(圖7和圖8)。菌腔蟲癭的顏色與暗褐網(wǎng)柄牛肝菌的顏色相近為黃褐色，菌絲組織致密，當(dāng)菌腔老化后變成黑褐色，菌絲組織疏松，顏色變黑。每數(shù)個(gè)菌腔頂部有類似煙囪似的通氣孔，通氣孔可以作為介殼蟲1～2齡若蟲和雄蟲的出入口(圖9)，還有部分螞蟻也會(huì)從通氣孔進(jìn)出。大部分情況下一個(gè)菌腔中只有一種介殼蟲，但少量也有兩種及以上的介殼蟲存在，這種同一菌腔中的不同種介殼蟲之間是互助還是競爭或其他關(guān)系還需進(jìn)一步研究(圖10)。形成菌腔蟲癭的介殼蟲有不同的習(xí)性，例如伴毛地粉蚧雖然也寄生在木本植物如在雨樹和鳳凰木等根上，但是主要偏好于寄生在草本植物根上，例如菊科的蟛蜞菊、藿香薊和小蓬草等。

圖5 球形和橢圓形Fig.5 Sphericity and oval

圖6 橢圓形Fig.6 Oval

圖7 念珠球形Fig.7 Bead

圖8 囊狀Fig.8 Cystic

圖9 若蟲出入通氣孔 Fig.9 Nymphs through ventilation holes

圖10 同一菌腔中兩種介殼蟲 Fig.10 Two species of insect scales in the single chamber

3 結(jié)論與討論

菌腔蟲癭是暗褐網(wǎng)柄牛肝菌-介殼蟲-植物三者相互作用的產(chǎn)物，與之最為相似的是擔(dān)子菌亞門中的隔擔(dān)子科Septobsidium 或隔擔(dān)子屬Septobasidiaceae真菌和盾蚧科Diaspidiae的介殼蟲有一種推測(cè)的利他共生關(guān)系，介殼蟲為真菌提供營養(yǎng)，真菌構(gòu)建的菌斑及蟲室結(jié)構(gòu)可幫助介殼蟲免于不利環(huán)境，介殼蟲依附在樹皮上，通過口器從樹皮中吸收營養(yǎng)，危害樹干、枝條或葉片，在植物的枝干上引起膏藥病，造成植株死亡(何帆和劉杏忠，2011；陳素真，2013)。黃邦侃等(1986)在福建莆田縣的萩蘆鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)枇杷蟻粉蚧Formicococcuseriobotryae與一種隔擔(dān)子菌Septobasidiumsp.共生，乳黃至灰白色的菌絲層把介殼蟲包裹在里面，形成“根瘤”(類似菌腔蟲癭的結(jié)構(gòu))，枇杷蟻粉蚧吸食植株根部，造成樹勢(shì)衰弱，果實(shí)減產(chǎn)，后期造成死亡。隔擔(dān)子菌屬的有些真菌能夠?qū)⒉糠宙咦痈街诮闅はx體表，通過介殼蟲傳播(蔣先芝等，2009)。本研究沒有發(fā)現(xiàn)孢子附著于介殼蟲活蟲體表，也沒有發(fā)現(xiàn)暗褐網(wǎng)柄牛肝菌絲菌有侵入粉蚧活蟲蟲體內(nèi)的現(xiàn)象。

Gon?alves等(1940)報(bào)道過P.tropicus和康氏粉蚧在柑橘根部形成的一種蟲癭，這種蟲癭與暗褐網(wǎng)柄牛肝菌菌腔蟲癭類似，它是當(dāng)?shù)馗涕俚囊环N毀滅性的病害，該蟲癭也可以在柑橘枝葉上形成蟲癭，并有一種螞蟻參與在這種營養(yǎng)關(guān)系中。暗褐網(wǎng)柄牛肝菌與扳氏簇粉蚧在龍眼樹根上也形成類似菌腔蟲癭結(jié)構(gòu)，造成龍眼頂梢枯萎現(xiàn)象(Lumyongetal.，2007；Kumlaetal.，2016)，該粉蚧在鳳凰木根上的菌腔蟲癭中也有發(fā)現(xiàn)(張春霞等，2015)，粉蚧數(shù)量過多會(huì)引起鳳凰木的的枯黃，這種共生關(guān)系對(duì)植物不利，但對(duì)暗褐網(wǎng)柄牛肝菌和粉蚧是有利的。

在本研究過程中，在植物根部形成菌腔蟲癭最多的介殼蟲是伴毛地粉蚧、核桃皚粉蚧、柑橘棘粉蚧、履綿蚧、新菠蘿灰粉蚧。這些介殼蟲中，荒粉蚧屬的伴毛地粉蚧主要生活在土壤里危害植物根部，草履蚧主要是聚集枝條芽基部取食汁液，部分種類也在根部危害(高存勞等，2002)，其他如核桃皚粉蚧、柑橘棘粉蚧、新菠蘿灰粉蚧等介殼蟲危害的部位都集中于植物的莖部和葉片(Parketal.，1992；Kimetal.，2000；Zhangetal.，2008)，在植物根部危害的情況較少。因此本研究認(rèn)為介殼蟲有了菌腔蟲癭的庇護(hù)，有利于躲避天敵，同時(shí)菌腔蟲癭內(nèi)的溫濕度也可能更利于介殼蟲的生長，從而提高了寄生的能力和擴(kuò)展了寄主植物廣度。一般造癭昆蟲大部分都具有專一性，一種昆蟲只在某一種特定的植物或者親緣關(guān)系相近的植物上形成蟲癭，和植物具有協(xié)同進(jìn)化現(xiàn)象(邵淑霞等，2012)，相對(duì)于能與暗褐網(wǎng)柄牛肝菌形成菌腔蟲癭的植物比較，發(fā)現(xiàn)介殼蟲與植物之間并沒有專一性，與暗褐網(wǎng)柄牛肝菌形成菌腔蟲癭的介殼蟲種類目前有12種，根部著生菌腔蟲癭的寄主植物有16個(gè)科的28個(gè)屬的31種之多。同一植物可以和多種介殼蟲形成菌腔蟲癭，同一介殼蟲也可以和不同植物形成菌腔蟲癭。在沒有菌腔蟲癭形成的條件下，介殼蟲也能寄生在植物的莖葉、根部位。