栗 晗,江尚燾,彭海英,高日芳,張金蓮*,李冬萍,姜 柔,董彩霞,陳廷速*
廣西百色市芒果樹根際土壤叢枝菌根真菌資源初探
栗 晗1,江尚燾1,彭海英1,高日芳2,張金蓮2*,李冬萍2,姜 柔1,董彩霞1,陳廷速2*
1. 南京農業(yè)大學資源與環(huán)境科學學院/江蘇省固體有機廢棄物資源化高技術研究重點實驗室/江蘇省有機固體廢棄物協(xié)同創(chuàng)新中心/教育部資源節(jié)約型肥料工程技術研究中心,江蘇南京 210095;2. 廣西農業(yè)科學院微生物研究所,廣西南寧 530007
為探明廣西百色市芒果根際土壤叢枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌的分布情況,本研究對廣西芒果主產區(qū)的芒果根際土壤及根系樣本進行AM真菌分離,并比較不同施肥制度下芒果根際土壤的AM真菌種類和根系菌根侵染情況。采集5個主施有機肥的芒果園(OT)和5個主施化肥的芒果園(CT)根際土壤,采用濕篩傾析法分離土壤中的AM真菌孢子,通過富集和誘導培養(yǎng)純化其中的AM真菌,進行分子和形態(tài)鑒定。采用墨水醋染色法對根系樣本進行染色及內生真菌侵染率的測定。共分離出6種AM真菌,OT處理分離出無梗囊霉屬(sp)1種,近明球囊霉屬(sp)1種,類球囊霉屬(sp.)1種;CT處理分離出無梗囊霉屬2種,近明球囊霉屬1種。2種施肥制度分離出的AM真菌種類較少,且分離出的AM真菌種類均較常見,并無特有種。根系染色發(fā)現(xiàn),OT處理菌絲分布較多,AM真菌結構豐富,可明顯觀察到叢枝和泡囊結構,還發(fā)現(xiàn)有少量的深色有隔真菌(dark septate endophytes, DSE);CT處理的菌絲相對較少,泡囊結構和叢枝也較少,DSE相對較多。方差分析結果顯示,施肥類型、芒果品種和樹齡對AM真菌的根外菌絲、泡囊結構以及孢子密度均有不同程度的影響,其中施用有機肥較化肥對AM真菌的根外菌絲和泡囊結構均有顯著的促進作用。綜上,本研究篩選所得菌種豐富了我國AM真菌菌種庫,并為篩選果樹高效AM真菌菌劑奠定物質基礎,也為果園管理提供了新方向。
芒果;根際;土壤;叢枝菌根真菌
芒果是一種常綠大喬木,為我國主要的熱帶水果之一。廣西壯族自治區(qū)作為我國最大的芒果生產基地,具有悠久的種植歷史,尤其是被命名為“中國芒果之鄉(xiāng)”的百色地區(qū)。隨著芒果產業(yè)的快速發(fā)展,問題也伴隨而來。大多數果農為追求效益濫施和偏施化肥,普遍存在有機肥施用不足、鉀肥投入不足的問題[1],導致土壤質量下降、樹體營養(yǎng)不足、病蟲害易侵入等問題。叢枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌是一種具有廣泛宿主范圍的共生真菌,它能與大約80%的植物建立共生關系[2]。AM真菌依賴于宿主植物提供的碳源,而其菌絲網絡的強大吸收能力促進植物養(yǎng)分的吸收[3],還能夠提高宿主植物對各種生物和非生物脅迫的耐受性,例如干旱脅迫和細菌、真菌、線蟲等病原體入侵[4-5]。前人已有研究表明,AM真菌可提高果樹礦質元素吸收、增加抗旱耐鹽等抗脅迫能力,還可直接或間接改善果實品質。李嬌嬌[6]研究表明,AM真菌促進了葉片和根系中滲透物質的積累,通過調節(jié)激素和相關酶活性提高梨樹幼苗的抗旱性。張敏瑜等[7]研究表明,AM真菌的定殖促進了植物的生長,改變了柑橘類水果中次生代謝產物的積累。因此,對于果樹生態(tài)系統(tǒng),如何利用AM真菌資源提高土壤肥力、改善樹體營養(yǎng)和果實品質具有很大研究價值。
AM真菌資源分布廣泛,種類多樣。我國已發(fā)現(xiàn)并報道的AM真菌有147種[8],但果樹中發(fā)現(xiàn)的AM真菌相對較少。目前芒果根際土壤AM真菌的分離鮮有報道。AM真菌多樣性受宿主植物、土壤、氣候、地理等影響。張貴云[9]研究分析了不同耕作條件下土壤環(huán)境因子與AM真菌孢子密度及侵染率的相關性,結果表明土壤有機質與其呈正相關;還有許多研究均表明果園有機管理對保持AM真菌多樣性和豐富度具有積極作用[10-11]。本研究從芒果主產區(qū)之一的廣西百色地區(qū)采集2種不同施肥制度的芒果根際土壤,對其進行檢測及土著AM真菌的純化分離,通過分離芒果根際土壤土著AM真菌,為后續(xù)研究和開發(fā)適宜芒果的菌根菌劑提供理論依據,并對果園管理提供方向。
1.1.1 樣品采集 2020年7月在廣西百色市芒果主產區(qū)選取5個主施有機肥的芒果園(OT-1、OT-2、OT-4、OT-7、OT-10)和5個以化肥為主,不施(或少施)有機肥的芒果園(CT-3、CT-5、CT-6、CT-8、CT-9),果園氣候和土壤類型盡可能保持一致。采用五點取樣法采集土壤樣品,即在同一地塊選取5個點,先去掉表層大塊碎石和枯枝落葉,將根系及土壤挖出,深度30~40 cm,然后將與根系緊密結合的土壤敲出。將5個點的土壤混合,用4分法保留樣品,裝入無菌紙袋。每個果園采集土樣1 kg,同一果園根系樣品放入同一密封袋,4℃保存帶回實驗室。帶回實驗室后分為2份,分別置于4℃和室溫條件下。
1.1.2 采樣地概況 采樣地概況見表1。土樣在室內風干,過20目篩,水土比為2.5∶1,采用PB-10標準型pH計測定pH。
表1 采樣信息表
1.2.1 芒果根系內生真菌侵染率測定 從10個根系樣品中分別選擇各級根系各5~10條,放入50 mL離心管。清水浸泡30 min,自來水清洗后,超聲波處理30~60 s,用50%酒精室溫保存。芒果根系染色處理參考廖楠等[12]的方法,侵染率的測定參考汪茜等[13]的方法。
1.2.2 AM真菌的分離擴繁 將采集的土壤樣品過20目篩,裝入封口袋。分別稱取10個土樣各20 g,采用濕篩傾析法篩取AM孢子并記錄孢子數量,將從5個OT處理和5個CT處理中篩取的孢子分別混合,最后將孢子按形態(tài)分開,分別接種于玉米苗根部,在廣西農業(yè)科學院微生物研究所玻璃溫室進行單孢子分離培養(yǎng)8個月后,將檢測有孢子的樣品進行孢子鑒定。
1.2.3 AM真菌孢子的形態(tài)鑒定 形態(tài)鑒定參考汪茜等[14]的方法,根據孢子分類特征如顏色、形狀大小、表面紋飾、孢子內含物、孢壁結構、連孢菌絲的數目、寬度及形狀和附屬結構產孢子囊等對孢子進行分類及種屬鑒定。對照《VA菌根真菌鑒定手冊》和http://invam.wvu.edu/home,http:// mycorrhizae.org.in/cmcc/index,http://www.i-beg.eu/網站提供的圖片及菌種描述,并查閱相關種的原始發(fā)表資料和近幾年發(fā)表的有關AM真菌的分類資料進行種屬的檢索和鑒定。
1.2.4 AM真菌的分子鑒定 參考駱禮華等[15]的方法分別提取AM真菌單個孢子的DNA進行巢式PCR擴增。第一次PCR擴增:采用引物GeoA2-Geo11[16](表2)。反應體系(20 μL):PCRmix 10 μL,ddH2O 7 μL,引物GeoA2 0.5 μL,引物Geo11 0.5 μL,DNA模板2 μL。反應條件:94℃預變性3 min,94℃變性30 s,54℃退火30 s,72℃延伸2 min,循環(huán)35次,最后72℃延伸5 min。
第二次PCR擴增:采用AM真菌特異性通用引物對AML1-AML2[17](表2),模板以第一次PCR產物稀釋100倍,取2 μL,反應體系與第一次PCR相同,反應程序退火溫度改為58℃,延長時間為1 min,其余反應程序與第一次相同。取擴增產物2 μL,用1.0%瓊脂凝膠電泳檢測。
PCR產物由擎科基因公司測序,測序結果在NCBI數據庫中比對后下載相似性達97%的序列,用MAGA 7軟件通過鄰位加入法(N-J),運行1000次bootstrap驗證,構建系統(tǒng)發(fā)育樹。
表2 Nested PCR引物
采用Excel 2016軟件進行試驗數據的整理,用SPSS 22.0軟件進行方差分析,利用LSD法多重比較平均數間的差異顯著性(<0.05)。
不同施肥處理的芒果根系叢枝菌根(AM)真菌和深色有隔內生真菌(dark septate endophytes, DSE)侵染有差異。主施有機肥的芒果園(OT)(圖1A~圖1F)菌絲分布較多,AM真菌結構豐富,可以明顯觀察到叢枝和泡囊結構,還發(fā)現(xiàn)有少量的DSE。主施化肥的芒果園(CT)(圖1G~圖1L)菌絲相對較少,與OT處理相比菌絲較細,CT處理的泡囊結構和叢枝也較少,而DSE相對較多。
A~F:主施有機肥的芒果園;G~L:主施化肥的芒果園。
不同樣點芒果根系的內生真菌定殖情況不同(表3,表4)。AM真菌總定殖率依次為:OT-10>OT-4>CT-3>OT-1>OT-2>CT-9>CT-5>CT-6> CT-8>OT-7。除OT-2沒有DSE定殖外,其余樣點均有定殖,DSE總定殖率依次為CT-8>CT-9> OT-1>OT-10>CT-3>CT-5>OT-4>CT-6>OT-7。OT處理和CT處理的AM真菌侵染率的平均值分別為40.21%和32.56%,其DSE侵染率的平均值分別為0.65%和5.54%,CT處理的根系AM真菌侵染率有低于OT處理的趨勢,DSE侵染率與之相反。此外,OT處理的根外菌絲、根內菌絲、泡囊和叢枝的平均豐度均高于CT處理,而OT處理的微菌核和有隔菌絲平均豐度低于CT處理。
表3 不同采樣點根系AM真菌的定殖情況
表4 不同采樣點的根系有隔內生真菌(DSE)定殖情況
經方差分析可以得出,2種施肥處理的孢子數無顯著差異,但不同芒果樹齡及品種間的孢子數有顯著差異。施肥對AM真菌定殖的根外菌絲、泡囊結構有顯著影響,其中OT處理的根外菌絲和泡囊侵染率均顯著高于CT處理,品種對AMF的根外菌絲也有顯著影響(表5)。
如圖2所示,芒果根際土壤中共分離出6種AM真菌孢子,OT處理和CT處理各3種,分別是CT-1-4、CT-2-7、CT-3-10、OT-2-13、OT-4-3、OT-4-15,具體描述如下:
2.3.1 層狀近明球囊霉()編號CT-1-4(圖2A1~圖2A3),孢子黃棕色,球形或近球形,大小為77.88~148.56 μm,平均為104.50 μm。孢子壁3層。L1透明至淡黃色層狀壁,厚1.00~4.00 μm,在乳酸酚棉藍試劑中被染成淺藍色,這一層往往易被降解。L2層狀壁,淡黃色至黃色,厚4.60~8.07 μm,由多亞層組成,無染色反應。L3膜狀壁,厚<1.00 μm,在Melzer’s試劑中呈淡粉色,在乳酸酚棉藍試劑中被染成淺藍色至藍色。連孢菌絲透明至淡黃,圓筒形至漏斗形,偶爾略下彎,其壁與孢子壁L1和L2相連,菌絲有隔。
表5 施肥、樹齡和品種對AM和DSE真菌定殖結構的方差分析
注:*表示顯著差異(<0.05)。
Note:*indicate significant difference (<0.05).
2.3.2 近明球囊霉屬(sp.) 編號OT-2-13(圖2B1~圖2B3),孢子透明至淡黃色,球形或近球形,大小為31.54~61.86 μm,平均為47.49 μm。孢子壁3層。L1層無色透明易脫落,厚度0.43~1.10 μm。L2透明至淡黃色,厚3.21~5.06 μm,由多亞層組成,在Melzer’s試劑中被染成黃色,在乳酸酚棉藍試劑中被染成藍色。L3為膜狀壁,透明至淡黃色,厚<1.00 μm,在Melzer’s試劑中被染成黃色,在乳酸酚棉藍試劑中被染成藍色。內含物呈光滑透明無雜質的油滴狀,在Melzer’s中會有絮狀的內含物染上黃色。連點寬度3.25~ 4.03 μm,連孢菌絲呈圓柱形,菌絲壁透明,在乳酸酚棉藍試劑中被染成藍色。
2.3.3 空洞無梗囊霉() 編號CT-2-7(圖2C1~圖2C3),孢子球形至近球形,偶有橢圓形,大小為88.61~141.42 μm,平均108.51 μm,淡黃至黃棕色。孢子壁3層,L1易逝壁,無色透明,緊貼L2,乳酸酚棉藍試劑中有反應。L2層狀壁,黃色至黃棕色,厚3.40~5.28 μm,有圓形或卵形凹坑紋飾,寬0.70~2.81 μm,深3.50 μm,坑與坑之間由脊分開,脊寬0.48~ 1.58 μm。乳酸酚棉藍試劑中有反應。L3膜狀壁,無色透明,厚<1.00 μm,乳酸酚棉藍試劑中有反應。發(fā)芽壁2層(GW1、GW2)。GW1膜狀,無色透明,乳酸酚棉藍試劑中有反應。GW2膜狀,無色透明,雙層(GW2-L1、GW2-L2),GW2-L1膜狀,無色透明,厚<1.00 μm,有珠狀顆粒,Melzer’s試劑中無反應,乳酸酚棉藍試劑中有反應。GW2-L2膜狀,無色透明,厚<1.00 μm,Melzer’s試劑中染成紫紅色,乳酸酚棉藍試劑中有反應。
2.3.4 蜜色無梗囊霉() 編號CT-3-10(圖2D1~圖2D3),孢子形狀多為球形或近球形,大小為50.07~106.25 μm,平均80.00 μm,顏色為蜂蜜色至淡黃棕色。孢子壁2層,L1層狀壁,黃色,厚1.74~3.70 μm,外表光滑。L2膜狀壁,無色透明,厚度<1.00 μm,附著在L1上。發(fā)芽壁2層(GW1、GW2)。GW1膜狀壁,無色透明,半韌性,厚度<1.00 μm,孢子破裂后易皺。GW2兩層緊貼(GW2-L1、GW2-L2),GW2-L1無色透明,厚度<1.00 μm,有時表面有細小顆粒附著,GW2-L2具可塑性,無色透明,在Melzer’s試劑中染成紫紅色,在乳酸酚棉藍試劑中顯藍色。脫落痕直徑7.53 μm。
2.3.5 無梗囊霉屬(sp) 編號OT-4-3(圖2E1~圖2E4),孢子形狀多為球形或近球形,大小為53.92~101.72 μm,平均79.08 μm,顏色為淡黃色至淡棕色。孢子壁3層。L1外層,透明,厚1.00 μm,易吸附雜質,有時脫落。L2層狀壁,淡黃色,厚2.47~3.18 μm。L3膜狀壁,無色透明,厚度<1.00 μm,很少與孢子壁完全分離。發(fā)芽壁2層(GW1、GW2)。GW1一層雙層膜狀壁,無色透明,兩層厚度基本相似,厚度<1.00 μm,通常兩層粘著似單層。GW2兩層,在Melzer’s中對比明顯。GW2-L1透明狀,厚度<1.00 μm,表面有細小顆粒附著,GW2-L2無色透明,無定形,在Melzer’s試劑中染成紅紫色,在乳酸酚棉藍試劑中顯藍色。
2.3.6 類球囊霉屬(sp) 編號OT-4-15(圖2F1~圖2F4),孢子球形至近球形,大小為40.39~75.88 μm,平均為53.23 μm,無色透明至淺黃色。孢子壁4層。L1(W1)易逝層,厚0.78~ 1.08 μm,無色透明,易黏附雜質,緊貼L2,在Melzer’s試劑中染成淺黃色,在乳酸酚棉藍試劑中染成淺藍色。L2(W2)和L3(W3)層狀壁,由多個亞層組成,二者緊密相連,有時分開,厚3.10~5.22 μm,在Melzer’s試劑中變成橙黃色,在乳酸酚棉藍試劑中變成藍色,著色快。L4膜狀壁,厚<1.00 μm,在Melzer’s試劑中變成橙黃色,在乳酸酚棉藍試劑中變成藍色,著色快。連點呈圓筒狀,<10.00 μm。
對已純化的6種AM真菌進行分子鑒定,所得序列在GenBank上進行blast序列比對,并與相關菌種構建系統(tǒng)發(fā)育樹(圖3)。經比對,編號OT-2-13和OT-4-15未鑒定出;CT-3-10與無梗囊霉屬(sp, MH424517.1)聚成一支,序列同源性為97%;而OT-4-3、CT-2-7與無梗囊霉屬(sp)聚在較大分支,三者間親緣關系稍遠。CT-1-4與近明球囊霉屬(sp, MT378291.1)聚成一支,序列同源性為97%。將CT-3-10、OT-4-3、CT-2-7和CT-1-4的序列提交至NCBI GenkBank數據庫,獲得登錄號分別為OL966069、OL966070、OL966067、OL966068。從鑒定結果可看出,近明球囊霉屬(sp)1種、無梗囊霉屬(sp)3種。相對于屬的分子鑒定,種的的分子鑒定可信度并不太高,因此最終要結合形態(tài)鑒定確定種類。
A為層狀近明球囊霉(CT-1-4),A1:水;A2:Melzer+PVLG試劑;A3:乳酸酚棉藍試劑。B為近明球囊霉屬(OT-2-13),B1:水;B2:Melzer試劑;B3:乳酸酚棉藍試劑。C為空洞無梗囊霉(CT-2-7),C1:水;C2:Melzer試劑;C3:乳酸酚棉藍試劑。D為蜜色無梗囊霉(CT-3-10),D1:水;D2:Melzer試劑;D3:乳酸酚棉藍試劑。E為無梗囊霉屬(OT-4-3),E1:水;E2:Melzer試劑;E3:乳酸酚棉藍試劑;E4:PVLG+Melzer試劑浸。F為類球囊霉屬(OT-4-15),F(xiàn)1:水;F2:Melzer試劑;F3:乳酸酚棉藍試劑;F4:PVLG+Melzer試劑。
圖3 基于18S rRNA序列構建的系統(tǒng)發(fā)育樹
通過對芒果根際土壤進行AM真菌的純化分離,從主要施用有機肥和主要施用化肥的2種肥料處理土壤中各分離得到3種AM真菌,在2種處理土壤中分離獲得的AM真菌孢子形態(tài)相似,但種類不同。目前尚未將AM真菌的分類類群與其功能屬性聯(lián)系起來[18],即使同一個屬的AM真菌,其功能可能也會存在差異。純化得到的AM真菌屬數量較少,其原因可能有:(1)AM真菌對外界非生物因素響應不同,如不同季節(jié)AM真菌群落組成不同;(2)一些孢子萌發(fā)侵染到根系后,土壤中孢子量減少,未能純化得到真菌孢子[19];(3)部分AM真菌無法產孢;(4)孢子在不同階段或發(fā)生病變等原因導致形態(tài)鑒定困難[20]。AM真菌多樣性往往受宿主植物影響,二者間相互選擇,這與宿主植物基因型、根系形態(tài)及對AM真菌光合產物的分配密不可分。從芒果根際土壤中分離出來的優(yōu)勢種為無梗囊霉屬(sp),并未觀測到、等常見的AM真菌,這說明與該地區(qū)芒果形成自然共生的AM真菌可能有別于其他常規(guī)作物。本研究中的采樣點以酸性土壤為主,VERESOGLOU等[21]研究表明無梗囊霉科(Acaulosporaceae)和巨孢囊霉科(Gigasporaceae)對酸性土壤環(huán)境的耐受性較強,與本研究中分離出的無梗囊霉屬一致。王軍曉[22]通過濕篩傾析法從棗樹根際土壤中分離獲得AM真菌孢子,通過形態(tài)鑒定發(fā)現(xiàn)也有近明球囊霉屬()、無梗囊霉屬()和類球囊霉屬()3種,而通過高通量測序結果表明,球囊霉屬()的相對豐度較高,其次為盾巨孢囊霉屬()。其原因可能是有些AM真菌產孢較少。JIANG等[23]對芒果根際土壤的AM真菌進行高通量測序,得到其優(yōu)勢種為球囊霉屬(),其次為類球囊霉屬(),同時包括近明球囊霉屬()和無梗囊霉屬(),但豐度較低。此外,前人在桑樹[24]、葡萄[25]、香蕉[26]、核桃[27]、橘[28]、樹莓和黑莓[29]等果樹根際土壤中也分離得到無梗囊霉屬()、近明球囊霉屬()、類球囊霉屬()等AM真菌。由此可見從芒果根際土壤中分離出的AM真菌在屬水平上具有普遍性。本研究分離出的芒果土著AM真菌為篩選果樹高效AM真菌菌劑提供了一定基礎,對將來開發(fā)生物菌劑具有重要的實踐意義。
在果園生態(tài)系統(tǒng)中,微生物調控許多過程,包括養(yǎng)分循環(huán)、有機質分解、土壤團聚體穩(wěn)定等。其中AM真菌在土壤團聚體形成和碳固存中起著重要作用[30]。AM真菌還可促進果樹樹體養(yǎng)分吸收及抗脅迫能力。因此,強化生態(tài)系統(tǒng)中關鍵微生物——AM真菌的作用對果園具有重要意義,果園管理應該向促進果樹與AM真菌共生的方向發(fā)展。當AM真菌在肥力良好環(huán)境中,會形成較多叢枝和泡囊吸收養(yǎng)分;而肥力較低時,AM真菌會形成較少泡囊和菌絲圈吸收和儲存能量[31]。前人研究表明,果園集約化管理降低了土壤微生物多樣性,有機肥的適度施用可以提高果園生態(tài)多樣性,也有利于提高AM真菌多樣性和豐富度[2]。本研究通過根系染色發(fā)現(xiàn)OT處理菌絲分布較多,AM真菌結構豐富,可明顯觀察到叢枝和泡囊結構,方差分析顯示OT處理的AM真菌根外菌絲和泡囊結構顯著高于CT處理,進一步印證了前人的結論[31]。但對于AM真菌總定殖率,2種施肥處理間并無顯著差異,這可能與不同芒果品種和樹齡有關。已有報道桑[32]和枸杞[33]根系的AM真菌群落α-多樣性受品種影響,蔡邦平等[34]研究表明根圍土壤AM真菌種類或孢子密度與宿主植物的生長狀況密切相關。溫苗等[35]的研究結果也表明隨著樹齡的增加,根系AM真菌菌絲侵染率先上升后下降,而叢枝侵染率逐漸下降,泡囊侵染率無明顯變化。DSE是一類生長在植物根部且可以在體外培養(yǎng)的共生真菌,它與AM真菌功能相似,在植物根系與AM真菌共享生態(tài)位。本研究中DSE侵染強度與AM真菌侵染強度在OT和CT處理中的表現(xiàn)恰恰相反,這與歐陽瑞培等[36]的結果一致。其原因可能是土壤條件與氣候的限制,或者是定殖的優(yōu)先性。另已有研究表明DSE可以改變植物的菌根狀態(tài),調節(jié)根際的不同共生狀態(tài)[37]。以上結果說明施用有機肥對AM真菌的定殖可能具有促進作用,但AM真菌與有機質的相互影響機制目前尚未完全解析,有機肥對AM真菌的調控機理還有待進一步研究。
綜上,芒果根際土壤中共分離出3屬6種AM真菌孢子,但未來仍需深入研究不同種/屬的AM真菌改善果樹養(yǎng)分吸收及抗逆功能大小。通過調查不同施肥處理的芒果根系AM真菌侵染狀況發(fā)現(xiàn),施用有機肥較化肥顯著促進AM真菌根外菌絲和泡囊結構的形成,這對AM真菌促進植物養(yǎng)分吸收有重要意義,芒果樹齡和品種對根外菌絲、孢子密度也有顯著影響。本研究中芒果土著AM真菌的分離對開發(fā)生物菌劑具有重要的實踐意義,并為篩選果樹高效AM真菌菌劑提供基礎,也為果園管理提供了新方向。
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Resources of Arbuscular Mycorrhizal Fungi in the Rhizosphere Soil of Mango Trees in Baise, Guangxi, China
LI Han1, JIANG Shangtao1, PENG Haiying1, GAO Rifang2, ZHANG Jinlian2*, LI Dongping2, JIANG Rou1, DONG Caixia1, CHEN Tingsu2*
1. College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agricutural University / Jiangsu Provincial Key Lab of Solid Organic Waste Utilization / Jiangsu Collaborative Innovation Center of Solid Organic Wastes / Educational Ministry Engineering Center of Resource-Saving Fertilizers, Nanjing, Jiangsu 210095, China; 2. Microbiology Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning, Guangxi 530007, China
In order to find out the distribution of AM fungi in the mango rhizosphere soil in Baise City, Guangxi, AM fungi were isolated from the rhizosphere soil and root samples from the main mango producing areas with both main application of organic fertilizers and main application of chemical fertilizer in Baise, Guangxi, and the species and infection of AM fungi under different fertilization regimes were compared. The rhizosphere soils of 5 mango orchards with the main application of organic fertilizer (OT) and 5 mango orchards with the main application of chemical fertilizer (CT) were collected. The AM fungi spores in the soil were isolated by the wet sieve decantation method, and the AM fungi in them were purified by enrichment and induction culture. The spores were identified molecularly and morphologically. The root samples were stained by the ink-vinegar solution staining method and the infection rate of endophytic fungi was determined. Six spore species of AM fungi were identified in the soil samples. Three AM fungal spores including one, oneand onewere identified in OT-treated soil samples. Three AM fungal spores including two, onewere identified in CT-treated soil samples. Few species of AM fungi were isolated from the two fertilization systems, and the isolated species of AM fungi were relatively common, with no endemic species. Root staining showed that OT treatment had more hyphae, AM fungal structures were abundant, arbuscular and vesicle structures could be clearly observed, and a small amount of dark septate endophytes (DSE) were also found. CT treatment had relatively few hyphae, with less vesicular structures and arbuscules, and relatively more DSE. Analysis of variance (ANOVA) revealed that the colonization rate of extraradical hyphae, vesicle structure and spore density were affected by fertilization regime, mango variety and tree ages to a different extent. OT treatment had higher rates of extraradical hyphae and vesicle structure than those of CT treatment. In summary, the AM fungi isolated in this study enriched the AM fungal strain library in China, which would provide a basis for selecting high-efficiency AM fungal inoculants for fruit trees and a new direction for orchard management.
mango; rhizosphere; soil; arbuscular mycorrhizal fungi
S667.7;S154.3
A
10.3969/j.issn.1000-2561.2022.11.018
2022-03-09;
2022-05-10
廣西科技基地和人才專項(桂科AD20159001);國家重點研發(fā)計劃項目(No. 2017YFD0202101)。
栗 晗(1998—),女,碩士研究生,研究方向:果樹營養(yǎng)與根際調控。*通信作者(Corresponding author):張金蓮(ZHANG Jinlian),E-mail:zhangjinlian1@126.com;陳廷速(CHEN Tingsu),E-mail:2831404955@qq.com。