根瘤菌和叢枝菌根真菌單雙接種對不同品系大豆生長的影響

摘要 為探索叢枝菌根真菌（abuscular mycorrhiza fungi， AMF）和大豆根瘤菌單雙接種效果及其與不同品系大豆的匹配性，采用蛭石混土作為基質(zhì)在光照培養(yǎng)室（26 ℃，16 h 光照/8 h 暗期，相對濕度75%）進行盆栽試驗，探究根瘤菌與AMF 單接種和雙接種對我國大部分區(qū)域種植的10 種不同品系大豆生長的影響。結(jié)果顯示，根瘤菌Bradyrhizobium japonicum USDA110 和菌根真菌Rhizophagus irregularis 均能侵染10 種品系大豆植株，形成共生結(jié)構(gòu)。單接種根瘤菌和菌根真菌均能顯著提高大豆地上部鮮質(zhì)量，其中單接種根瘤菌能使品系大豆119、851、921 植株地上部鮮質(zhì)量增加102%～429%，單接種菌根真菌也能使大部分品系大豆地上部鮮質(zhì)量增加39%～255%。根瘤菌和菌根真菌雙接種條件下，菌根真菌的侵染共生表現(xiàn)出共生定殖延遲的現(xiàn)象；菌根真菌存在時，品系大豆985、851、115 根系的單個根瘤體積增大，固氮酶活性增強。因此，相同接種方式對不同品系大豆影響不同，相同品系大豆經(jīng)過不同接種方式處理，長勢存在差異；985、115 品系大豆采用雙接種方式最佳，167、509、921、187 品系大豆采用單接種根瘤菌方式效果最佳，119、909、045 則可采用單接種根瘤菌或菌根真菌來提升產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞 大豆； 根瘤菌； 叢枝菌根真菌； 接種方式； 匹配性

中圖分類號 S565.1 ； S154.39 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1000-2421（2024）04-0140-10

大豆（Glycine max L.）是世界上最重要的作物之一，在世界油料作物市場上占有巨大份額，是人類消費和飼料的重要蛋白質(zhì)來源［1］。大豆在我國分布極為廣泛，各個地區(qū)適宜種植的品系各有不同。長時間的自然選擇和人工培養(yǎng)使我國積累了異常豐富的大豆資源［2］。隨著人口不斷增長與經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，我國大豆的供應(yīng)一直處于極其緊張的狀態(tài)，因此，如何提高單位面積大豆產(chǎn)量成為解決國內(nèi)大豆供求緊張的關(guān)鍵。

近幾十年，化肥已成為我國提高作物產(chǎn)量以及改變土壤營養(yǎng)的主要手段，但過量施用化肥會導(dǎo)致土壤凝結(jié)成塊，破壞土質(zhì)和土壤微生物群落，對土質(zhì)造成不可逆的危害。氮肥的使用會使土壤酸化，加劇K+、Ca2+、Mg2+等營養(yǎng)元素的流失，造成土壤營養(yǎng)匱乏［3］。

為了尋求新的可持續(xù)的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)方式，世界上多個國家相繼開展根瘤菌菌劑的研究，并且多個大豆出口國均實現(xiàn)了根瘤菌劑的大面積使用［4］。其中，美國大豆產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的 32%，根瘤菌劑使用面積占總種植面積的 45%；大豆出口大國巴西只使用根瘤菌劑，不施用氮肥，每年平均增產(chǎn)40%；阿根廷、印度等國根瘤菌劑使用面積也達到35%～45%［5］。我國根瘤菌劑雖然研發(fā)起步早，菌劑種類多，但近幾年根瘤菌劑接種面積僅占總種植面積的2%，與大豆高產(chǎn)國家相差甚遠。這其中存在著許多原因：（1）豆科植物與根瘤菌共生具有專一性，大豆品系更新速度快，與新品系匹配性高的根瘤菌周期篩選長，導(dǎo)致新品系與老菌株匹配性差，大豆增產(chǎn)效果不明顯；（2）土壤中含有大量固氮效率低下的土著根瘤菌，會與農(nóng)用根瘤菌相互競爭結(jié)瘤，影響接種效果；（3）根瘤菌抗逆性差，高溫、低溫、干旱等環(huán)境脅迫容易造成菌劑存活率低、菌劑活性下降［6］。

我國缺乏高效的根瘤菌優(yōu)良菌種資源，加之不同區(qū)域品系大豆所適用的根瘤菌菌株相差較大，嚴(yán)重限制了我國根瘤菌應(yīng)用水平的提升和大豆行業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展。因此，挖掘更多根瘤菌資源，篩選出與各區(qū)域主流種植品系大豆匹配性好的優(yōu)良菌株，既能提高與大豆的共生固氮效率，也能更加有選擇性、針對性地使用大豆根瘤菌進行接種，提供更加合理的品系大豆與根瘤菌菌株的匹配方案，為我國大豆增產(chǎn)提供現(xiàn)實應(yīng)用的依據(jù)和指導(dǎo)。

叢枝菌根真菌（abuscular mycorrhiza fungi，AMF）是一種營專性寄生于宿主植物的球囊霉門真菌，能夠與絕大多數(shù)的陸地植物共生形成菌根（arbuscularmycorrhiza， AM）［7］。研究表明，在菌根共生過程中，宿主植物將合成的約20% 碳水化合物提供給AMF，作為回報，AMF 向宿主供給各種礦物質(zhì)元素，尤其是磷。研究結(jié)果顯示，AMF 可為宿主植物提供70%～100% 的磷源［8］。因此，AMF 在可持續(xù)農(nóng)業(yè)中擁有十分廣闊的前景：首先，AMF 可提高植物對土壤礦物質(zhì)元素吸收，降低磷肥使用率，提高作物產(chǎn)量；其次，AMF 的根外菌絲能夠幫助作物提高抗干旱脅迫的能力，節(jié)約水資源；再者，AMF 可增強植物抗病能力，降低重金屬元素對作物的傷害［9］。研究表明，多種AMF 混合菌劑能夠促進根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum）與大豆的共生作用，增強結(jié)瘤固氮，提高大豆根瘤數(shù)44.5%～189.7%，進而促進大豆生長發(fā)育［10］；AMF Glomous mosseae 還能顯著改善冀豆6 號品系大豆根系上的根瘤分布和側(cè)根根瘤數(shù)量，增強固氮酶活性和對磷的吸收效率［11］。

因此，將AMF 和根瘤菌混合應(yīng)用于大豆生產(chǎn)，既能增強根瘤菌劑的使用效果，又能節(jié)省種植成本，提高大豆產(chǎn)量，對促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。但是，目前AMF 和根瘤菌在大豆生產(chǎn)上的有效應(yīng)用仍然存在許多需要解決的問題。例如AMF 的侵染率在不同作物和不同菌種間存在較大差異，共生效率的差異也直接影響到AMF 對宿主的促生效應(yīng)［12］。此外，AMF 和根瘤菌之間的相互作用、接種條件以及與品系大豆的匹配性等均能夠顯著影響到菌劑的使用效果［13］，而目前的研究大多集中在根瘤菌與大豆的匹配性研究［14］，對AMF 和根瘤菌雙共生與大豆的匹配性研究卻并不多見，尤其對于AMF 和根瘤菌菌劑與我國主要種植的大豆品系的匹配性研究更少。

為探究AMF Rhizophagus irregularis 和大豆根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum USDA110）雙接種效果及其與不同品系大豆的匹配性，本研究選取大豆根瘤菌和AMF 與不同區(qū)域的1 個種品系大豆進行單、雙接種試驗，通過測定共生效應(yīng)及大豆生長相關(guān)指標(biāo)，研究2 種共生菌對不同區(qū)域品系大豆生長發(fā)育的影響，篩選出匹配性良好的組合，以期為不同地域品系大豆使用相應(yīng)高效的共生菌菌劑接種提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

根據(jù)前期研究基礎(chǔ)，選擇最佳基質(zhì)組合（V 蛭石：V 土=4∶1）［15］培養(yǎng)大豆，基質(zhì)來源于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗田，其中有機質(zhì)為5.83 g/kg，總氮為1.45 g/kg，總磷為6.32 g/kg，有效磷為15.56 mg/kg，有效鉀為123.74 mg/kg。本研究所用的10 個大豆品種的基本信息列于表1（其中的數(shù)字為品系縮寫），供試大豆品種為我國不同地域的主栽品種，由河南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王學(xué)路教授提供。

供試AMF（Rhizophagus irregularis）接種劑和大豆根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum USDA110）均由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)微生物資源發(fā)掘與利用全國重點實驗室保存（下文叢枝菌根真菌用AMF 表示，大豆根瘤菌用Rh 表示）。該接種劑包含AM 真菌的孢子、菌絲、真菌侵染的根段以及根際土壤，每5 g 接種劑約含有30 個發(fā)育良好的孢子。

1.2 大豆盆栽試驗設(shè)計

采集華中農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花試驗田土壤，干燥后過2 mm 篩，與蛭石按照V 蛭石∶V 土=4∶1 的比例混勻裝袋，間歇滅菌3 次后備用。采用直徑為20 cm、深度為16 cm 的塑料花盆滅菌備用。

10 個品系大豆均設(shè)計4 個處理組：（1）單接種AMF R. irregularis（+AMF），按照10% 接種比例與滅好菌的土、蛭石混合物混勻并分裝至花盆中；（2）單接種大豆根瘤菌B. japonicum USDA110（+Rh）；（3）雙接種AMF 和根瘤菌（+AMF+Rh）；（4）不接種處理（空白對照）：單接種根瘤菌空白對照CK1、單接種AMF 空白對照CK2、雙接種空白對照CK3。每種處理均含3 個重復(fù)。使用營養(yǎng)液澆透土壤，并將滅好菌的大豆種子埋入基質(zhì)（1～2 cm 深即可）中，每盆埋2 粒，7 d 后間苗，留下長勢一致的大豆苗（每盆1株）；在根瘤菌處理組中，每株幼苗在間苗后第2 天接種1 mL（OD600=0.2）的B. japonicum USDA110 菌液，并澆灌營養(yǎng)液，之后每隔3 d 補充1 次營養(yǎng)液，每盆每次1.5 L。將大豆置于光照培養(yǎng)室（26 ℃，16 h 光照/8 h 暗期，相對濕度75%）生長。

由于叢枝菌根真菌和根瘤菌對大豆根系的侵染共生分別受到土壤環(huán)境中的磷和氮濃度的影響，一般采用低磷營養(yǎng)液用于叢枝菌根共生盆栽，低氮營養(yǎng)液用于根瘤菌共生盆栽。單接種根瘤組的營養(yǎng)液組成為0.68 mmol/L CaCl2·2H2O、0.48 mmol/L Mg‐SO4·7H2O、0.70 mmol/L KH2PO4、0.40 mmol/LNa2HPO4·12H2O、5 mg/L 檸檬酸鐵、1.0 mL Gibson微量元素；單接種AMF 組的營養(yǎng)液組成將單接種根瘤組營養(yǎng)液中的KH2PO4濃度減至0.005 mmol/L，并加上0.4 mmol/L Na2SO4、0.7 mmol/L KCl、0.6 g/LNH4NO3；雙接種組的營養(yǎng)液是將單接種AMF 組的營養(yǎng)液中0.6 g/L NH4NO3 替換成0.005 mmol/LKNO3；空白對照組的營養(yǎng)液與對應(yīng)接種組一致。

1.3 樣品收獲與測定

在大豆苗生長至28 d 進行植株的生長勢比較和地上、地下部鮮質(zhì)量測定。

對接種AMF 的大豆植株采用墨水染色法［16］和放大網(wǎng)格交叉法［17］進行菌根共生結(jié)構(gòu)觀察，統(tǒng)計大豆菌根各類真菌共生指標(biāo)，包括根內(nèi)菌絲、叢枝、泡囊等共生結(jié)構(gòu)形成比例和豐度。

對接種根瘤菌B. japonicum USDA110 的大豆植株進行固氮酶活性測定以及根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量的統(tǒng)計。根瘤的固氮酶活性測定采用乙炔還原法方法并使用氣相色譜儀測定［18］，在測完固氮酶活性后，馬上取出PA 瓶中的根瘤，統(tǒng)計根瘤數(shù)和根瘤鮮質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSS（v25.0）統(tǒng)計軟件對大豆植株的生物量、大豆根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量、固氮酶活性以及真菌侵染率、叢枝、根內(nèi)菌絲和泡囊等共生指標(biāo)進行單因子方差分析，采用Duncan’s 法進行顯著性檢驗，采用GraphPad Prism 軟件制作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 根瘤菌接種不同品系大豆的共生表型

根瘤菌接種試驗結(jié)果顯示，B. japonicum USDA110能與所有品系大豆共生并正常結(jié)瘤（圖1）。

在單接種根瘤菌組中，幾乎所有大豆根瘤數(shù)都在150以上（圖1A），其中509、187 品系根瘤數(shù)最多，分別達到244.8、255.6，與其他品系根瘤數(shù)存在顯著差異，909 品系根瘤數(shù)最低，只有60。在雙接種組中，其他品系大豆根瘤數(shù)都在90 以上，187 品系達到174.3，909 品系瘤數(shù)最少，只有42.3。在單接種根瘤菌組中，絕大部分品系大豆的平均根瘤質(zhì)量都在0.86 g 以上，909 品系的根瘤質(zhì)量顯著低于其他大豆根瘤質(zhì)量（圖1B）。在雙接種組中，909、921 這2 個品系根瘤質(zhì)量較低，其他品系大豆平均根瘤質(zhì)量均高于0.5 g，909 品系根瘤質(zhì)量略有上升，985、851、115 品系根瘤質(zhì)量無顯著變化，其余品系根瘤質(zhì)量均有所下降。

固氮酶活性是衡量植株固氮能力的重要參數(shù)。由圖1C 可見，每個試驗組根瘤都具有固氮活性，即所有根瘤都為有效根瘤，但不同接種方式對相同品系大豆根瘤固氮酶活性有不同程度影響，同一種接種方式對不同品系大豆也有不同程度影響。在單接種根瘤菌組中，幾乎所有品系大豆的固氮酶活性都超過7 μmol/h，其中167、119 中更是達到16 μmol/h以上。在雙接種組中，985、851、115 品系中固氮酶活性同樣保持在10 μmo/h 以上，其他品系大豆中則出現(xiàn)一定水平的下降。

結(jié)合根瘤數(shù)、根瘤質(zhì)量和固氮酶活性等數(shù)據(jù)可知，985、115、851 這3 個品系大豆在雙接種方式中的根瘤數(shù)雖然只有單接種根瘤菌方式的60% 左右，但是雙接種的平均根瘤質(zhì)量卻達到單接種方式的82%以上，并且985、115 品系大豆平均固氮酶活性顯著升高。因此，在2 種接種方式中根瘤質(zhì)量、根瘤數(shù)以及固氮酶活性并不呈正相關(guān)，反而在雙接種方式中根瘤質(zhì)量更大、固氮酶活性更高。進一步表明，相比單接種根瘤菌方式，AMF 與根瘤菌的雙接種能促進根瘤菌與這3 種品系大豆的根系共生結(jié)瘤，提高單位水平根瘤質(zhì)量和固氮酶活性，具有更強的固氮能力。

2.2 AMF接種不同品系大豆的共生表型

菌根染色結(jié)果顯示，AMF 能夠侵染10 個品系大豆，均能形成根內(nèi)菌絲、飽滿的叢枝以及泡囊結(jié)構(gòu)（圖 2），表明R. irregularis 與10 個品系大豆均能形成良好的共生關(guān)系。單接種AMF 時各品系大豆侵染率均能達到88% 以上，其中115 品系大豆的侵染率達到95%；雙接種時各品系大豆的侵染率也在73%以上，其中985 品系侵染率達到83%，比單接種時略有下降（圖3A）。叢枝是菌根重要的共生結(jié)構(gòu)，是宿主植物與AMF 營養(yǎng)交換場所，叢枝豐度代表著宿主植物與真菌間關(guān)系的“親密”程度。結(jié)果顯示，單接種AMF 組叢枝豐度均無顯著性差異，均在11%～25%；雙接種組內(nèi)，除187、909、045、167 叢枝豐度在20% 以下，其他所有品系大豆叢枝豐度都在20% 以上（圖 3B）。與單接種AMF 相比，851、115、119、045、921 品系大豆的叢枝豐度在雙接種組中有一定程度的上升，這顯示該5 種品系大豆受到雙接種模式正向影響，其他品系的叢枝豐度均無差異。單接種AMF 時各個品系大豆菌根內(nèi)菌絲與泡囊的形成比例均顯著高于雙接種組（圖3C、D）。

分析各品系大豆菌根共生指標(biāo)，與單接種AMF相比，雖然雙接種時多數(shù)品系大豆的根內(nèi)菌絲和泡囊豐度顯著下降，但是侵染率下降并不顯著，而且雙接種時851、115、119、045、921 品系大豆菌根中的叢枝豐度還有一定程度的上升，說明根瘤菌和AMF 的雙接種可增強AMF 在這些品系大豆中的共生效率，表明AMF 與根瘤菌的雙接種模式在一些品系大豆中具有更適匹配性。

2.3 根瘤菌與AMF的單雙接種對大豆植株生長的影響

觀察不同接種方式的品系大豆植株長勢，大部分植物地上部分長勢良好（圖4）。同一地域不同品系大豆采用相同接種方式的植株長勢有差異，同一品系大豆采用不同接種方式長勢也有差異。例如，同為長江流域的167 品系大豆在單接種根瘤菌后長勢較差，但在單接種AMF 和雙接種條件下長勢明顯增強；909 品系單接種根瘤菌和雙接種的情況下長勢較差，但是采用單接種AMF 時長勢有一定的增強；119 品系在單接種AMF 的條件下具有較好的長勢，而在其他條件下長勢一般。

根瘤菌與AMF 的單雙接種方式下地上部鮮質(zhì)量統(tǒng)計結(jié)果（表 2）顯示，與不接種空白對照組相比，所有單接種根瘤菌組的大豆地上部鮮質(zhì)量均有不同程度增加，其中851、921 品系大豆相對增量最高，分別增加322% 和429%，其余品系的大豆地上部鮮質(zhì)量的增量也保持在53%～102%；而單接種AMF 的大部分品系大豆的地上部鮮質(zhì)量都有不同程度的上升，其中851、921 品系大豆相對增量最高，分別增加125% 和255%，985、167、119、909、045 品系的增量也在100%～150%，而其余品系則略有下降。雙接種試驗組中，只有985、851、115、119 品系大豆有相對增加，其中985、115 品系大豆相對增量最高，分別為130% 和110%，其他品系大豆地上部鮮質(zhì)量下降。

對根瘤菌與AMF 的單雙接種方式結(jié)果進行比較分析可知，985、851、119品系的地上部鮮質(zhì)量在3個接種方式中都有提高，115 品系的地上部鮮質(zhì)量則在雙接種和單接種根瘤菌的方式中有顯著提升，167、509、187 品系的地上部鮮質(zhì)量只在單接種根瘤菌中有所提升，另外2 種接種方式對它們沒有影響。909、045、921 品系地上部鮮質(zhì)量在雙接種中略有下降，在其他2 種單接種方式中都有提高。

由表3 可見，與空白對照組相比，851 品系地下部鮮質(zhì)量在3 個接種方式中均顯著提高；985、119 品系地下部鮮質(zhì)量在單接種AMF 和雙接種方式中顯著提高，在單接種根瘤菌組中無顯著變化；045、921 品系在2 種單接種方式中地下部鮮質(zhì)量顯著提高而雙接種方式則無明顯變化；167 品系地下部鮮質(zhì)量只在單接種方式中顯著上升，509 品系只在單接種AMF方式中顯著上升，而其余品系大豆的地下部鮮質(zhì)量在3 種方式中沒有增加反而減少。

由此可見，不同接種方式與不同品系大豆匹配性存在較大差異。從品系匹配性方面來看，985、851、119 品系使用3 個接種方式都能增加地上部鮮質(zhì)量和地下部鮮質(zhì)量，即這三者與根瘤菌和AMF 的匹配性較好，其中985、115 品系采用雙接種方式地上部和地下部鮮質(zhì)量增加效果最佳。長江流域地區(qū)大豆品系167、東北區(qū)品系大豆509、華南區(qū)品系大豆921、東南區(qū)大豆187 單接種根瘤菌時地上部鮮質(zhì)量均提高50% 以上，這些品系單接種根瘤菌時效果最佳。119、909、045 則在采用單接種根瘤菌或菌根真菌時，地上、地下部分鮮質(zhì)量均有明顯提升。

3 討論

豆科植物的根際在長期的進化過程中形成了根瘤菌-豆科植物-AMF 的共生關(guān)系［19］。三者的共生體系已成為自然界中一種普遍的現(xiàn)象，在自然生態(tài)系統(tǒng)和生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)揮著重要的作用［20］。利用根瘤菌、菌根真菌與大豆的共生改善大豆的氮磷營養(yǎng)，促進大豆生長，提高產(chǎn)量是發(fā)展大豆生產(chǎn)的有效途徑。

本研究發(fā)現(xiàn)我國不同地域種植的10 種品系大豆都能較好地與大豆根瘤菌B. japonicum USDA110 結(jié)瘤固氮，但是不同品系大豆在根瘤菌單接種及根瘤菌、菌根真菌雙接種時，形成根瘤的生物量出現(xiàn)了較大差異。研究表明，大豆能夠通過調(diào)控根系的發(fā)育來形成更具適應(yīng)性的根構(gòu)型從而提高自身的養(yǎng)分吸收能力［21］。大豆的淺根型具有更加優(yōu)越的空間分布特點，對于氮磷的吸收有顯著的優(yōu)勢，淺根型植株在與根瘤菌共生過程中，比深根型具有更強結(jié)瘤效果［22］；根瘤菌也能夠顯著影響大豆的根構(gòu)型，使其更加趨向淺根型的變化，增加養(yǎng)分吸收效果［23］；同時也有研究表明，AMF 能夠促進根瘤菌在大豆側(cè)根的根瘤生物量和固氮酶活性［11］。因此，推測在985、851等品系中，根瘤菌能夠通過改變大豆的根構(gòu)型，使其更加趨向淺根型。同時AMF 對磷元素的吸收能促進根瘤菌的共生，增強氮元素的吸收利用，使得雙接種方式中大豆根系的單位區(qū)域上根瘤的體積大小和固氮酶活性遠高于單接種方式。

菌根侵染結(jié)果顯示，這10 個品系大豆均能夠與AMF 共生，但是單接種AMF 組共生指標(biāo)顯著高于雙接種組；雙接種各品系大豆根系中的AMF 定殖率較低，此時菌根真菌與大豆只進行到共生中期，表現(xiàn)為“延遲定殖”；而單接種組內(nèi)菌根真菌與大豆已進行至共生后期，叢枝開始退化，儲存營養(yǎng)的泡囊數(shù)量更多。這與Xie 等［24］的研究中AMF 與根瘤菌的雙接種共生效應(yīng)比單接種AMF 更強的結(jié)果有差異，可能是由于所接物種或者接種方式的不同所導(dǎo)致。此外，根瘤菌和AMF 在與植物共生過程中均需要獲取碳素營養(yǎng)，兩者會存在競爭關(guān)系［25］。因此，推測在雙接種組中植物無法提供給2 種內(nèi)生菌足夠的能量，根瘤菌與AMF 競爭大豆提供的光合作用產(chǎn)物，從而導(dǎo)致雙接種組中菌根定殖率顯著降低。丁效東等［11］研究表明雙接種的大豆在接種后56 d 侵染率最高（80% 以上）。這表明AMF 在大豆共生時期作用效果不同，可能在大豆開花期（接種后56 d）的作用比三葉期（接種后28 d）更加明顯。

根瘤菌與菌根真菌都能在共生過程中為大豆生長發(fā)育提供一定的氮磷養(yǎng)分，能夠顯著提升大豆地上部生物量。大豆地上鮮質(zhì)量能夠直觀地反映其生長狀態(tài)，本研究結(jié)果顯示，單接種根瘤菌均能顯著提高10 個品系大豆的地上鮮質(zhì)量，單接種AMF 能提高大多數(shù)品系大豆地上部與地下部鮮質(zhì)量，皆源于2 種共生菌的共生作用。然而，在根瘤菌和AMF 雙接種情況下，除了985、851 品系（引自國外）和國內(nèi)115、119 品系地上部與地下部鮮質(zhì)量顯著提高，其余品系均無明顯作用。表明在三葉期（28 d），植物光合作用產(chǎn)物的不足導(dǎo)致2 種共生菌的競爭性強于協(xié)作性，進而使此時期大豆地上部鮮質(zhì)量的增加有限。本研究中不同品系大豆與2 種共生菌的共生效果在不同時期有所不同。在三葉期（28 d），985、851 品系（引自國外）在2 種共生菌的協(xié)同作用下地上部鮮質(zhì)量明顯提高，而其他品系大豆可能要到開花期（56 d）2 種共生菌的作用效果才會顯現(xiàn)。同時，AMF 在共生過程中不僅對宿主植物有著營養(yǎng)元素的支持，也在植物抗病蟲害和提高植物抗逆性等方面發(fā)揮作用。這些作用并不會體現(xiàn)在地上部鮮質(zhì)量的變化中，而是表現(xiàn)在植物防御系統(tǒng)的增強、土壤根系分泌物的濃度變化調(diào)控等方面［26］，為植物生長提供更有利的條件。另一方面，除了接種方式之外，接種時間、菌種接種次序都有可能影響雙接種效果。大部分雙接種采用在大豆播種前同時接入根瘤菌和AMF 的方法，也有先接入AMF 再于發(fā)芽期接入根瘤菌或先接入根瘤菌之后再接入AMF 的方法。而本研究采用的是先接入AMF 之后再在發(fā)芽期接入根瘤菌的接種次序，這可能就是在雙接種方式中，一些國外品系大豆的的地上部鮮質(zhì)量的增量遠遠高于國內(nèi)大多數(shù)品系大豆的原因。另外，不同根瘤菌與AMF 的匹配性不同所產(chǎn)生的效果也不盡相同。有研究表明，不匹配的AMF 不但會削弱根瘤菌給植物生長發(fā)育所產(chǎn)生的效果［27］，還可能增加無效根瘤菌的生長［28］。本研究中大部分國內(nèi)品系大豆的雙接種組出現(xiàn)了類似現(xiàn)象。

綜上，根瘤菌、AMF 與大豆間涉及復(fù)雜的多重共生關(guān)系，根瘤菌和AMF 雙接種能夠顯著提高大豆植株固氮酶活性和生長性狀。本研究中根瘤菌與菌根真菌的雙接種模式下不同品系大豆的地上部鮮質(zhì)量、根瘤數(shù)、瘤質(zhì)量、固氮酶活性及菌根共生侵染程度表現(xiàn)不一，尤其是大多數(shù)國內(nèi)品系大豆與2 種共生菌的匹配性不佳。因此，為進一步探尋廣匹配性根瘤菌和AMF 雙接種方式與不同區(qū)域品系大豆的最優(yōu)組合，需要在2 類菌種的接種次序、接種時間、接種劑量以及匹配性等方面進行更深入的研究，以期在根瘤菌、AMF 與大豆中篩選出能夠促進大豆增產(chǎn)的優(yōu)良組合應(yīng)用于大豆產(chǎn)業(yè)。

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（責(zé)任編輯：張志鈺）