微量元素对红豆杉菌根菌生长的影响

生态环境2007,16(1):[e-mail]基金项目：河南省科技攻关计划项目（0624420016）作者简介：简在友（1973－），男，硕士研究生，研究方向为植物资源及利用。E-mail:[e-mail]*通讯作者，E-mail:[e-mail]收稿日期：2006-06-26微量元素对红豆杉菌根菌生长的影响简在友，许桂芳，孟丽河南科技学院，河南新乡453003摘要：微量元素对植物的生长发育有着十分重要的意义。对太行山野生红豆杉（Taxuschinensisvar.mairei）菌根菌菌丝在分别加有硫酸锌、钼酸铵以及硫酸亚铁的PDA培养基中的生长发育状况进行了试验研究。所得数据同PDA对照组进行比较分析后，结果表明：Mo元素对红豆杉菌根菌菌丝的生长发育有很好的促进作用；Fe元素明显地促进红豆杉菌根菌菌丝的生长发育；Zn元素在一定范围内对红豆杉菌根菌菌丝的生长发育有一定的抑制作用。实验结果揭示出红豆杉菌根菌生长发育的一些营养因素。关键词：钼酸铵；硫酸亚铁；硫酸锌；红豆杉（Taxuschinensisvar.mairei）；菌根菌中图分类号：S154.3文献标识码：A文章编号：1672-2175（2007）01-0201-04菌根菌是指进入到植物根的皮层内,在皮层细胞间或细胞内与植物共生的真菌。菌根菌通过大量伸展到土壤中的根外菌丝把土壤中的矿质元素、水分等运送到植物根内供植物吸收利用[1-2]；同时通过根内菌丝从植物获得其生长繁殖所需的碳水化合物,从而与植物形成一种营养上的共生关系[3],有利于植物的生长发育，提高植物的抗性[4]。我们初步研究发现在太行山野生红豆杉根中也存在菌根菌，并且也从红豆杉的幼根中分离得到了菌根菌。有些微量元素是植物生长的必需元素，对植物的生长有着举足轻重的意义，可以改善植物的营养状况，增加作物产量，降低化肥的用量[5-6]。目前微量元素在菌根菌特别是红豆杉菌根菌方面的应用还没有人研究过。我们设计此试验的目的就是为了测量出微量元素对红豆杉菌根菌生长的影响，寻找出能促进菌根菌生长的各种微量元素的质量浓度，能够大幅度提高菌根菌的生长速度。红豆杉不仅是第四纪冰川的孑遗植物，十分珍贵，而且是名贵的中药材[7-8]，为我国一级国家保护植物[9]。而红豆杉菌根菌对红豆杉的生长发育以及驯化栽培都有很大的促进作用，这样也就能够保护红豆杉资源，进而开展紫杉醇的产量。1材料和方法1.1试验材料（1）供试菌株从太行山野生红豆杉幼根中分离出的菌根菌。（2）供试药剂钼酸铵（NH4）6MO7O24·4H2O，分析纯（A.R.），新乡市第八化工厂生产；硫酸锌ZnSO4·7H2O分析纯（A.R.），北京双环化学试剂厂生产；硫酸亚铁：FeSO4·7H2O分析纯（A.R.），中国巨化集团公司试剂厂生产。1.2试验方法（1）试验培养基配方以PDA培养基为基本培养基，各试验培养基为在基本培养基中添加如下不同的微量元素，见表1。（2）培养基制作按照培养基配方，称取所需样品，分别制作各种培养基（煮土豆-过滤-加琼脂-加蔗糖-定容-加添加剂），倒平板后高压灭菌[11]。每种培养基倒10个平板。（3）接种在接种箱内进行无菌常规接种，每个平板的中央接上大小相同的红豆杉菌根菌种块。（4）培养在室温下（24℃）培养，观察并记录每个平板上菌丝的萌发日期，走菌日期，生长速度和生长势等情况。2结果与分析2.1不同钼酸铵质量浓度处理对红豆杉菌根菌菌丝生长发育的影响各处理对红豆杉菌根菌菌丝生长发育的影响见表2。从菌丝长势看，0.16g·L-1质量浓度下的菌丝整齐、洁白、浓密、粗壮，平均长速最高。表1各试验培养基配方Tabel1Theformulasofcuturemediag·L-1浓度梯度钼酸铵硫酸亚铁硫酸锌a0.080.40.4b0.160.60.8c0.240.81.2d0.321.01.6202生态环境第16卷第1期（2007年1月）从对不同处理间菌丝平均生长速度的方差分析看，各处理间菌丝平均生长速度差异极显著，说明菌丝对钼酸铵反应敏感。进一步对不同处理间菌丝平均生长速度进行多重比较，见表3。由表3可以看出，处理a、b、c与对照之间差异达到显著，处理a、b、c与处理d之间差异达到极显著；但处理a、b、c之间差异不显著，处理c与对照之间差异也不显著。说明钼酸铵质量浓度对菌丝的影响是逐步的。钼酸铵质量浓度在0.08~0.24g·L-1时对红豆杉菌根菌生长最有利，达到0.32g·L-1时促进作用下降。2.2不同硫酸亚质量铁浓度处理对红豆杉菌根菌生长发育的影响各处理对红豆杉菌根菌菌丝生长发育的影响见表4。从菌丝长势看，1.0g·L-1质量浓度下的菌丝整齐、洁白、稠密，菌落呈放射状，平均长速最高。从对不同处理间菌丝平均生长速度的方差分析看，各处理间菌丝平均生长速度差异极显著，说明菌丝对钼酸铵反应敏感。进一步对不同处理间菌丝平均生长速度进行多重比较，见表5。由表5可以看出：处理d与其它处理及对照之间差异达到极显著，处理c与对照之间差异达到极显著；但处理a、b、c之间差异不显著，处理a、b与对照之间差异也不显著。说明低质量浓度的硫酸亚铁对菌丝生长发育的影响不大，随着硫酸亚铁质量浓度的增大，其对菌丝生长发育的影响也逐渐增大，质量浓度达到1.0g·L-1时其对菌丝生长发育的效果极显著。2.3不同硫酸锌质量浓度处理对红豆杉菌根菌生长发育的影响从不同处理在整个发育期对红豆杉菌根菌菌丝生长发育的影响看,硫酸锌质量浓度在各处理质量浓度下均抑制菌根菌菌丝的生长，且在1.6g·L-1时红豆杉菌根菌菌丝完全不生长，而且菌落形态也比CK要差，说明在我们研究的范围内的Zn2+质量浓度抑制了菌根菌的生长。具体见表6（下页）。表2不同处理对红豆杉菌根菌菌丝生长发育的影响Tabel2TheeffectsofdeffenttreatonthegrowthofMycorrhizalFungiinTaxus组别钼酸铵用量/(g·L-1)萌发日期走菌日期菌丝外观菌丝长势菌丝长速/(mm·d-1)各处理与CK的长速差/(mm·d-1)ck03.23.3不整齐，淡白，较稀，较弱+2.150a0.083.23.3较整齐，洁白，较密，健壮+++2.51+0.36b0.163.13.2整齐，洁白，浓密，粗壮++++2.55+0.40c0.243.23.3较整齐，淡白，较密，健壮+++2.47+0.32d0.323.33.4较整齐，淡白，较密，健壮++2.32+0.17注：+表示菌丝稀疏，长势弱；++表示菌丝较密，长势一般；+++表示菌丝密，长势较强；++++表示菌丝浓密，长势极强表3菌丝平均生长速度多重比较Tabel3Themultiplecomparisoninaveragegrowingspeedsofhypha组别平均日生长速度/mm差异显著性0.050.01b2.55aAa2.51aAc2.47abAd2.32bcABck2.15cB表4不同处理在整个发育期对红豆杉菌根菌菌丝生长发育的影响Tabel4TheeffectsofdeffenttreatonthegrowthofMycorrhizalFungiinTaxus组别硫酸亚铁/(g·L-1)萌发日期走菌日期菌丝外观菌丝长势菌丝长速/(mm·d-1)各处理与CK的长速差/(mm·d-1)ck02.292.30放射状，较整齐，淡白，较稀+2.150a0.42.282.29放射状，较整齐，淡白，较密++2.37+0.22b0.62.282.29放射状，较整齐，淡白，较密++2.48+0.33c0.82.282.29放射状，较整齐，淡白，较密+++2.63+0.48d1.02.282.29放射状，整齐，洁白，稠密++++3.31+1.16注：+表示菌丝稀疏，长势弱；++表示菌丝较密，长势一般；+++表示菌丝密，长势较强；++++表示菌丝浓密，长势极强表5菌丝平均生长速度多重比较Tabel5Themultiplecomparisoninaveragegrowingspeedsofhypha组别平均日生长速度/mm差异显著性0.050.01d3.31aAc2.63bBb2.48bcBCa2.37bcBCck2.15cC简在友等：微量元素对红豆杉菌根菌生长的影响203从对不同处理间菌丝平均生长速度的方差分析看，各处理间菌丝平均生长速度差异极显著，说明菌丝对钼酸铵反应敏感。进一步对不同处理间菌丝平均生长速度进行多重比较，见表7。由表7可以看出，各处理与对照之间的效果差异都达到极显著；b、c处理之间差异不显著，但与其它处理之间差异也都达到极显著。说明红豆杉菌根菌菌丝对Zn2+的反应极敏感，在此质量浓度范围内的硫酸锌对红豆杉菌根菌菌丝生长发育有明显的抑制作用，且硫酸锌质量浓度越大，抑制作用越强。3讨论3.1一定量的钼元素的培养基能促进红豆杉菌根菌菌丝的生长发育。红豆杉菌根菌菌丝对钼元素反应极敏感，加入钼元素的培养基中菌丝的生长情况都要比PDA培养基中菌丝的生长情况要好，加入0.16g·L-1钼酸铵的培养基中菌丝的生长情况最好，菌丝洁白、稠密、健壮，其结果表明（见图１），钼是促进红豆杉菌根菌生长的重要微量元素，加入一定量的钼元素的培养基能促进红豆杉菌根菌菌丝的生长发育。3.2一定质量浓度的铁元素可以有效地促进红豆杉菌根菌菌丝的生长发育。加入Fe元素的培养基中菌丝的生长情况都要比PDA培养基中菌丝的生长情况要好，而且随着Fe元素加入量的增加，菌丝的生长势呈直线上升，特别是加入1.0g·L-1硫酸亚铁的培养基中菌丝的生长情况最好，菌丝洁白、整齐、稠密、健壮（见图１）。即Fe元素在此质量浓度范围内促进红豆杉菌根菌菌丝的生长发育。3.3高质量浓度的锌元素抑制红豆杉菌根菌的生长发育。研究发现加入硫酸锌的培养基中菌丝的生长情况都要比PDA培养基中菌丝的生长情况要差，而且随着硫酸锌加入量的增加，菌丝的生长势呈减弱的趋势，直到硫酸锌的加入量到1.6g/L的时候，培养基中的菌丝没有萌发生长（见图１），表明硫酸锌在此质量浓度范围内抑制红豆杉菌根菌的生长发育。由此可见微量元素对植物生长发育的作用与质量浓度有关。综上所述，有些微量元素如铁、钼等是植物生长的必需元素，适当的质量浓度下能够明显地促进植物的生长发育。但是这些微量元素的促进作用必须限制在一定的质量浓度范围内，过量的添加反而会抑制植物的生长[11]，如本试验中的锌元素。菌根菌能够从土壤中吸收矿质营养并提供给菌根，因此这些微量元素可以通过菌根菌的作用来影响菌根植物的生长发育[11-12]。另外，菌根菌还有利于提高菌根植物抗病、抗旱等抗逆境能力[1，3，13]，有些菌株还能产生药用物资[14]。研究菌根菌的微量元素营养有利于更好地培养菌根菌，并有利于进一步研究菌根植物的微量矿质元素营养，把植物的微量矿质元素营养应用于植物的驯化栽培中[15-16]。参考文献：[1]朱教君,徐慧,许美玲,等.外生菌根菌与森林树木的相互关系[J].表6不同处理在整个发育期对红豆杉菌根菌菌丝生长发育的影响Tabel6TheeffectsofdeffenttreatonthegrowthofMycorrhizalFungiinTaxus组别硫酸锌用量/(g·L-1)萌发日期走菌日期菌丝外观菌丝长势菌丝长速/(mm·d-1)CK与各处理的长速差/(mm·L-1)ck02.282.29较整齐，淡白，较密+++2.15+0a0.42.282.29不整齐，黄白，较稀++1.50+0.65b0.82.292.30不整齐，黄白，较疏+0.73+1.42c1.22.292.30不整齐，黄白，稀疏+0.58+1.57d1.60+2.15注：+表示菌丝稀疏，长势弱；++表示菌丝较密，长势一般；+++表示菌丝密，长势较强；++++表示菌丝浓密，长势极强表7菌丝平均生长速度多重比较Tabel7Themultiplecompar