張峰峰 謝鳳行 周 可 孫海波 李亞玲 趙玉潔
(天津市農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心,天津,300192)
鹽漬土是地球陸地上分布廣泛的一類(lèi)土壤,目前全世界約有9.54 億hm2,我國(guó)約有9 913 萬(wàn)hm2[1],并且有逐年增加的趨勢(shì),土壤鹽漬化已成為影響農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和植物分布的重要因素。如何采取措施降低鹽分對(duì)植物的脅迫或提高植物的耐鹽能力,是鹽漬土生物改良的核心問(wèn)題。近年來(lái),通過(guò)生物改良技術(shù)提高植物耐鹽性的思想已被人們所接受。外生菌根真菌是與植物根系共生的土壤真菌,其宿主植物主要是被子植物和裸子植物中的喬木,具有較高的生產(chǎn)力。大量研究表明,外生菌根真菌可擴(kuò)大宿主根系的吸收面積,提高宿主植物吸收營(yíng)養(yǎng)和水分的能力,減少鹽離子對(duì)宿主的毒害等,從而具有提高植物的耐鹽性[2-4]、促進(jìn)宿主植物在干旱鹽堿環(huán)境生長(zhǎng)的作用,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建具有十分重要的意義。天津?yàn)I海新區(qū)作為我國(guó)三大經(jīng)濟(jì)特區(qū)之一,在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中,面臨著鹽堿地綠化難的問(wèn)題。本研究選用紅絨蓋牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)、灰環(huán)粘蓋牛肝菌(Suillus laricinus)、灰鵝膏菌(Amanita vaginata)3 種外生菌根真菌在培養(yǎng)基上進(jìn)行耐鹽性試驗(yàn),通過(guò)分析鹽脅迫對(duì)3 種外生菌根真菌生長(zhǎng)的影響,研究外生菌根真菌的抗鹽性,為其在鹽堿地區(qū)的開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。
紅絨蓋牛肝菌、灰環(huán)粘蓋牛肝菌、灰鵝膏菌為天津市農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心微生物實(shí)驗(yàn)室保藏菌種。采用PDA 培養(yǎng)基和MMN 培養(yǎng)液。
在pH=7.0 的PDA 培養(yǎng)基中,分別加入0.2、0.4、0.6、0.8 mol·L-1的NaCl,以不加NaCl 為對(duì)照。將培養(yǎng)基經(jīng)高壓濕熱滅菌(121 ℃,20 min),取20 mL 傾入直徑為90 mm 的培養(yǎng)皿內(nèi)。在PDA 培養(yǎng)基上培養(yǎng)7 d 的菌根真菌上,取菌落邊緣直徑為6 mm 的菌餅,分別接種于不同濃度NaCl 的培養(yǎng)皿中,置于恒溫箱內(nèi)25 ℃培養(yǎng)。每個(gè)菌種重復(fù)4 次,處理數(shù)為3×5×4。每天按垂直方向測(cè)量菌落直徑,直到菌落長(zhǎng)滿(mǎn)培養(yǎng)皿為止。在pH=7.0 的PDA 培養(yǎng)基中,分別加入0.1、0.2、0.3、0.4 mol·L-1Na2SO4,以不加Na2SO4為對(duì)照。滅菌接種,測(cè)量方法同NaCl 處理。
在pH=7.0 的MMN 培養(yǎng)液中,分別加入0.2、0.4、0.6、0.8 mol·L-1NaCl,以不加NaCl 為對(duì)照。分裝250 mL 的三角瓶?jī)?nèi)(100 mL·瓶-1),高壓濕熱滅菌(121 ℃,20 min)。在PDA 培養(yǎng)基上培養(yǎng)7 d的菌根真菌上,取菌落邊緣直徑為6 mm 的菌餅,分別接種于不同濃度NaCl 的培養(yǎng)液中,置于恒溫?fù)u床上25 ℃培養(yǎng),轉(zhuǎn)速為100 r·min-1。每個(gè)菌種重復(fù)3 次,處理數(shù)為3×9×3。10 d 后將培養(yǎng)液中的菌絲體過(guò)濾,用去離子水沖洗,置于烘箱內(nèi)105 ℃烘至恒質(zhì)量,干燥器內(nèi)冷卻后,用AL204 型電子天平稱(chēng)菌絲體干質(zhì)量。在pH=7.0 的MMN 培養(yǎng)液中,分別加入0.1、0.2、0.3、0.4 mol·L-1Na2SO4,以不加Na2SO4為對(duì)照。滅菌接種,測(cè)量方法同NaCl 處理。
將稱(chēng)質(zhì)量后的菌絲體置于50 mL 的燒杯中,向燒杯中滴加5 mL HNO3溶液,在電熱板上300 ℃加熱消解15 min,然后逐滴滴加H2O2,直到溶液中的菌絲體殘留物全部消解,繼續(xù)加熱15 min,使剩余酸溶液揮發(fā),冷卻后將菌絲體消化液定容至50 mL。用6400A 型火焰光度計(jì)測(cè)定菌絲體消化液中的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)[3]。
用SPSS 15.0 軟件進(jìn)行方差分析。
2.1.1 紅絨蓋牛肝菌
由圖1可知,紅絨蓋牛肝菌的菌絲生長(zhǎng)較為緩慢。在不同濃度的NaCl 處理下接菌14 d 后(圖1A),其菌落直徑最高僅為33.7 mm。不同濃度NaCl 處理并未影響菌絲的生長(zhǎng),各個(gè)濃度下,第14 d 的菌落直徑無(wú)顯著差異(P>0.05)。在不同濃度Na2SO4處理下,接菌14 d 后,其菌落直徑最大僅為47 cm(圖1B),各濃度Na2SO4處理間的菌落直徑無(wú)顯著差異(P>0.05)??傊?,紅絨蓋牛肝菌的菌絲生長(zhǎng)較為緩慢,不同濃度不同種類(lèi)的鹽分脅迫并未影響其生長(zhǎng)。
圖1 不同鹽濃度脅迫下紅絨蓋牛肝菌的菌落直徑增長(zhǎng)曲線(xiàn)
2.1.2 灰環(huán)粘蓋牛肝菌
灰環(huán)粘蓋牛肝菌在對(duì)照中,生長(zhǎng)14 d 后其菌落直徑為52.5 cm,而在加入不同濃度NaCl 后,其生長(zhǎng)受到顯著抑制。在低濃度(0.2 mol·L-1)NaCl 脅迫下,接種14 d 后,其菌落直徑均低于對(duì)照的50%,說(shuō)明該菌種對(duì)NaCl 的脅迫較為敏感(圖2A)。在0.6~0.8 mol·L-1NaCl 脅迫下,灰環(huán)粘蓋牛肝菌生長(zhǎng)量均較小,因此,其最大的NaCl 耐受濃度應(yīng)為0.6 mol·L-1。在各濃度Na2SO4脅迫下,灰環(huán)粘蓋牛肝菌受到的抑制較大(圖2B)。與對(duì)照相比,Na2SO4和NaCl 脅迫類(lèi)似,也嚴(yán)重影響了灰環(huán)粘蓋牛肝菌菌絲的生長(zhǎng),說(shuō)明此菌種對(duì)Na+比較敏感,低濃度的鹽脅迫(0.2 mol·L-1)就可顯著抑制其菌絲的生長(zhǎng)。
2.1.3 灰鵝膏菌
灰鵝膏菌在NaCl 脅迫下(圖3A),對(duì)照接種11 d 后長(zhǎng)滿(mǎn)整個(gè)培養(yǎng)皿,生長(zhǎng)速度較快。隨著NaCl 濃度的增加,其生長(zhǎng)受到抑制。在0.8 mol·L-1NaCl處理下生長(zhǎng)完全受到抑制,在0.6 mol·L-1NaCl 脅迫下生長(zhǎng)量也較少(圖3A)?;淫Z膏菌在不同濃度Na2SO4脅迫下(圖3B),對(duì)照在接種12 d 后長(zhǎng)滿(mǎn)整個(gè)培養(yǎng)皿,隨著Na2SO4濃度的增加,其生長(zhǎng)也受到抑制,在設(shè)定的最大Na2SO4濃度0.4 mol·L-1條件下,其生長(zhǎng)雖然受到抑制,但生長(zhǎng)量較其在0.8 mol·L-1NaCl 處理下高,說(shuō)明該菌在加入NaCl 和Na2SO4鈉離子濃度相同的情況下,生長(zhǎng)受到NaCl 的抑制更大,說(shuō)明NaCl 中的Cl-也對(duì)該菌的生長(zhǎng)具有很強(qiáng)的抑制作用。
由表1可見(jiàn),紅絨蓋牛肝菌在0.2、0.4、0.6 mol·L-1NaCl脅迫下,其生長(zhǎng)速度顯著高于對(duì)照(P <0.05),說(shuō)明NaCl 脅迫并未抑制該菌株的生長(zhǎng),反而有很大的促進(jìn)作用。灰環(huán)粘蓋牛肝菌在不同濃度NaCl 脅迫下菌絲生長(zhǎng)速度均顯著低于對(duì)照(P <0.05),低濃度的NaCl 脅迫(0.2 mol·L-1)即可顯著抑制其生長(zhǎng)速度,說(shuō)明該菌株對(duì)NaCl 的存在較為敏感?;淫Z膏菌則隨著NaCl 濃度的逐漸增大其生長(zhǎng)速度逐漸降低,在高濃度(0.8 mol·L-1)脅迫下則不生長(zhǎng),各個(gè)處理間差異顯著(P<0.05)。比較同濃度下不同菌株的生長(zhǎng)速度,發(fā)現(xiàn)在0、0.2、0.4 mol·L-1NaCl 脅迫下,灰鵝膏菌的生長(zhǎng)速度均高于其他2 種菌株,而在0.6、0.8 mol·L-1NaCl 脅迫下,紅絨蓋牛肝菌的生長(zhǎng)速度則高于其他2 種菌株。說(shuō)明在低濃度NaCl 脅迫下,灰鵝膏菌的生長(zhǎng)速度較快,而在高濃度NaCl 脅迫下,紅絨蓋牛肝菌的生長(zhǎng)速度較快。
圖2 不同鹽濃度脅迫下灰環(huán)粘蓋牛肝菌的菌落直徑增長(zhǎng)曲線(xiàn)
圖3 不同鹽濃度脅迫下灰鵝膏菌的菌落直徑增長(zhǎng)曲線(xiàn)
表1 鹽脅迫對(duì)3 種外生真菌日平均擴(kuò)展速度的影響
對(duì)不同濃度Na2SO4處理下,同一菌株的生長(zhǎng)速度進(jìn)行比較(表1)。結(jié)果表明:紅絨蓋牛肝菌在0.1、0.2、0.3 mol·L-1Na2SO4脅迫下,其生長(zhǎng)速度和對(duì)照相比無(wú)顯著差異(P>0.05),而在0.4 mol·L-1Na2SO4脅迫下,其生長(zhǎng)速度顯著低于對(duì)照(P<0.05)。說(shuō)明低濃度Na2SO4并未抑制其生長(zhǎng)?;噎h(huán)粘蓋牛肝菌在Na2SO4脅迫的條件下,菌絲生長(zhǎng)速度均顯著低于對(duì)照(P<0.05),低濃度(0.1 mol·L-1)的Na2SO4脅迫都可顯著抑制其生長(zhǎng)速度,說(shuō)明該菌株對(duì)Na2SO4的存在較為敏感?;淫Z膏菌的生長(zhǎng)速度則隨著Na2SO4濃度增大逐漸降低。比較同濃度下不同菌株的生長(zhǎng)速度,發(fā)現(xiàn)在0.1、0.2、0.3 mol·L-1Na2SO4脅迫下,灰鵝膏菌的生長(zhǎng)速度均高于其他2 種菌株,而在0.4 mol·L-1Na2SO4脅迫下,紅絨蓋牛肝菌的生長(zhǎng)速度則高于其他2 種菌株。說(shuō)明在低濃度Na2SO4脅迫下,灰鵝膏菌的生長(zhǎng)速度較快,而在高濃度Na2SO4脅迫下,紅絨蓋牛肝菌的生長(zhǎng)速度較快,這和NaCl 脅迫下的結(jié)果類(lèi)似。
相同鹽濃度脅迫下,Na2SO4處理的生長(zhǎng)速度均高于NaCl處理,以灰鵝膏菌為例:同為C(Na+)=0.8 mol/L 的條件下,在Na2SO4脅迫下生長(zhǎng)速度可達(dá)到1.43 mm·d-1,而在NaCl 脅迫下則不生長(zhǎng)。這可能由于NaCl 中的Cl-也對(duì)菌株的生長(zhǎng)具有很強(qiáng)的抑制作用。
不同濃度NaCl 脅迫對(duì)3 種外生菌根真菌的生物量都有不同程度的影響(表2)。對(duì)不同濃度NaCl 處理下同一菌株的生物量比較可知,紅絨蓋牛肝菌對(duì)照菌株的生物量最高,達(dá)0.273 g,低濃度的(0.2 mol·L-1)NaCl 并未影響其生物量,與對(duì)照差異不顯著(P >0.05),而中高濃度(0.4 ~0.8 mol·L-1)NaCl 脅迫下該菌株的生物量,顯著低于對(duì)照(P<0.05)。對(duì)灰環(huán)粘蓋牛肝菌而言,中低濃度的(0.2~0.4 mol·L-1)NaCl 并未影響其生物量,與對(duì)照差異不顯著(P >0.05),而高濃度(0.6 ~0.8 mol·L-1)NaCl脅迫下,該菌株的生物量顯著低于對(duì)照(P <0.05)?;淫Z膏菌的生物量則隨著NaCl 濃度的增加而逐漸減少,各個(gè)濃度NaCl 脅迫下的生物量,均顯著低于對(duì)照(P<0.05)。同濃度NaCl 脅迫下不同菌株的生物量由大到小依次為紅絨蓋牛肝菌、灰環(huán)粘蓋牛肝菌、灰鵝膏菌。
表2 鹽脅迫對(duì)3 種外生真菌的生物量的影響
不同濃度的Na2SO4對(duì)3 種外生菌根真菌的生物量都有不同程度的影響(表2)。紅絨蓋牛肝菌的生物量受到Na2SO4的影響并不大,在0.1、0.2、0.3 mol·L-1Na2SO4脅迫下,其生物量和對(duì)照相比,無(wú)顯著差異(P>0.05);而在0.4 mol·L-1Na2SO4脅迫下,其生物量和對(duì)照差異顯著(P<0.05)。這和其在固體平板上的生長(zhǎng)速度差異相似。說(shuō)明Na2SO4對(duì)其在液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)具有一定的抑制作用,但是其抑制作用并不強(qiáng)?;噎h(huán)粘蓋牛肝菌并未受到Na2SO4脅迫的影響,在不同濃度下,其生物量并未明顯的變化,對(duì)照與各個(gè)鹽濃度下的生物量并無(wú)顯著差異(P>0.05),說(shuō)明Na2SO4的存在并未影響其在液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)?;淫Z膏菌的生物量隨著Na2SO4濃度的升高,存在明顯的降低趨勢(shì),雖然在0.1 mol·L-1的情況下其生物量與對(duì)照無(wú)顯著差異,但其在0.3、0.4 mol·L-1的情況下,其生長(zhǎng)受到了明顯地抑制,說(shuō)明其不適宜在高濃度的Na2SO4環(huán)境中生存。比較同濃度Na2SO4脅迫下不同菌株的生物量,發(fā)現(xiàn)紅絨蓋牛肝菌均高于其他2 種菌株,這和NaCl 脅迫下不同菌株的生物量情況相似,說(shuō)明紅絨蓋牛肝菌生物量在鹽脅迫下均較高。
對(duì)同種菌株在同種鹽分不同濃度下的生長(zhǎng)速度和生物量進(jìn)行相關(guān)性分析(表3),發(fā)現(xiàn)灰鵝膏菌生長(zhǎng)速度和生物量顯著相關(guān)(P<0.05),紅絨蓋牛肝菌和灰環(huán)粘蓋牛肝菌的生長(zhǎng)速度和生物量無(wú)顯著相關(guān)性(P>0.05),可能和菌株菌絲的密度有較大的關(guān)系,生長(zhǎng)較快的菌株其菌絲密度不一定較高,其生物量也無(wú)相應(yīng)的增加;也有可能是菌株在固體液體培養(yǎng)基上的表現(xiàn)不同所致,固體培養(yǎng)基氧氣供應(yīng)量較多,適合部分菌株生長(zhǎng),故生長(zhǎng)速度較快,而液體培養(yǎng)基提供氧氣較少,故部分菌株生物量較少。
表3 同種鹽分不同濃度下的生長(zhǎng)速度和生物量相關(guān)性
不同濃度NaCl 對(duì)3 種外生菌根真菌菌絲體內(nèi)Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)都有不同程度的影響(表4)。紅絨蓋牛肝菌菌絲體中Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低,0.2 mol·L-1NaCl 脅迫條件下,其菌絲體的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.90 mg·g-1,和對(duì)照菌絲體中的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)無(wú)顯著差異(P>0.05),而在0.4、0.6、0.8 mol·L-1NaCl 濃度下,其菌絲體中的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)均超過(guò)4 mg·g-1,顯著高于對(duì)照(P<0.05)?;噎h(huán)粘蓋牛肝菌菌絲體中Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,隨著NaCl 濃度的增加而逐漸增多,其菌絲體的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著高于對(duì)照(P<0.05),且在0.6 mol·L-1NaCl 濃度下,達(dá)到最高,為42.23 mg·g-1?;淫Z膏菌菌絲體中Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,且隨著NaCl 濃度的增加逐漸增多,在NaCl 各濃度脅迫下,其菌絲體的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著高于對(duì)照(P<0.05),且在0.6、0.8 mol·L-1NaCl 濃度下,達(dá)到30 mg·g-1以上。同種菌株在中高濃度(0.4、0.6、0.8 mol·L-1)NaCl 培養(yǎng)基中的菌絲的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)并無(wú)明顯差異,并未隨著鹽濃度的升高而升高,可能是由于在高濃度下菌絲對(duì)Na+吸收也具有飽和性,達(dá)到一定含量就不會(huì)吸收;另一方面可能由于高濃度下菌絲生長(zhǎng)量較少,其對(duì)Na+也減少了吸收。比較不同菌株在同一NaCl 濃度下菌絲體中的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù),基本呈現(xiàn)出灰環(huán)粘蓋牛肝菌>灰鵝膏菌>紅絨蓋牛肝菌的情況,可能是由于紅絨蓋牛肝菌的生物量較大,降低了菌絲體中的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
由表4可知,不同濃度Na2SO4對(duì)3 種外生菌根真菌菌絲體內(nèi)Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響較大,但和NaCl 脅迫下的表現(xiàn)不同,對(duì)同一菌株菌絲體中Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨Na2SO4濃度的升高而逐漸增加,且均顯著高于對(duì)照(P<0.05),在0.4 mol·L-1Na2SO4濃度下,菌株菌絲體中的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到最高。比較不同菌株在同一Na2SO4濃度下菌絲體中的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù),也基本呈現(xiàn)出灰環(huán)粘蓋牛肝菌>灰鵝膏菌>紅絨蓋牛肝菌的情況,和NaCl 脅迫下的表現(xiàn)相似。說(shuō)明這3 種菌株對(duì)Na+的吸收能力和菌株本身的生長(zhǎng)情況有關(guān),而與何種鹽分脅迫無(wú)關(guān)。
表4 鹽脅迫對(duì)3 種外生真菌菌絲體中Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響
對(duì)不同鹽濃度和對(duì)應(yīng)的菌絲體中的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行相關(guān)性分析(表5),發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)液中的NaCl 濃度和對(duì)應(yīng)的3 個(gè)菌株菌絲體中的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著相關(guān)(P<0.05);培養(yǎng)液中的Na2SO4濃度和對(duì)應(yīng)的3 個(gè)菌株菌絲體中的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為極顯著相關(guān)(P<0.01)。
表5 不同種類(lèi)鹽濃度和菌絲體中的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)相關(guān)性
土壤鹽漬化是當(dāng)前農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中不可忽視的問(wèn)題。土壤鹽分含量過(guò)高破壞了植物體內(nèi)的離子平衡,減少了植物對(duì)水分的吸收,抑制了植物的生長(zhǎng)甚至導(dǎo)致死亡[5-7]。近年來(lái),利用外生菌根真菌提高樹(shù)木耐鹽性的報(bào)道較多。Muhsin 等[8]研究表明,在鹽分脅迫下,外生菌根真菌能明顯降低植物的鹽分吸收,提高植物營(yíng)養(yǎng)吸收和蒸騰作用。Bois 等[9]將3 種外生菌根真菌接種于北美云杉(Picea glauca)和北美短葉松(Pinus banksiana)的實(shí)生苗上,發(fā)現(xiàn)外生菌根真菌提高了植物在鹽脅迫土壤上的存活率和生長(zhǎng)量。范克勝等[10]在鹽脅迫條件下將3 種微生物接種于美洲黑楊,發(fā)現(xiàn)接菌可改善葉片葉綠素?zé)晒夂凸夂蠀?shù)、光響應(yīng)參數(shù),減輕鹽脅迫對(duì)宿主造成的傷害,提高楊樹(shù)的耐鹽能力??傊?,外生菌根真菌接種植物可以顯著提高植物的耐鹽性。
在含鹽培養(yǎng)基上對(duì)外生菌根真菌的生長(zhǎng)情況進(jìn)行研究是初步鑒定菌株耐鹽性的較為有效的方法。Dixon 等[11]在離體培養(yǎng)的條件下,研究6 種外生菌根真菌對(duì)NaCl、Na2SO4、Na3C6H5O7的耐受性,發(fā)現(xiàn)Pisolithus tinctorius 和 Suillus luteus 對(duì) NaCl 和Na2SO4的耐受性較高。黃藝等[12]對(duì)3 種外生菌根真菌在含有不同種類(lèi)鈉鹽(NaCl,Na2SO4)的Kottke培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)研究,發(fā)現(xiàn)2 種鹽分的脅迫并未影響B(tài). edulis 的生物量,其菌絲中Na+積累量最高,耐鹽性較強(qiáng)。在本研究中,2 種鹽分脅迫并未影響紅絨蓋牛肝菌的生長(zhǎng),其各鹽濃度間差異較小;而低濃度的鹽脅迫卻嚴(yán)重抑制了灰環(huán)粘蓋牛肝菌生長(zhǎng);灰鵝膏菌的生長(zhǎng)狀況隨著鹽濃度的升高而逐漸受到抑制。比較3 種菌株的生長(zhǎng)速度,在中低濃度鹽脅迫下,灰鵝膏菌的生長(zhǎng)速度最快,而在高濃度鹽脅迫下,紅絨蓋牛肝菌的生長(zhǎng)速度最快。比較3 種菌株的生物量,發(fā)現(xiàn)在2 種鹽分條件下均呈現(xiàn)紅絨蓋牛肝菌>灰環(huán)粘蓋牛肝菌>灰鵝膏菌的趨勢(shì)。比較3種菌株菌絲體中Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù),灰環(huán)粘蓋牛肝菌>灰鵝膏菌>紅絨蓋牛肝菌,可能是由于紅絨蓋牛肝菌的生物量較大,降低了菌絲體中的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)。比較相同濃度不同鹽分對(duì)外生菌根真菌的影響,發(fā)現(xiàn),Na2SO4處理的生長(zhǎng)速度、生物量均高于NaCl 處理,特別是高鹽濃度(C(Na+)= 0.6 ~0.8 mol/L)下,其表現(xiàn)尤為明顯,可能由于NaCl 脅迫下的Cl-也對(duì)菌株的生長(zhǎng)具有較強(qiáng)的抑制作用。總之,鹽分的存在并沒(méi)有影響紅絨蓋牛肝菌的生長(zhǎng),其在高鹽濃度下的生長(zhǎng)速度和生物量均最高,其菌絲體內(nèi)的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低,說(shuō)明該菌株在鹽脅迫的條件下,生長(zhǎng)良好,是較為理想的耐鹽菌株?;噎h(huán)粘蓋牛肝菌對(duì)鹽脅迫較為敏感,較低濃度的鹽脅迫即可降低其生長(zhǎng)速度,其菌絲體內(nèi)Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)也較高?;淫Z膏菌的耐鹽性居中,隨著鹽濃度的增加,其生長(zhǎng)速度和生物量逐漸降低。
有研究表明,外生菌根真菌對(duì)鹽脅迫的抗性,不僅體現(xiàn)在菌根菌的生長(zhǎng)和生物量上,還體現(xiàn)在其營(yíng)養(yǎng)菌絲對(duì)離子的吸收和積累以及平衡調(diào)節(jié)的能力上。具有良好耐鹽堿性的外生菌根真菌可分為2 種類(lèi)型。一種為吸鹽型,即菌根真菌侵染植物后,可吸收大量的離子并儲(chǔ)存在菌絲中,以減輕對(duì)植物的毒害作用,提高植物對(duì)鹽脅迫的抗性[13]。Langenfeld等[14]的研究表明菌根菌Paxillus involutus 并非以天然屏障的作用來(lái)耐鹽堿。另一種為拒鹽型,即菌根真菌的菌絲抑制毒害離子的吸收,減少有毒離子進(jìn)入植物體內(nèi),以減輕對(duì)植物的危害。Muhsin 等[8]研究發(fā)現(xiàn)Hebeloma crustuliniforme 能阻止植物吸收過(guò)多的鹽分,從而使得植物具有耐鹽性。在本試驗(yàn)中,紅絨蓋牛肝菌則屬于后者,在高濃度鹽分脅迫下,其菌絲體內(nèi)的Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于其他2 種菌株,說(shuō)明其對(duì)Na+的吸收作用較弱,可阻止Na+向植物的轉(zhuǎn)運(yùn)。還有研究表明,外生菌根真菌菌絲體的生長(zhǎng)受培養(yǎng)基成分影響較大[15]。本試驗(yàn)中的紅絨蓋牛肝菌和黃藝等[12]研究的該菌種耐鹽性表現(xiàn)出較大差異,并且各菌種在純培養(yǎng)條件下與接種后的反映不同。雖然可以通過(guò)對(duì)培養(yǎng)基上菌種的耐鹽性測(cè)試來(lái)推測(cè)接種植物后的響應(yīng),但接種的植物種類(lèi)和環(huán)境因子等原因也影響了菌株作用的發(fā)揮,具體的接種效應(yīng)還需進(jìn)一步的試驗(yàn)探討。
[1] 王遵親,祝壽泉,俞仁培.中國(guó)鹽漬土[M].北京:科學(xué)出版社,1993.
[2] 范克勝,吳小芹.3 種外生菌根真菌在楊樹(shù)栽植區(qū)鹽堿土壤中的適應(yīng)性分析[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2009,33(4):53-56.
[3] Ishida T A,Nara K,Ma Shurong. et al. Ectomycorrhizal fungal community in alkaline-saline soil in northeastern China[J]. Mycorrhiza,2009,19(5):329-335.
[4] Bandou E,Lebailly F,Muller F,et al. The ectomycorrhizal fungus Scleroderma bermudense alleviates salt stress in seagrape (Coccoloba uvifera L.)seedlings[J]. Mycorrhiza,2006,16(8):559-565.
[5] Tester M,Davenport R. Na+tolerance and Na+transport in higher plants[J]. Annals of Botany,2003,91(5):503-527.
[6] Zhu J K. Plant salt tolerance[J]. Trends Plant Science,2001,6(2):66-71.
[7] Munns R. Genes and salt tolerance:bringing them together[J].New Phytologist,2005,167(3):645-663.
[8] Muhsin T M,Zwiazek J J. Colonization with Hebeloma crustuliniforme increases water conductance and limits shoot sodium up take in white spruce (Picea glauca)seedlings[J]. Plant and Soil,2002,238(2):217-225.
[9] Bois G,Bigras F J,Bertrand A,et al. Ectomycorrhizal fungi affect the physiological responses of Picea glauca and Pinus banksiana seedlings exposed to an NaCl gradient[J]. Tree Physiology,2006,26(9):1185-1196.
[10] 范克勝,吳小芹,任嘉紅,等.鹽脅迫下外生菌根真菌與根際有益細(xì)菌互作對(duì)楊樹(shù)光合特性的影響[J].西北植物學(xué)報(bào),2011,31(6):1216-1222.
[11] Dixon R K,Rao M V,Garg V K. Salt stress affects in vitro growth and in situ symbioses of ectomycorrhizal fungi[J]. Mycorrhiza,1993,3(2):63-68.
[12] 黃藝,姜學(xué)艷,季海波,等.過(guò)量鈉鹽脅迫對(duì)3 種外生菌根真菌生長(zhǎng)和鈉元素積累的影響[J].微生物學(xué)通報(bào),2004,31(3):45-49.
[13] Zhong Hua,Li Jing,Chen Shaoliang,et al. Effect of NaCl on growth and ion relation in two salt-tolerant strains of Paxillus involutus[J]. For Stud China,2008,10(2):95-100.
[14] Langenfeld-Heyser R,Gao J,Ducic T,et al. Paxillus involutus mycorrhiza attenuate NaCl-stress responses in the salt-sensitive hybrid poplar Populus×canescens[J]. Mycorrhiza,2007,17(2):121-131.
[15] Pfyffer G E,Rast D M. The polyol pattern of fungi as influenced by the carbohydrate nutrient source[J].New Phytologist,1988,109(3):321-326.