宿主不同对丛枝菌根真菌扩繁效应的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0050

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (1): 7-14.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0050

所属专题：生物技术；植物保护

宿主不同对丛枝菌根真菌扩繁效应的影响

马俊卿¹^,²(), 侯宁¹^,², 孙晨瑜¹^,², 杨怡森¹^,², 覃圣峰¹^,², 王勇¹^,³, 刘璐¹^,², 廖虹霖¹^,², 黄京华¹^,²^,³()

¹广西大学农学院,南宁 530004
²广西高校作物栽培学与耕作学重点实验室,南宁 530004
³广西大学植物科学实验教学中心,南宁 530004

收稿日期:2021-01-18 修回日期:2021-05-19 出版日期:2022-01-05 发布日期:2022-02-24
通讯作者: 黄京华
作者简介:马俊卿,男,1991年出生,在读博士,研究方向：作物环境与生态。通信地址：530000 广西南宁西乡塘大学路100号广西大学农学院,E-mail： mjq130138@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金“丛枝菌根真菌诱导的黄花蒿根系形态变化及变化机理”(31260092);国家自然科学基金“基于蛋白质组学探究AMF诱导玉米根系形态及生理变化的分子机制”(31760137)

Effects of Different Hosts on Propagation of Arbuscular Mycorrhizal Fungi

MA Junqing¹^,²(), HOU Ning¹^,², SUN Chenyu¹^,², YANG Yisen¹^,², QIN Shengfeng¹^,², WANG Yong¹^,³, LIU Lu¹^,², LIAO Honglin¹^,², HUANG Jinghua¹^,²^,³()

¹College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004
²Key Laboratory of Crop Cultivation and Agronomy in Guangxi University, Nanning 530004
³Experimental Teaching Center of Plant Science, Guangxi University, Nanning 530004

Received:2021-01-18 Revised:2021-05-19 Online:2022-01-05 Published:2022-02-24
Contact: HUANG Jinghua

摘要/Abstract

摘要：

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在土壤生态系统中发挥着巨大作用,但目前AMF还不能纯培养,只能通过与宿主植物共生的方式扩繁。为研究不同宿主植物对AMF的扩繁效应,本研究选择玉米(Zea mays)、高粱(Sorghum bicolor)、黑麦草(Lolium perenne)、三叶草(Trifolium pratense)作为宿主,分别对聚丛根孢囊霉(Rhizophagus aggregatus)和幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)进行扩繁。在种植后的第30、60、90和120天分别对接种AMF后宿主植物根系的AMF侵染率、基质中的AMF孢子密度以及AMF的接种势进行测定分析。结果显示,不同宿主对AMF的扩繁效应不同,扩繁结束后聚丛根孢囊霉及幼套近明球囊霉对宿主植物的侵染率由高到低依次为玉米>高粱>三叶草>黑麦草,聚丛根孢囊霉的孢子密度由高到低依次为玉米>高粱>黑麦草>三叶草,幼套近明球囊霉的孢子密度影响由高到低依次为高粱>玉米>三叶草>黑麦草。同一宿主对不同AMF的扩繁效应也不同,玉米和黑麦草对聚丛根孢囊霉的扩繁效应高于幼套近明球囊霉,三叶草和高粱对幼套近明球囊霉的扩繁效应高于聚丛根孢囊霉。试验还发现,AMF的孢子密度与其对植物的侵染率有关,并且存在极显著正相关的关系。本研究表明,玉米是聚丛根孢囊霉扩繁的最佳宿主植物,高粱是幼套近明球囊霉扩繁的最佳宿主植物。

关键词: 丛枝菌根真菌, 扩繁, 侵染率, 孢子密度, 宿主植物, 接种势

Abstract:

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) play an important role in soil ecosystem, but currently AMF cannot be purely cultured, and can only be propagated by symbiosis with host plants. In order to research the effect of different host plants on the propagation of AMF, maize (Zea mays L.), sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench), ryegrass (Lolium perenne L.) and clover (Trifolium pratense L.) were selected as hosts to propagate Rhizophagus aggregatus and Claroideoglomus etunicatum, respectively. The colonization rate, spore density, and inoculum potential of AMF were measured on the 30^th, 60^th, 90^th and 120^th day after AMF inoculation. The results showed that the effects of different hosts on the propagation of AMF were different. The colonization rates of R. aggregatus and C. etunicatum from high to low were maize > sorghum > clover > ryegrass, and the order of spore density of R. aggregatus was maize> sorghum > ryegrass > clover, the order of spore density of C. etunicatum was sorghum > maize> clover > ryegrass. The propagation effect of the same host on different AMF was also different. The effect of maize and ryegrass on R. aggregatus was higher than that of C. etunicatum, but the effect of clover and sorghum on the propagation of C. etunicatum was higher than that of R. aggregatus. It was also found that the spore density of AMF was related to the colonization rate of AMF, and there was a significantly positive correlation. The results show that maize is the best host plant for R. aggregatus propagation and sorghum is the best host plant for C. etunicatum propagation.

Key words: arbuscular mycorrhizal fungi, propagation, colonization rate, spore density, host plants, inoculum potential

中图分类号:

Q939.96

马俊卿, 侯宁, 孙晨瑜, 杨怡森, 覃圣峰, 王勇, 刘璐, 廖虹霖, 黄京华. 宿主不同对丛枝菌根真菌扩繁效应的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(1): 7-14.

MA Junqing, HOU Ning, SUN Chenyu, YANG Yisen, QIN Shengfeng, WANG Yong, LIU Lu, LIAO Honglin, HUANG Jinghua. Effects of Different Hosts on Propagation of Arbuscular Mycorrhizal Fungi[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(1): 7-14.

图/表 7

参考文献 28

[1]	KOIDE R T, MOSSE B. A history of research on arbuscular mycorrhiza[J]. Mycorrhiza, 2004, 14:145-163. doi: 10.1007/s00572-004-0307-4 URL
[2]	JOHNSON N C, GRAHAM J H, SMITH F A. Functioning of Mycorrhizal Associations Along the Mutualism-Parasitism Continuum[J]. The New Phytologist, 1997, 135:575-586. doi: 10.1046/j.1469-8137.1997.00729.x URL
[3]	KIVLIN S N, HAWKES C V, TRESEDER K K. Global diversity and distribution of arbuscular mycorrhizal fungi[J]. Soil biology and biochemistry, 2011, 43(11):2294-2303. doi: 10.1016/j.soilbio.2011.07.012 URL
[4]	LI H, SMITH S E, HOLLOWAY R E, et al. Arbuscular mycorrhizal fungi contribute to phosphorus uptake by wheat grown in a phosphorus-fixing soil even in the absence of positive growth responses[J]. The new phytologist, 2006, 172(3):536-543. doi: 10.1111/nph.2006.172.issue-3 URL
[5]	朱凌骏, 傅致远, 等. 菌根真菌对榉树光合特性的影响[J]. 南京林业大学学报:自然科学版, 2018, 42(6):121-127.
[6]	CHAUDHARY V, KAPOOR R, BHATNARAR A K. Effectiveness of two arbuscular mycorrhizal fungi on concentrations of essential oil and artemisinin in three accessions of Artemisia annua L.[J]. Applied soil ecology, 2008, 40(1):174-181. doi: 10.1016/j.apsoil.2008.04.003 URL
[7]	金樑, 孙莉, 王强, 等. AM真菌在草原生态系统中的功能[J]. 生态学报, 2016, 36(3):873-882.
[8]	李媛媛, 王晓娟, 豆村艳, 等. 四种宿主植物及其不同栽培密度对AM真菌扩繁的影响[J]. 草业学报, 2013, 22(5):128-135.
[9]	毕银丽, 孙欢, 郭楠, 等. 不同基质和菌种组合对丛枝菌根真菌扩繁效果的影响[J]. 应用与环境生物学报, 2017, 23(4):616-621.
[10]	任玮, 杨韧, 唐明. 不同培养基质和宿主植物对AMF扩繁的影响[J]. 菌物研究, 2017, 15(1):46-52.
[11]	MENGE J A. Inoculum production[A].// POWELL C L, BAGYARAJ D J. VA Mycorrhiza[C]. USA: USA Press, 1984.
[12]	DANIELS B A, SKIPPER H D. Methods for the recovery and quantitative estimation of propagules from soil[A].// SCHENCK N C. Methods and principles of mycorrhizal research[C]. USA: The American Phytopathology Society Press, 1982.
[13]	廖楠. 广西甘蔗根际土壤丛枝菌根AM真菌多样性研究[D]. 桂林:广西师范大学, 2016: 18.
[14]	LIU R J, LUO X S. A new method to quantify the inoculum potential of arbuscular mycorrhizal fungi[J]. New phytologist, 1994, 128(1):89-92. doi: 10.1111/j.1469-8137.1994.tb03990.x pmid: 33874524
[15]	刘润进, 李晓林. 丛枝菌根及其应用[M]. 北京: 科学出版社, 2000:191-194.
[16]	SELVAKUMAR G, KIM K, WALITANG D, et al. Trap culture technique for proparation of arbuscular mycorrhizal fungi using different host plants[J]. Korean journal of soil science and fertilizer, 2016, 49(5):608-613. doi: 10.7745/KJSSF.2016.49.5.608 URL
[17]	MATHUR N, VYAS A. Vesicular arbuscular mycorrhizal relationship of Simmondsia chinensis[J]. Phytomorphology, 1994, 44:11-14.
[18]	AL-RADDAD A M. Interaction of Glomus mosseae and Paecilomyces lilacinus on Meloidogyne javanica of tomato[J]. Mycorrhiza, 1995, 5(3):233-236. doi: 10.1007/BF00203344 URL
[19]	苗位云. 除草剂和杀菌剂对丛枝菌根真菌和毛状根共生体系的影响[D]. 合肥:安徽农业大学, 2012: 17.
[20]	许秀强, 李敏, 刘润进. 农药污染土壤中AM真菌多样性初步调查[J]. 青岛农业大学学报:自然科学版, 2009, 26(1):1-3.
[21]	黄京华, 刘青, 李晓辉, 等. 丛枝菌根真菌诱导玉米根系形态变化及其机理[J]. 玉米科学, 2013, 21:131-135.
[22]	CHEN X, TANG J J, ZHI G Y, et al. Arbuscular mycorrhizal colonization and phosphorus acquisition of plants: effects of coexisting plant species[J]. Applied soil ecology, 2005, 28(3):259-269. doi: 10.1016/j.apsoil.2004.07.009 URL
[23]	GROSS N, BAGOUSSE-PINGUET Y L, LIANCOURT P, et al. Trait-mediated effect of arbuscular mycorrhiza on the competitive effect and response of a monopolistic species[J]. Functional ecology, 2010, 24(5):1122-1132. doi: 10.1111/j.1365-2435.2010.01713.x URL
[24]	COSME M, FERNáNDEZ I, VAN Der H, et al. Non-Mycorrhizal plants: The exceptions that prove the rule[J]. Trends in plant science, 2018, 23:577-587. doi: 10.1016/j.tplants.2018.04.004 URL
[25]	GROSS N, BAGOUSSE-PINGUET Y L, LIANCOURT P, et al. Trait-mediated effect of arbuscular mycorrhiza on the competitive effect and response of a monopolistic species[J]. Functional ecology, 2010, 24(5):1122-1132. doi: 10.1111/j.1365-2435.2010.01713.x URL
[26]	张宇亭, 王文华, 申鸿, 等. 接种AMF对菌根植物和非菌根植物竞争的影响[J]. 生态学报, 2012, 32(5):1428-1435.
[27]	张宇亭, 朱敏, 线岩相洼, 等. 接种AM真菌对玉米和油菜种间竞争及土壤无机磷组分的影响[J]. 生态学报, 2012, 32(22):7091-7101.
[28]	董昌金. 丛枝菌根真菌孢子萌发及类黄酮对丛枝菌根形成影响的研究[D]. 武汉:华中农业大学, 2004: 78.

宿主名称	宿主基本情况	品种	来源
玉米	一年生禾本科草本植物,单子叶C4植物,须根系	正大619	四川正大种业提供
三叶草	多年生豆科牧草,双子叶C3植物,直根系	未知	甘肃农业大学草业学院提供
黑麦草	多年生禾本科牧草,单子叶C3植物,须根系	维多利亚	河南世纪天缘生态科技有限公司提供
高粱	一年生禾本科草本植物,单子叶C4植物,须根系	未知	自山东高密农民手中购得

宿主名称	宿主基本情况	品种	来源
玉米	一年生禾本科草本植物,单子叶C4植物,须根系	正大619	四川正大种业提供
三叶草	多年生豆科牧草,双子叶C3植物,直根系	未知	甘肃农业大学草业学院提供
黑麦草	多年生禾本科牧草,单子叶C3植物,须根系	维多利亚	河南世纪天缘生态科技有限公司提供
高粱	一年生禾本科草本植物,单子叶C4植物,须根系	未知	自山东高密农民手中购得

AMF	宿主植物	初始孢子密度/(个/g)	终孢子密度/(个/g)	扩繁效果/%
RA	玉米	24	78.13±3.50Aa	325.56±14.57Aa
	三叶草		54.67±5.51Bb	227.78±22.96Bb
	黑麦草		71.07±2.22ABa	296.11±9.285ABa
	高粱		72.27±2.63Aa	301.11±10.94Aa
	差异显著性		*
	F值		7.444
	P值		0.0106
CE	玉米	26	71.87±2.83ABab	276.41±10.85ABab
	三叶草		67.60±1.60Bbc	260.00±6.15Bbc
	黑麦草		63.33±3.14Bc	243.59±12.09Bc
	高粱		79.87±1.96Aa	307.18±7.55Aa
	差异显著性		**
	F值		8.201
	P值		0.008

AMF	宿主植物	初始孢子密度/(个/g)	终孢子密度/(个/g)	扩繁效果/%
RA	玉米	24	78.13±3.50Aa	325.56±14.57Aa
	三叶草		54.67±5.51Bb	227.78±22.96Bb
	黑麦草		71.07±2.22ABa	296.11±9.285ABa
	高粱		72.27±2.63Aa	301.11±10.94Aa
	差异显著性		*
	F值		7.444
	P值		0.0106
CE	玉米	26	71.87±2.83ABab	276.41±10.85ABab
	三叶草		67.60±1.60Bbc	260.00±6.15Bbc
	黑麦草		63.33±3.14Bc	243.59±12.09Bc
	高粱		79.87±1.96Aa	307.18±7.55Aa
	差异显著性		**
	F值		8.201
	P值		0.008

宿主植物	AMF	扩繁效果/%	宿主植物	AMF	扩繁效果/%
玉米	RA	325.56±14.57	黑麦草	RA	296.11±9.25
	CE	276.41±10.85		CE	243.59±12.09
	差异显著性	ns		差异显著性	*
	F值	1.8023		F值	1.7103
	P值	0.0538		P值	0.026
	t值	2.7047		t值	3.4503
三叶草	RA	227.78±22.96	高粱	RA	301.11±10.94
	CE	260.00±6.15		CE	307.18±7.55
	差异显著性	ns		差异显著性	ns
	F值	13.9204		F值	2.0984
	P值	0.2467		P值	0.6718
	t值	1.3556		t值	1.4564

宿主不同对丛枝菌根真菌扩繁效应的影响

Effects of Different Hosts on Propagation of Arbuscular Mycorrhizal Fungi

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[1]	李少杰, 肖清山, 宋福强, 王歆. 丛枝菌根(AM)真菌扩培技术研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 115-122.
[2]	陈芳玲, 樊娅萍, 贺苗苗, 王倡宪. 丛枝菌根真菌在药用植物上的应用研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(12): 55-60.
[3]	汪茜, 宋娟, 李冬萍, 刘增亮, 车江旅, 陈廷速. 丛枝菌根真菌及深色有隔内生真菌对大田生姜生长效应分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(6): 62-67.
[4]	曾端香, 袁涛, 王莲英. 丛枝菌根真菌(AMF)接种剂种类和接种时期对牡丹菌根化组培苗培养的影响[J]. 中国农学通报, 2021, 37(30): 53-58.
[5]	赵旭, 宋清晖, 王晓慧, 王学刚, 冯宇涵, 孙思淼, 李洪涛, 常伟, 宋福强. 几种有机肥对玉米光合特性及土壤酶活性的影响[J]. 中国农学通报, 2021, 37(3): 36-42.
[6]	高文礼, 再努尔·吐尔逊, 桑钰, 马晓东. 丛枝菌根真菌对植物氮素吸收作用的研究进展[J]. 中国农学通报, 2021, 37(27): 53-58.
[7]	贾艳艳, 诸俊, 顾大路, 杨文飞, 杜小凤, 孙爱侠, 钱新民, 文廷刚, 朱云林. 接种丛枝菌根真菌对麦秆分解和旱稻生长的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(30): 1-6.
[8]	路成成, 蔡柏岩. AM真菌改善植物磷营养吸收和转运机制的研究进展[J]. 中国农学通报, 2020, 36(26): 50-54.
[9]	张童,隋心,宋福强. 基于Web of Science研究丛枝菌根真菌(AMF)态势分析[J]. 中国农学通报, 2019, 35(12): 144-150.
[10]	陈杰,邱妙文,陈永明,邓海滨,易龙. 利用萝卜漂浮育苗及蜂蚜同接法快速扩繁烟蚜茧蜂效果研究[J]. 中国农学通报, 2018, 34(15): 135-139.
[11]	杨超,蔡柏岩. AM真菌对连作作物根系代谢产物的影响[J]. 中国农学通报, 2018, 34(14): 35-39.
[12]	周修腾,王雪,黄璐琦,陈敏,肖文娟,杨光,李鹏英,华国栋,陈美兰. 丛枝菌根真菌对丹参木质部结构及防御相关基因的影响[J]. 中国农学通报, 2017, 33(4): 98-104.
[13]	刘声传,魏杰,陈娟,李燕,林开勤,崔晓明,令狐昌弟,鄢东海. 茶树特异种质资源嫁接快繁研究[J]. 中国农学通报, 2017, 33(16): 78-82.
[14]	宋福强,牛丽纯,常伟,范晓旭,刘璇,高扬. 盐碱地引种沙枣根瘤内生菌及根际土壤AM 真菌的多样性[J]. 中国农学通报, 2016, 32(7): 6-13.
[15]	唐卫东,魏林源,刘世增,康才周,张莹花,满多清,李得禄. 干旱区沙地云杉研究进展[J]. 中国农学通报, 2016, 32(31): 1-5.