丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza，AM） 真菌广泛分布于自然界的土壤中，是迄今发现与植物关系最为密切的微生物之一，能与地球上 90% 的植物形成共生体。以前的研究者将 AM 真菌归为接合菌门，但在 2001 年，Schüßler 等^[1]对 AM 真菌的 SSU rRNA 基因序列进行系统分析后将 AM 真菌从接合菌门移出，建立了具有同等分类地位的球囊菌门（Glomeromycota），截至目前，仅有 334 个 AM 真菌菌种被有效鉴定出来，它们隶属于 1 门 1 纲 4 目 12 科 36 属。AM 真菌侵染植株根系后在根际周围形成庞大的菌丝网，帮助寄主植物吸收水分和营养物质，从而提高植物的生物量及产量^[2]。此外， AM 真菌还能提高植株耐盐性^[3]，具有抵抗干旱、高温、低温，抵抗病虫害等功能^[4]。

柑橘是世界第一大生产水果，面积和产量均居全球第一，而中国柑橘种植面积和产量均居世界第一，占全球柑橘产业近三分之一^[5]。柑橘树体为地下部分的砧木品种和地上部分的接穗品种嫁接而成。而砧木吸收和利用养分的能力直接影响树体的生长和品质的状况^[6]。柑橘是菌根性植物，具有较少且短的根毛或不生根毛，其生长发育往往需要 AM 真菌的帮助^[7]。但在以往的研究中，大多都是在灭菌土壤条件下进行，而在自然条件下的研究鲜有报道。因此，本试验将以资阳香橙作为试验材料，模拟自然条件下（基质未灭菌）和灭菌条件下接种 AM 真菌后比较其对香橙砧木的生长效应。为 AM 真菌作为生物菌肥在柑橘上的应用提供重要理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试柑橘砧木为生长一致的资阳香橙（Citrus Junossieb ex Tanaka）。所试 AM 真菌菌株为 Redeckera fulvum 和 Acaulospora excavata，由广西农业科学院微生物研究所国家农业环境微生物种质资源库（广西）/ 亚热带丛枝菌根真菌资源保藏中心分离保存。供试基质为育苗有机质∶沙∶土按 2∶1∶1 混合。

1.2 方法

试验设计两种接种方法，即基质灭菌 +（高温高压蒸汽灭菌，温度 121℃，时间 120 min）和未灭菌；两个水平，每个水平设丛枝菌根真菌黄雷德克囊霉（Redeckera fulvum）（R.f）、凹坑无梗囊霉（Acaulospora excavata）（A.e）和不接种 AM 真菌 （CK）3 个处理，共 6 个处理。每个处理种植 10 株，重复 3 次，随机区组排列，共 180 株。

试验在广西农业科学院核心试验区玻璃温室进行。于 2020 年 12 月 30 日种植资阳香橙，同时接种 AM 真菌。按照每个菌株的接种量为 300 个孢子 / 盆，在植株根部周围放 AM 真菌接种体，使其与根系充分接触。未接种 AM 真菌的处理施等量的基质。试验期间进行正常的水肥管理且每隔两周供一次 Hoagland 营养液。最后在 2021 年 7 月 30 日结束处理，进行各指标的测定。

1.2.1 生长指标和生物量的测定

在试验结束后测量各处理的株高、茎径和叶片数。随后将香橙砧木挖出用清水清洗干净后吸干表面水分，在 105℃杀青 30 min，然后调至 70℃烘干至恒重。分别称取地上部和地下部干重并计算生物量及菌根依赖性（MD）。

1.2.2 根系菌根侵染率的测定

根据李冬萍等^[8]的方法并略作改动进行根系染色，取保存于 50% 酒精的根系放入组织包埋盒，加入 20% KOH 完全浸没，放入 90℃的水浴锅内水浴 90 min，清水冲洗数遍并控干水分，加入碱性 H₂O₂ 进行脱色 60 min，再次用清水冲洗数遍并控干水分，加入 5% 的乙酸酸化 5 min 后不用清水清洗直接放于 5% 的墨水醋染液中，66℃水浴锅中染色 30 min。最后用清水漂洗数次后用清水浸泡 12 h 以上脱色。

参考 Liu 等^[9]的方法，使用尼康 Eclipse Ci-L 和 DS-Ri2 观察菌根侵染。用 MYCOCALC 软件对结果进行侵染率的计算。

1.2.3 根系扫描分析

处理结束后收获根系用清水冲洗干净，用相机拍摄照片后再用 RhizoVisonAnalyzer 分析软件分析各处理的根系性状，包括总根长、根表面积、根体积和根直径。

1.3 数据处理

试验数据均采用 Excel 2010 进行平均值和标准误的计算。采用 SPSS 25.0 统计分析软件进行双因素方差分析，多重比较采用 Duncan’s 法进行。

2 结果与分析

2.1 不同处理香橙砧木的 AM 真菌侵染

由表1 可知，灭菌基质中，接种处理的香橙幼苗侵染率、侵染强度及丛枝丰度均高于未灭菌基质。灭菌基质中，R.f 和 A.e 处理对香橙幼苗有良好的侵染，其侵染率均达到 95% 以上，CK 也有少量侵染。接种处理的侵染强度在 46% 以上，且 R.f 处理显著高于 A.e。丛枝丰度也是 R.f 处理最高，但与 A.e 处理差异不显著；未灭菌基质中，CK 与两个接种处理的侵染率均达到了 85% 以上，侵染强度均达到 40% 以上，丛枝丰度均达到 4% 以上。三者之间的侵染率、侵染强度及丛枝丰度差异不显著，但均为 R.f>CK>A.e。

注：不同小写字母表示在同一基质不同接种处理在 P<0.05 水平上差异显著；“+”表示基质灭菌，“-”表示基质未灭菌。下同。

2.2 不同处理对香橙砧木生长的影响

由图1 可知，灭菌基质中，除 R.f 处理的株高和叶片数高于未灭菌基质外，其余菌株的株高、茎径及叶片数均低于未灭菌基质。灭菌基质中 R.f 处理的株高、叶片数均显著高于 CK，分别提高了 11.92%、16.34%。而 A.e 处理的株高、茎径和叶片数与 CK 无显著差异，但略低于 CK；未灭菌基质中，各接种处理的株高和茎径之间没有显著差异，CK 的叶片数显著高于其他接种处理。

2.3 不同处理对香橙砧木生物量的影响

由表2 可知，灭菌基质中，除 R.f 处理的地上干重和生物量略高于未灭菌基质外，其他处理的地上干重、地下干重和生物量均低于未灭菌基质。灭菌基质中，R.f 处理的地上干重和生物量均显著高于 CK，分别提高了 28.46% 和 30.78%。而 A.e 处理的地上干重、地下干重和生物量与 CK 无显著差异，但略低于 CK；未灭菌基质中，各接种处理的地上干重、地下干重和生物量之间没有显著差异；两种基质处理下，R.f 处理的菌根依赖性最高，灭菌基质高于非灭菌基质，但灭菌基质中 A.e 处理的菌根依赖性略低于未灭菌基质。

注：不同小写字母表示同一基质不同接种处理在 P<0.05 水平上差异显著。

2.4 不同处理对香橙幼苗根系性状的影响

由表3 可知，接种处理显著影响香橙幼苗的总根长和根面积；基质显著影响香橙幼苗的根直径、根体积和根面积；接种和基质的交互作用对香橙幼苗的总根长、根直径、根体积和根面积均具有显著影响。灭菌基质中，接种 R.f 和 A.e 处理的总根长、根直径、根体积和根面积均显著高于 CK，分别提高了 91.14% 和 31.15%、41.78% 和 28.46%、 291.85% 和 172.90%、184.51% 和 102.15%。未灭菌基质中，接种 R.f 处理的总根长显著高于 CK，根直径、根体积和根面积与 CK 无显著差异。接种 A.e 处理的总根长、根体积和根面积显著低于 CK，根直径与 CK 无显著差异。

3 结论与讨论

由于 AM 真菌在自然环境下普遍存在，在基质未灭菌条件下，未接种处理的根系仍存在不同程度侵染。部分研究表明，即使在未灭菌条件下，接种 AM 真菌提高植株根系的侵染，如贺学礼等^[10]在非灭菌条件下，接种 AM 真菌的小麦根系侵染率远高于对照。而罗晓莹等^[11]的研究表明，在未灭菌条件下，无论是接种还是非接种，苗木根系均有丛枝 / 泡囊结构，菌根感染频度都达到 100%，接种组苗木的菌根感染强度为 50%，非接种处理组菌根感染强度接近 40%。本文的研究与前人的研究结果一致。

大量研究已表明在基质灭菌条件下，接种 AM 真菌能显著促进植物的生长，如张海娟等^[12]在 6 种禾本科牧草播种时接种根内球囊霉（Glomus intraradices）和摩西球囊霉（Glomus mosseae），显著提高了生物量与根系活性等指标；李柄霖等^[13]在枸杞接种根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices） 90 d 后，枸杞株高、茎粗、鲜质量和总叶绿素含量较 CK 显著增加 54.86%、35.94%、126.91% 和 57.14% （P<0.05）。本文中在灭菌条件下接种 R.f 处理也表现出促生效应。而接种 A.e 处理的生长低于未接种处理。在李果果等^[14]的研究中也发现，资阳香橙接种 A.e 处理株高、叶片数和叶绿素含量显著低于对照。此外，还有少量研究表明，接种 AM 真菌能抑制植株的生长。高 CO₂ 浓度下接种 G.intraradices，酸橙生长抑制了 18%^[15]，接种变形球囊霉（Glomus versiforme）抑制了红橘组培苗的株高、茎径及生物量^[16]。吴强盛等^[7]认为造成 AM 真菌对植物生长效应的不同可能是 AM 真菌与寄主植物的兼容性造成的。如果菌根自身的营养消耗大于给予植物的受益，菌根可能由共生转为寄生，反过来限制植物生长。

李莺等^[17] 在非灭菌条件下接种 Selerocystis sinuosa，发现接种处理能促进紫茉莉的生长和叶绿素及花青素的合成，但促进的效果不很显著。本研究结果表明，在非灭菌条件下接种 R.f 和 A.e 后，其地下干重高于 CK，但差异不显著；接种 R.f 的总根长显著高于 CK；但其他结果如株高、茎径、叶片数、地上干重、生物量、根直径、根体积、根面积等指标与 CK 相比差异不显著或低于 CK。而部分研究表明，在非灭菌条件下接种 AM 真菌仍能显著提高植株生长。贺学礼等^[10]在非灭菌条件下接种摩西球囊霉，其小麦鲜重显著大于对照，茎鲜重增加约 43.3%，根鲜重增加约 44.4％；吴强盛等^[18]在非灭菌条件下接种 AM 真菌表明，在正常水分和水分胁迫条件下，丛枝菌根增加或显著增加枳实生苗的生长量；申仕康等^[19]以猪血木为研究对象，发现接种 AM 真菌能提高植株的存活率及生长。但在试验后期，接种 AM 真菌的猪血木幼苗与对照组并未表现出显著性差异。笔者认为是由于未接种处理幼苗已对生长环境逐渐适应和猪血木叶片生物学特性的限制所致。在本研究中，接种处理的生长与未接种处理没有显著差异，可能也是此原因造成的。

无论是基质灭菌或未灭菌，其研究结果均是在温室内进行盆栽试验，且在植株生长后期得到的结果。因此，在后续研究中，应着重在大田试验和植株各个生长期进行验证。

参考文献