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时间:2018-04-19
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1、块菌菌根培育技术研究进展张笑萍叶雷李小林张小平川农业大学资源学院四川省农业科学院土壤肥料研宄所块菌是一类食药两用真菌,且产量稀少,具有巨大的商业价值。作为一类外生菌根菌,块菌需要侵染宿主植物并与其共生完成自身的生命周期。在人工菌根化合成时,需耍选择适宜树种进行无菌苗培育,并处理菌种制成菌剂进行接种。在此培育过程中,基质的处理、接种的方式及密度、菌剂的浓度均会对培育质量造成影响。此外,其他微生物菌落也会促进或抑制菌根的生长。菌根形成后,需要用传统形态学以及分子生物学技术对菌根进行检测与鉴定,以确定培育出的菌根是
2、否为接种所用块菌。阐述了块菌的侵染机制、接种技术及在菌根培育过程中影响菌根合成的因素,介绍了块菌菌根培育技术的研宄现状并提出了培育时应注意的问题。关键词:块菌;菌根化;馳培育技术;生命周期;主要从事块菌相关研宄。联系电话:13348809873。基金:四川省科技支撑计划项目(2016NYZ0040、2017NZ0011)块菌(Truffles),也称松露,是一类地下食药两用真菌,隶属子囊菌门(Ascomycota),块菌科(Tuberaceae),块菌属(Tuber)。0前,己发现存至少180个不同种的块菌U
3、L块菌具有独特的香味、门感和营养价值,并且含有对人类有益的活性物质,是世界上最珍贵的可食用菌根菌之一,由于产量稀少,在市场上有很高的经济价值。如黑孢块菌和意大利白块菌是两种经济价值极高的块菌,其中黑孢块菌主要分布在地中海沿岸的某些国家,如意大利、法国、两班牙等m,其外表崎岖不平,呈小凸起状,色泽介于深棕色与黑色之间,味道奇特,被欧洲誉为“厨房里的黑钻石”“上帝的食物”。在我国,主要的商业块菌是印度块菌,印度块菌呈黑褐色,偶呈红褐色,虽然其经济价值低于上述两种块菌,但在食用菌市场亦有广阔的前景m。除此之外,会东
4、块菌、凹陷块菌、脐M块菌等也在我国有所分布[4]。块菌是外生菌根菌,其生长需耍经历三个阶段,即菌丝体的萌发、外生菌根的发育、子囊果的形成边1。因此,块菌必须与适宜树木营共生生活,与树木根系形成外生菌根,进而产生子囊果原基,最终其逐渐膨大形成块菌子囊果。块菌菌根合成是块菌被人类生产利用的基础。所以,块菌菌根的培育技术在块菌的生产、生理生态研宄、人工栽培及块菌林的营建等方而尤为重要。同时,研宂块菌菌根的培育,可将菌根生物技术应用于林业生产,能够促进苗木生长包1。法国是世界最早用半人工模拟栽培技术进行黑孢块菌商业化
5、生产的国家m。近io年来,黑孢块菌外生菌根的基因组己经公布,这为人类了解更多有关块菌生物学特性提供丫难得的机会m。目前,国内外的学者已对不同种类块菌对不同宿主植物的侵染、接种技术及其分离鉴定、块菌的遗传多样性、块菌的人工栽培与造林技术等方面有了大量的调查研宄。笔者对此进行阐述,为今后更好地研究和生产块菌、挖掘块菌的潜在价值提供参考。1块菌的侵染及相关机理块菌是外生菌根菌,需要与其它外生菌根型树种根系共生形成菌根,如与榛子、华山松、云南松等宿主植物的根系形成共生体系M。子囊孢子在适宜条件下萌发菌丝,然后侵染宿主
6、植物的根尖,形成“菌丝套”,就像是人的手掌佩戴手套一样,与宿主植物形成共生体系,即外生菌根[9],这些外生菌根与宿主植物形成了共生机制,一方面可以供给植物吸收的水分和养分,另一方面又可以从植物根中得到营养。形成菌根后,会进一步长出新的菌丝体,菌丝继续不断繁殖发育,慢慢演变成子囊果,最终形成子囊果。菌根的形成可能是由于植物产生根分泌物诱导的,因为植物能通过分泌根系分泌物诱导根际微牛.物,并且植物基因型、土壤类型是微生物群落构成成型的重要驱动力IM。由此可推测,受宿主植物诱导后,孢子萌发并产生大量的菌丝,菌丝包围
7、在苗幼嫩的根尖表面,致使增粗生长较快,形成形状较为膨大的菌根,并且通常会被菌丝套所覆盖mi。因此,在培育期间,当观察到块菌与宿主植物形成菌根时,即块菌成功侵染了宿主植物。一般来说,在一定时间范围内,随着培育时间加长,观察到的菌根数量会增多。在电镜下可以看到真菌菌丝伸入根皮层细胞间交织形成菌丝网(称为哈氏网)。宿主和菌根菌的代谢产物将会经过哈氏网的网络作双向运转,菌根会向宿主植物提供矿质营养,并减缓宿主植物的生存压力,比如抗旱,而宿主植物会提供碳源以供块菌完成其生命周期M,同时菌丝在根表蔓延形成菌丝套,可替代根
8、毛吸收养料和水分。因此,可根据培育后观察结果计算出块菌感染率,也可以以菌根形成后宿主植物各种生物量为指标,从而得到不同块菌菌根在不同培育条件下最佳生长状况的条件以及其它有关结论。1.2块菌的生命周期块菌的生命周期被认为分为三个时期:生殖期、营养期、井生时期,然而实际情况相当复杂。大量的分子生物学研究显示,波氏块菌的菌丝体在纯培养条件下繁殖时,以及在子实体当屮都存在腐生行为IM。由于许多因素的干扰,很
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