蘭科植物菌根真菌對(duì)種子萌發(fā)苗木生長的影響研究

吳玉德+杜春梅+申健+戚曉利+宋文超

摘 要 蘭科植物是一種非常具有經(jīng)濟(jì)和科研價(jià)值的植物資源，同樣也是一種觀賞性很強(qiáng)的植物。目前，野生蘭科植物的種類和數(shù)量正在急劇減少，而在自然狀態(tài)下，蘭科植物需與菌根真菌建立共生關(guān)系才能夠生存。19世紀(jì)中期起，人們對(duì)菌根的研究不斷深化，研究表明，大多數(shù)植物都有菌根，菌根對(duì)植物的生長發(fā)育起著至關(guān)重要的作用，許多蘭科植物沒有菌根很難存活，其種子沒有菌根的感染和影響就不能正常萌發(fā)。因此，對(duì)菌根真菌的分析在對(duì)蘭科植物的研究領(lǐng)域中十分重要。蘭科植物菌根真菌在蘭科植物的生長發(fā)育過程中起著十分重要的作用，進(jìn)一步了解研究植物菌根真菌的多樣性和作用，對(duì)蘭科植物的保護(hù)和培養(yǎng)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都有著積極意義?；诖耍?jiǎn)要介紹蘭科植物菌根真菌，并為其對(duì)種子萌發(fā)及苗木生長的影響方面進(jìn)行了總結(jié)說明，旨在為研究蘭科植物菌根真菌提供有益參考，促進(jìn)我國生物研究行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 蘭科植物；菌根真菌；種子萌發(fā)；苗木生長

中圖分類號(hào)：S682.31 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.30.050

菌根真菌與蘭科植物存在共生關(guān)系，兩者相輔相成、共同存活生長。菌根真菌生長在植物的根部，從植物中獲取存活所需的碳水化合物和其他必需品，同時(shí)也給蘭科植物的生長發(fā)育提供營養(yǎng)物質(zhì)、酶等，二者彼此相互促進(jìn)，共同生長，蘭科植物菌根真苦種類繁多，作用也不同，例如一種真菌與一種植物是共生關(guān)系，而對(duì)另一種植物可能就構(gòu)成了嚴(yán)重的為害，具有致病性。

1 菌根的簡(jiǎn)介及特點(diǎn)

菌根是大自然中存在的一種共生的普遍現(xiàn)象，幾乎所有的蘭科植物都與菌根有著共生關(guān)系，此關(guān)系貫穿蘭科植物種子的萌發(fā)到開花結(jié)果以及枯萎衰老整個(gè)過程。自發(fā)現(xiàn)菌根與蘭科植物的共生關(guān)系后，人們就將蘭科植物與真菌共生所形成的獨(dú)特菌根稱為為蘭科菌根。

菌根有兩大特點(diǎn)，一是種子非常細(xì)小，一個(gè)蒴果內(nèi)容納數(shù)10萬顆種子，其種子是分化不完全的胚細(xì)胞，內(nèi)不含胚乳，且在植物進(jìn)行光合作用之前不能提供營養(yǎng)物質(zhì)。二是在蘭科苗木生長發(fā)育過程中，菌絲團(tuán)吸收苗木的營養(yǎng)物質(zhì)及能量并儲(chǔ)存起來，在苗木需要大量營養(yǎng)物質(zhì)的時(shí)期，再釋放出來，彼此相輔相成，建立共生關(guān)系[1-3]。雖然蘭科植物沒有菌根真菌就很難進(jìn)行生長發(fā)育，但大部分蘭科真菌都屬于腐生真菌，它們可以不依靠這種共生關(guān)系，能夠獨(dú)立在土壤中存活繁殖。

2 菌根真菌對(duì)蘭科植物種子和苗木的作用

2.1 蘭科植物菌根真菌有利于種子的萌發(fā)

蘭科植物和菌根真菌的共生關(guān)系是自然形成的，從蘭科植物的種子萌發(fā)階段就有了菌根真菌的影響。在蘭科植物種子萌發(fā)和初期的生長發(fā)育階段，需要真菌提供營養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)也有利于苗木形態(tài)的建成，這也是菌根真菌對(duì)蘭科植物生長發(fā)育的所起的主要生態(tài)功能。

早在1903年，Bernard就報(bào)道了蘭科植物種子萌發(fā)與菌根真菌的關(guān)系，證實(shí)了在自然生長發(fā)育的條件下，種子只有被菌根真菌感染才能萌發(fā)，證明了蘭科植物菌根真菌對(duì)種子萌芽發(fā)育的促進(jìn)作用。種子的萌發(fā)及生長發(fā)育依賴菌絲的侵入破壁和提供礦物質(zhì)、維生素和水分等。

2.2 蘭科植物菌根真菌對(duì)苗木生長的影響

很久之前郭順星等就通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了真菌對(duì)蘭科植物苗木的生長發(fā)育具有促進(jìn)作用，其中對(duì)原球莖的子葉分化、生長及假根的形成有著不可替代的作用。

蘭科植物菌根真菌具有多樣性，其合成功能可以讓菌絲團(tuán)產(chǎn)生植物生長調(diào)節(jié)劑、酶前體等有利于植物生長發(fā)育的活性物質(zhì)[4]。其中菌根菌所產(chǎn)出的淀粉酶能夠提高蘭科植物苗木的碳水化合物利用水平，有利于蘭科植物苗木更好地吸收利用營養(yǎng)物質(zhì)，從而快速生長。

菌根在生長形成過程中會(huì)利用蘭科植物的光合作用，在菌絲團(tuán)中存儲(chǔ)大量營養(yǎng)物質(zhì)。在菌根形成初期，會(huì)和植物苗木爭(zhēng)奪營養(yǎng)、水等物質(zhì)，彼此牽制，生長緩慢，對(duì)苗木的生長起了抑制作用。而隨著時(shí)間的增長，蘭科植物光合器官增大，光合作用效率得到提高，菌根菌吸收了苗木的營養(yǎng)物質(zhì)，有了生長擴(kuò)展基礎(chǔ)，菌絲團(tuán)就能快速生長，儲(chǔ)存營養(yǎng)物質(zhì)。當(dāng)苗木生長至開花繁殖期，植株需要大量的營養(yǎng)物質(zhì)時(shí)，菌絲團(tuán)會(huì)大量消解，從而釋放出糖類、氨基酸等苗木需要的物質(zhì)，供給苗木生長發(fā)育，滿足其需求。

當(dāng)一種菌根感染蘭科植物苗木后就建立了共生關(guān)系，而此關(guān)系一旦建立，苗木就很難再于其他真菌建立寄生關(guān)系，從而有效防止苗木遭受致病菌的感染，提高

苗木對(duì)某些菌類的抵抗力，促進(jìn)苗木根部發(fā)育，健康生長，充滿生機(jī)與活力。

3 結(jié)語

對(duì)于蘭科植物發(fā)育過程中所需要的各種營養(yǎng)以及其生態(tài)條件的控制，已經(jīng)廣泛的引起人們的注意，并且在其發(fā)育的過程中所需要的各種營養(yǎng)和生態(tài)條件的控制方面取得了非常巨大的研究進(jìn)展。但現(xiàn)有資料表明，真菌同蘭科種子共生方面的研究還有很多不足，特別是真菌侵染的生理機(jī)制、途徑和真菌與種子萌發(fā)的關(guān)系等各個(gè)方面的研究，依舊還有許多問題有待更加深入的研究和調(diào)查。在這一方面還有很多發(fā)展的空間，這不僅是在研究蘭科植物方面，同時(shí)也是其他方面的一大進(jìn)步。

在除了少數(shù)蘭科植物的研究實(shí)驗(yàn)外，大部分研究依舊還停留在試驗(yàn)的水平上，真正實(shí)際有效的報(bào)道還是不多，同時(shí)對(duì)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的蘭科植物種了萌發(fā)及大規(guī)模推廣應(yīng)用報(bào)道也是不多。鑒于此，可以根據(jù)真菌和蘭科植物共生及長期形成的營養(yǎng)平衡等關(guān)系，研究出一條簡(jiǎn)便可行的真菌促進(jìn)種子萌發(fā)的方法以及可以使得種子快速繁殖幼苗的新途徑，這個(gè)技術(shù)不僅具有理論意義，而且有著十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。可以使研究成果更快地轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)帶動(dòng)研究的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王亞妮，王麗琨，苗宗保，等.蘭科石斛屬植物菌根真菌研究進(jìn)展[J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào)，2013，21（3）：281-288.

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[3]何新華，段英華，陳應(yīng)龍，等.中國菌根研究60年：過去、現(xiàn)在和將來[J].中國科學(xué)：生命科學(xué)，2012，42（6）：431-454.

[4]吳慧鳳.菌根真菌對(duì)鐵皮石斛種子萌發(fā)及其生長的影響[D].?？冢汉Ｄ洗髮W(xué)，2011.

（責(zé)任編輯：趙中正）endprint