薛振文 高鳳娟 應(yīng)國華 呂明亮 李伶俐
(1麗水市林業(yè)科學(xué)研究院,浙江麗水323000;2麗水學(xué)院,浙江麗水323000)
錐栗[Castanea henryi(Skam)Rehd.et Wils.]殼斗科(Fagaceae)栗屬,是浙西南尤其是浙江慶元縣的主要的經(jīng)濟(jì)樹種,栽培面積達(dá)4000 hm2。錐栗是菌根共生樹種之一,在天然錐栗林中有菌根菌與之共生,形成互惠互利關(guān)系。目前生產(chǎn)中錐栗育苗主要采用實(shí)生苗培育后嫁接良種的繁殖方法,苗木質(zhì)量參差不齊,優(yōu)質(zhì)苗木比例低,造林成活率低,幾乎沒有采用菌根技術(shù)接種菌根菌進(jìn)行菌根苗的培育方式。研究擬通過錐栗林下外生菌根真菌種類的調(diào)查及與錐栗共生關(guān)系的研究,篩選出能與錐栗共生的菌根真菌種類,確定優(yōu)勢菌根菌,為錐栗菌根苗的生產(chǎn)應(yīng)用和開發(fā)利用菌根菌奠定基礎(chǔ)。
試驗(yàn)調(diào)查地浙江麗水市慶元縣嶺頭鄉(xiāng)包裹村(海拔 1111 m,地理坐標(biāo)為 27°32′23.25″N,119°14′21.34″E)和屏都街道余村(海拔409 m,地理坐標(biāo)為 27°35′48.2″N,118°59′10.9″E)錐栗人工純林。錐栗品種為油榛、黃榛、烏殼長芒等優(yōu)良家系,樹齡14~18年,盛產(chǎn)期;錐栗距地面10 cm處的直徑15.6 cm±3.4 cm,樹高6.2 m±1.4 m,郁閉度0.7~0.8。林地土壤為紅壤。當(dāng)?shù)貙賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,年平均氣溫17.6℃,最熱月(7月)平均氣溫26.9℃,最冷月(1月)平均氣溫7℃,年平均降水量1746.9 mm,年均相對濕度77%,年平均無霜期255 d。
沿路踏查選擇三塊大型真菌子實(shí)體較多的樣地,對每塊樣地采用普查方式進(jìn)行研究。采用羅盤儀測量法測定樣地面積,采集樣地內(nèi)大型真菌、分類編號A-F、統(tǒng)計(jì)數(shù)量、記錄和拍照。為證實(shí)子實(shí)體與錐栗是否共生關(guān)系,采集時(shí)沿子實(shí)體基部小心挖開表面土壤,在土壤的菌絲層中,仔細(xì)尋找菌絲或菌索來確認(rèn)與錐栗根系相連,挖取20 cm×20 cm×20 cm帶土根系帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)挑取菌根觀察形態(tài)。
待分子鑒定的子實(shí)體編號為A、B、C、D。
2.2.1 DNA的提取
采用改良的CTAB法[1]提取DNA,得到的DNA作為PCR擴(kuò)增的模板。
2.2.2 PCR擴(kuò)增
采用真菌rRNA基因的ITS區(qū)擴(kuò)增通用引物ITS1(5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′); 和ITS4(5’-TCCTCCGCTTATTGATAT GC-3’)進(jìn) 行PCR 擴(kuò)增[2]。PCR 擴(kuò)增體系包括(25 μL):DNA 模板2 μL,引物ITSIF和ITS4各0.5 μL,10×PCR 緩沖液 2.5 μL,dNTPs 2 μL,rTaq 聚 合 酶 0.125 μL,ddH2O 25 μL。反應(yīng)程序?yàn)?4℃預(yù)變性5 min;94℃變性30 s;54℃退火30 s;72℃延伸45 s,32個(gè)循環(huán);72℃終延伸5 min。PCR產(chǎn)物于1%瓊脂糖凝膠電泳分離,并于凝膠成像系統(tǒng)下觀察并照相。
2.2.3 rDNA ITS序列測定與分析
上述PCR反應(yīng)產(chǎn)物送金斯瑞測序公司進(jìn)行測序。對測得的供試菌株rDNA ITS區(qū)段DNA序列運(yùn)用GenBank中的BLAST工具軟件在DNA序列數(shù)據(jù)庫中搜索同源DNA序列并進(jìn)行比較分析,根據(jù)BLAST搜索和比較的結(jié)果,判斷真菌的物種或與其近緣的物種。
對分布于海拔400~1100 m的錐栗林調(diào)查發(fā)現(xiàn)有6種大型真菌。經(jīng)菌索追蹤發(fā)現(xiàn)橙黃硬皮馬勃、芝麻厚瓤牛肝菌、雙型褶孔牛肝菌均與錐栗根系相連,可初步確定為菌根菌。橙黃硬皮馬勃是錐栗林最常發(fā)生的外生菌根菌,于6-10月發(fā)生,海拔越高馬勃發(fā)生越遲。充足降雨之后,連續(xù)3~5 d的高溫天氣子實(shí)體會大量發(fā)生。
圖1 標(biāo)本A橙黃硬皮馬勃Scleroderma citrinum
圖2 標(biāo)本B芝麻厚瓤牛肝菌Hourangia nigropunctata
圖3 標(biāo)本C雙型褶孔牛肝菌Phylloporus dimorphus
圖4 標(biāo)本D蠟?zāi)⑽粗N
圖5 標(biāo)本E 黑柄炭角菌Xylaria nigripes(Kl.)Sacc.
圖6 標(biāo)本F雞Termitornyces sp.
為了研究菌根菌的優(yōu)勢種類,統(tǒng)計(jì)了三塊樣地三種菌根菌的子實(shí)體發(fā)生量(表1),橙黃硬皮馬勃發(fā)生量最多,密度達(dá)0.0875個(gè)/㎡,可以確定橙黃硬皮馬勃為調(diào)查樣地的優(yōu)勢菌根菌;調(diào)查發(fā)現(xiàn)在低海拔的錐栗林下比高海拔條件下橙黃硬皮馬勃發(fā)生密度更大,發(fā)生時(shí)間更早。芝麻厚瓤牛肝菌和雙型褶孔牛肝菌僅僅發(fā)生在高海拔1111 m錐栗林下,芝麻厚瓤牛肝菌和雙型褶孔牛肝菌發(fā)生平均密度分別為0.0343個(gè)/㎡、0.0272個(gè)/㎡,為高海拔錐栗林下較優(yōu)勢菌根菌。
表1 菌根菌發(fā)生量統(tǒng)計(jì)
調(diào)查發(fā)現(xiàn)位于屏都街道余村的錐栗林地套種黃精和竹蓀后,當(dāng)年橙黃硬皮馬勃子實(shí)體發(fā)生量顯著減少,且均發(fā)生于未耕作的邊坡。第四年后橙黃硬皮馬勃發(fā)生量明顯增多,原因可能是松土耕作對錐栗菌根發(fā)育造成影響,從而影響橙黃硬皮馬勃子實(shí)體發(fā)生。
表2 子實(shí)體分子鑒定結(jié)果
Hourangia nigropunctata和Phylloporus dimorphus中文名經(jīng)咨詢楊祝良老師獲得,分別為芝麻厚瓤牛肝菌和雙型褶孔牛肝菌。子實(shí)體形態(tài)描述參見文獻(xiàn)[3,4]。
據(jù)報(bào)道[3]芝麻厚瓤牛肝菌在我國發(fā)現(xiàn)地域有云南的騰沖市,江城縣、景洪縣、湖南省宜章縣,福建省三明市,海南省樂東縣,貴州省道真縣,海拔在1300~1900 m的松屬、栲屬、石櫟屬、櫟屬林地內(nèi)。筆者在海拔1111 m的錐栗純林下發(fā)現(xiàn)該牛肝菌,首次報(bào)道栗屬的錐栗為芝麻厚瓤牛肝菌的共生樹種。據(jù)報(bào)道[4]雙型褶孔牛肝菌僅發(fā)現(xiàn)于泰國北部栲屬林地內(nèi),筆者首次在栗屬錐栗純林下發(fā)現(xiàn),國內(nèi)未發(fā)現(xiàn)該牛肝菌的報(bào)道。
利用ITS序列分析結(jié)果表明:標(biāo)本編號為D的子實(shí)體(圖4)與酒色蠟?zāi)⑾嗨坡蕛H為76%,可能為一種近似種或新種,經(jīng)菌絲或菌索追蹤未發(fā)現(xiàn)與錐栗根系相連,子實(shí)體周圍有較厚的落葉層,推測非菌根菌。
在慶元錐栗林地調(diào)查發(fā)現(xiàn)與錐栗共生的菌根菌種類有橙黃硬皮馬勃、芝麻厚瓤牛肝菌和雙型褶孔牛肝菌。低海拔條件下菌根菌發(fā)生時(shí)間早,高海拔條件下發(fā)生時(shí)間晚且種類較多。
在高、低海拔地區(qū),橙黃硬皮馬勃均為錐栗的優(yōu)勢菌根菌,建議采用接種有橙黃硬皮馬勃的錐栗苗造林,既能促進(jìn)錐栗生長,又能收獲橙黃硬皮馬脖子實(shí)體。
芝麻厚瓤牛肝菌或雙型褶孔牛肝菌菌種分離、擴(kuò)繁、菌根合成等技術(shù)有待繼續(xù)研究,進(jìn)而在高海拔地區(qū)營造菌根林,達(dá)到收獲子實(shí)體和促進(jìn)錐栗苗生長的目標(biāo)。
由于土壤耕作破壞錐栗根系上菌根的生長發(fā)育,橙黃硬皮馬勃發(fā)生明顯減少,而邊坡未耕作區(qū)仍然能發(fā)生子實(shí)體。
挖取的菌根經(jīng)處理后解剖鏡下挑取,觀察菌根形態(tài),由于野生菌根種類復(fù)雜,菌根發(fā)育期菌根形態(tài)差異較大等原因無法肉眼鑒定出菌根菌類型,需要借助分子手段,有待繼續(xù)研究。