收稿日期：2010-12-03收稿，2011-04-20接受 基金项目: 哈尔滨市科技创新人才研究专项资金项目(编号：2007RFXXN047)；国家自然科学基金 (编号：31070576); 黑龙江省大学高层次人才支持计划项目（生态修复团队）。 作者简介：冯乐（1985—），男，硕士研究生，主要研究方向为林木菌根学。E-mail:fengle@163.com *通讯作者：宋福强， E-mail: 0431sfq@163.com
冯乐，宋福强. 外生菌根真菌与丝状真菌混合对红松凋落物降解效能的影响[J]. 生态科学, 2011. 30(3): 315-320. FENG Le, SONG Fu-qiang. The impacts of combination of ectomycorrhizal fungi with filamentous fungi on decomposition of Korean-pine litterfall [J]. Ecological Science, 2011. 30(3): 315-320.
外生菌根真菌与丝状真菌混合对红松凋落物降解效
能的影响
冯 乐，宋福强* 黑龙江大学生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 150080 【摘要】实验以原始红松林中高频出现的丝状真菌（链格孢Alternaria sp.）和两种外生菌根真菌（细粉绒牛肝菌Xerocomus Pulverulentus、大杯伞Clitocybe maxima）为供试菌株，以粉碎的新鲜红松凋落物为分解底物，发酵培养后测定底物的质量损失率，酶活性以及营养元素的变化情况。结果表明，AX处理（Alternaria sp.和X. Pulverulentus混合菌株组合）在60天内质量损失率最高，为18.33%，而混合菌AC处理（Alternaria sp.和C. maxima混合菌株组合）由于产生拮抗作用质量损失较低，为13.27%；20天时，X处理（X. Pulverulentus）产生漆酶活性较高为0.093 U·mL-1，C（C. maxima）和AX处理的酶活性的最高值分别为0.063 U·mL-1和0.047 U·mL-1，而A（Alternaria sp.）处理的纤维素酶活性为0.59 U·mL-1，AC处理为0.57 U·mL-1，AX为0.53 U·mL-1，但是AX处理在50天时再次出现高峰，为0.48 U·mL-1；AX处理底物的营养元素N含量减少幅度最为明显，减少百分率为12.21%，同时，P元素的减少幅度也最大，减少百分率25.82%。研究结果进一步揭示了森林生态系统中不同功能真菌类群对林木有机凋落物降解过程中的作用机制，及真菌类群间的相互作用关系。
关键词：外生菌根菌；丝状真菌；凋落物；降解率；木质纤维素酶 doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2011.03.016 中图分类号：Q178.532 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2011)03-314-06 The impacts of combination of ectomycorrhizal fungi with filamentous fungi on decomposition of Korean-pine litterfall
FENG Le, SONG Fu-qiang* College of Life Science, Heilongjiang University, Harbin, Heilongjiang, 150080, China Abstract：Using a common filamentous fungi (Alternaria sp.) and ectomycorrhizal fungi (Xerocomus Pulverulentus and Clitocybe maxima) from original Pinus koraiensis forest, we investigated the ability of different combination of strains to decompose fresh Pinus koraiensis litterfall by measuring mass loss rate, enzymes activity, and N and P contents during fermentation process. The results showed that the total mass loss rate of AX (Alternaria sp. and X. Pulverulentus) reached the highest values (up to 18.33%) after 60 days, while that of AC (Alternaria sp. and C. maxima) was 13.27% because of antagonism. After 20 days the highest laccase activity of X. Pulverulentus, C. maxima and AX was 0.093 U·mL-1, 0.063 U·mL-1 and 0.047 U·mL-1, respectively. During the same period, the highest cellulase activity of Alternaria sp., AC and AX was 0.59 U·mL-1, 0.57 U·mL-1 and 0.53 U·mL-1, while cellulase activity of AX reached 0.48 U·mL-1 after 50 days. During the fermentation process, N content of AX decreased significantly by 12.21%, and P content by 25.82%. This study further revealed the mechanism of different functional fungi groups to degrade forest litterfall and the interaction among fungal communities.
Key words：Ectomycorrhiza; Filamentous fungi; Litter; Decomposition rate; Lignocellulolytic enzymes
第30卷 第3期 生 态 科 学 30(3): 315-320 2011年5月 Ecological Science May 2011
万方数据 1 引言 (Introduction) 在自然环境中，森林生态系统的稳定依赖于植物生长和凋落物降解之间长期的动态平衡[1]。森林凋落物的主要组成成分是木质素和纤维素，因此木质素和纤维素的降解成为生态系统营养平衡中重要的一环。外生菌根真菌和丝状真菌是森林生态系统中比较常见的真菌形态[2]。丝状真菌能够有效地降解木质素和纤维素[3,4]，因而成为森林凋落物的最主要微生物分解者。外生菌根是土壤中外生菌根真菌与植物根的共生体，菌根真菌菌丝体可从土壤中吸收养分、水分供给植物[5]。目前对于外生菌根真菌的研究主要集中在其能促进植物的生长[6]，对于其能否降解凋落物研究较少。可见，外生菌根真菌和丝状真菌在森林生态系统的养分循环中起着至关重要的作用。 红松被誉为北国“宝树”，是东北重要的针叶造林树种，同时也是外生菌根依赖型树种，每年凋落物量大，适合各种功能真菌的繁殖[7]。在森林凋落物分解过程的研究中，通常研究者只注意到丝状真菌的降解能力和外生菌根真菌与植株的互利共生，而忽略了丝状真菌与外生菌根真菌的内在相互关系。本文主要采用混合发酵培养的方法，测定红松林中比较高频出现的外生菌根真菌细粉绒牛肝菌（Xerocomus Pulverulentus）、大杯伞（Clitocybe maxima）和凋落物中最常见丝状真菌链格孢（Alternaria sp.）在不同组合情况下对新鲜红松凋落物的降解速率、降解酶活性及底物营养元素的变化。 本研究中应用森林针叶作为发酵底物，为工业上利用廉价的营养底物生产漆酶以及将木质纤维素底物转化为有用的产物提供理论依据，同时也希望为我国森林凋落物分解动态及物质循环途径的研究提供一些新的思路。
2 材料与方法（Materials and methods） 2.1供试菌株与凋落物采集 选用实验室保藏的红松林内高频出现的外生菌根真菌细粉绒牛肝菌（Xerocomus Pulverulentus）、大杯伞（Clitocybe maxima）和红松凋落物未分解层及发酵层高频出现的丝状真菌链格孢（Alternaria sp.）为研究菌株。各菌株在PDA培养基扩繁后，4℃保存，使用前制备成菌悬液。 采集新鲜的红松凋落物作为外生菌根真菌和丝状真菌的分解底物，40℃烘干，置于聚乙烯袋内封闭保存 [8]。
2.2 针叶分解实验设计 将烘干后的针叶用机械捣碎。称取0.4 g针叶碎屑置于60°C环氧乙烷气中灭菌3 h后[9]，加到装有5.0 mL无菌麦芽浸汁（0.5%）培养基的锥形瓶（100 mL）中。然后接种菌根真菌和丝状真菌菌悬液。具体接种方式见表1。 将上述接种后的锥形瓶，在湿度90%、温度28℃黑暗条件下培养，每个处理接种36个锥形瓶。自接种后第10 d开始取样，每次取不同处理的锥形瓶3个测定各项指标，每隔10 d取样1次，第60 d取最后一次[10]。
2.3 底物质量损失、真菌分泌酶活性及底物营养元素的测定 将10 mL提前预冷的醋酸钠缓冲溶液（50mmol·L-1，
表1 接种试验设计处理 Table1 handling design of inoculation test 接种方式 Inoculation methods 接种菌 Inoculation fungi 接种量 Inoculation volume 底物质量 Substrate mass 标记 mark 处理1 丝状真菌Alternaria sp. 2.0mL 0.4g A 处理2 外生菌根真菌Xerocomus Pulverulentus 2.0mL 0.4g X 处理3 外生菌根真菌Clitocybe maxima 2.0mL 0.4g C