菌根（真菌与植物根的共生体）

菌种简介

菌根

土壤、阳光、空气和水是植物生长的重要元素，尤其是土壤之於树木更是不可或缺的基础，它提供植物体固著及供给其生长所需的养分来源。原来这些松树的树根会和一种菌根菌形成共生关係，而结合成独特的菌根。菌根菌的菌丝能交织成鞘套式的结构，将松树幼根外表包起来，菌鞘套内和幼根接触的菌丝，会侵入幼根间隙，菌鞘外的菌丝则呈绒毛状向四周岩石细缝或土壤延伸，将土壤和根系紧紧结合，以其巨大的表面，帮助植物吸收悬崖上的无机物质，并能从泥炭、腐植质、木质素和蛋白质等有机物中吸收被分解的养分，使得松树能在极端恶劣的环境下，依然挺拔傲立。

世界上的植物，从苔藓植物、蕨类、裸子植物到被子植物，都可以和囊丛枝菌根菌共生，1980年初期，菌根学家几乎认為已能瞭解植物和其共生菌根间的关係，然而随著后续学者调查次数的增加，却发现了愈来愈多先前所未知的区域。

菌种分类

菌根

除内生菌根和外生菌根外，还有一类外－内生菌根，它兼有外生菌根和内生菌根的特性，常见于木本植物,如由杂色牛肝菌与松树等形成的菌根就是典型的代表。涉及的菌根真菌有内囊霉属、Glomus、Acaulospora、实果内囊霉属、Gigaspora等属，这类菌根真菌在农业上有很重要的经济意义。除无隔菌丝形成的内生菌根外，还由有隔菌丝的真菌如层孔菌属，丝核菌属等引起。兰科等植物形成内生菌根。

内生菌根与外生菌根的不同在于内生菌根的菌丝体侵入细胞内部，经受一个胞内发育阶段，尔后被寄主细胞消化，这种菌丝被消化和其新菌丝的侵入之间处于一个平衡状态；而且在寄主细胞间不形成致密的哈替氏网状结构。

中国从松树、柞树菌根分离得到外生菌根真菌纯培养如牛肝菌属、乳菇属和滑菇属等的一些种，曾回接欧洲赤松获得成功。内生菌根菌丝体侵入根的皮层细胞内，并形成囊状树枝形结构，有这种结构的菌根称为囊状-丛枝菌根。它主要是由无隔菌丝的真菌引起，在许多被子植物、裸子植物和苔藓植物中极为普遍。

外生菌根具有合成生物活性物质的能力（如合成维生素、赤霉素、细胞分裂素、植物生长激素、酶类以及抗生素等），不仅能促进植物良好的生长，而且能提高植物的抗病能力。某些外生菌根真菌的生活史中所形成的子实体，能为人类提供食用和药用的菌类资源（如乳菇属、红菇属）。

菌种功能

菌根

菌根最主要的功能在於增强植物对养分的吸收能力，尤其是磷肥，因為磷本身具有不溶解性，在土壤中常被固定，属较不易移动的离子，当根系周遭的磷耗尽，即產生养分缺乏的情况，而菌根所產生的菌丝可伸展超出此区域，进而利用原本吸收不到的磷，然而许多学者亦发现在土壤养分优沃的状态下，菌根的发育却是受到压抑的。

增进水分吸收能力以增强对干旱的抗性，则是菌根的另一项功能，学界已有许多的理论可用来解释它是如何产生作用的，它可能是藉由磷浓度的调节而进行，藉由增加磷的吸收，亦促进水分的吸收与蒸散作用；亦有人认為可能是菌丝增加了植物根部的吸收面积；此外也有报告指出可能是菌根使植物產生了生长调节剂，而改变植物本身的生理机能，植物荷尔蒙產生於植物的生长点，菌根可促使植物增加生长点的数量，而这些植物荷尔蒙亦会对植物气孔的传导功能產生作用，因而影响植物体内水分移动的状况。

而真菌在帮助植物时，亦能从植物体中获取生长所需的碳水化合物与氨基酸等，良好的共生关係促使菌根菌得以拓展迅速，其拓展进而增加植物抵抗逆境的能力，形成大自然中菌类与植物间相辅相成、密不可分的微妙关系。

栖地復育

菌根

或许我们会怀疑，既然植物能与菌根菌自然產生共生，為何不让栖地原生的菌根菌与栽植的苗木形成自然的共生。然而现实的状况中，诸多的造林跡地及復育栖地，每每都是些生育条件极度恶劣的不良地。这些栖地由於森林火灾、地震造成的崩塌，或长期的不当放牧等因素，皆会使土壤中微生物消失，尤其是菌根菌，而形成造林不易成功的恶地。

应用

1、菌根化育苗造林

我国是一个林业大国，但随着人口的不断增加和全球生态环境的改变，天然林的覆盖面积逐年减少。面对这一严重问题，近些年我国加大了人工林的种植面积，为了提高造林成活率，科研工作者提出利用菌根真菌和林木之间的互惠共生关系，来增加逆境造林的成功率。菌根真菌广泛存在于各个生态系统的土壤中，其中外生菌根在森林生态系统中起着重要的作用。菌根化育苗造林技术的应用在提高我国森林覆盖面积和维持森林生态系统稳定性等方面已经取得了初步成效。采用菌根化育苗不仅可以提高苗木的成活率、提高苗木对土壤中营养元素的吸收和利用、促进苗木生长，而且还能够增强苗木对植物病害、干旱、有机污染物及重金属胁迫的抗性。研究发现，接种菌根真菌可提高种子出苗率，缩短出苗时间，并显著提高松苗的苗高、地径、侧根数和干重。在Cu和Cd胁迫条件下对中国松接种外生菌根真菌不仅促进寄主植物的生长发育和生物量的增加，而且显著降低了松树体内重金属的浓度，抑制了重金属由植物根部向地上部转移，提高其对重金属胁迫的抗性，提高造林成活率。在川东南地区酸化土壤中接种外生菌根真菌，可以提高马尾松在贫瘠土壤中的生存能力和抗铝性，增加当地马尾松的盖度。外生菌根真菌的存在还可增强树木抵抗干旱、病害等胁迫的能力，阻止或延缓了科尔沁樟子松人工林的生长衰退，在维持森林生态系统稳定性和生物多样性方面发挥着重要的作用。林业是我国经济发展的一个重要组成部分，又是一项重要的公益事业和基础产业，将菌根技术应用于我国林业经济发展中，不仅提高了林木的质量，而且对于实施林业经济走可持续发展道路及生态建设和林业产品供给等方面都发挥着重要的作用。

2、食用菌生产

我国外生菌根真菌资源丰富，随着人们对外生菌根真菌的食用或药用价值认识的不断深入，越来越多的学者致力于外生菌根真菌人工栽培技术的研究，目前我国外生菌根食用菌的生产已形成一定规模。已通过对原有菌根合成基质和方法的改进，有效地获得美味牛肝菌与马尾松幼苗的外生菌根，并发现运用人工方法促进红楮林的菌根多样化，可显著提高外生菌根真菌红菇的产量。可见，随着人们对食用菌需求的不断提高，外生菌根真菌的价值及菌根资源的开发和保护也将会越来越受到人们的重视。

综上可知，菌根真菌在整个生态系统中发挥着重要的作用。首先，对于植物生理性状的影响，菌根真菌能够促进植物对N、P、K及一些微量元素的吸收和利用，改善植物的营养状况，显著提高植物的生物量及品质。其次，对于植株提高抗胁迫能力的影响，菌根真菌可以促进植物对营养元素和水分的吸收利用，提高植物的抗旱性、抗病性及抗重金属污染等胁迫的能力。再次，菌根真菌在生态修复和稳定中也起到了重要的作用，菌根真菌的根外菌丝可通过特殊途径将环境中的有机污染物降解为自身可吸收利用的简单化合物及糖类物质等；菌根真菌还可吸附和固定重金属，加速矿区的复垦速度；在自然生态系统中，菌根真菌可通过促进植物的生长来维持生态环境中物种资源的稳定。