貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所副研究員、院青年領(lǐng)軍人才、貴州省千層次人才高秀兵博士在2023貴州茶業(yè)科技年會(huì)上作了專(zhuān)題報(bào)告《茶樹(shù)叢枝菌根真菌資源挖掘及其創(chuàng)新應(yīng)用》，現(xiàn)將錄音整理如下，以饗讀者。
高秀兵：感謝主持人的介紹，各位領(lǐng)導(dǎo)、各位老師、各位同仁下午好！下面由我對(duì)《茶樹(shù)叢枝菌根真菌資源挖掘及其創(chuàng)新應(yīng)用》進(jìn)行匯報(bào)。
我們處在一個(gè)新的時(shí)代，茶產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也迎來(lái)了一些新挑戰(zhàn)。舉個(gè)例子：如何平衡茶葉質(zhì)量安全與農(nóng)藥之間問(wèn)題，這是我們現(xiàn)在要思考的問(wèn)題。另外，由于當(dāng)前的極端氣候，貴州非常容易發(fā)生倒春寒的情況，如何提高茶樹(shù)的抗逆性，這也是我們現(xiàn)在要思考的問(wèn)題。這些新的挑戰(zhàn)，我們應(yīng)該怎么樣來(lái)應(yīng)對(duì)？傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)上高度關(guān)注茶樹(shù)的地上部分，我換了個(gè)角度，關(guān)注茶樹(shù)地下部分，從土壤微生物的角度進(jìn)行思考，探索新的茶葉提質(zhì)增效途徑，也為今后茶葉生產(chǎn)提供一個(gè)新思路。
我們知道土壤是地球上最主要的微生物庫(kù)，蘊(yùn)含一個(gè)非常多的微生物量，不僅數(shù)量巨大，而且有極高的復(fù)雜性和多樣性。叢枝菌根真菌是一個(gè)對(duì)植物有益的土壤微生物的類(lèi)群，而且這幾年全球?qū)仓婢P(guān)注度非常高。什么是叢枝菌根真菌？這是它的分類(lèi)地位，有別于傳統(tǒng)的子囊菌門(mén)和擔(dān)子門(mén)，這類(lèi)菌由于到目前為止還不能純培養(yǎng)，個(gè)體比較特殊，因此把它分門(mén)別類(lèi)提出來(lái)，作為一個(gè)單獨(dú)的門(mén)，稱(chēng)之為球囊菌門(mén)，專(zhuān)門(mén)設(shè)置1綱4目，目前發(fā)現(xiàn)300多種。
這個(gè)就是叢枝菌根真菌在土壤里的情況，這是我們傳統(tǒng)的根系的范圍。通過(guò)叢枝菌根真菌的侵染以后，極大的擴(kuò)大了植物根系吸收營(yíng)養(yǎng)的范圍。按照一般的估算是6倍到10多倍，吸收營(yíng)養(yǎng)元素的面積也有極大的擴(kuò)展，這是一類(lèi)對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)吸收和元素交換都非常有促進(jìn)作用的有益微生物，這是它在根系上的定殖情況。
叢枝菌根真菌跟茶樹(shù)有一個(gè)緊密關(guān)系，叢枝菌根真菌也是比較古老的，跟我們的茶樹(shù)有很多的共同點(diǎn)，也是適宜的pH值決定了它們的生長(zhǎng)，茶樹(shù)是一個(gè)喜酸的植物，同樣，pH值決定了叢枝菌根真菌的群落結(jié)構(gòu)，所以它們之間是有一個(gè)有趣的碰撞。我們發(fā)現(xiàn)茶樹(shù)對(duì)叢枝菌根真菌的依賴(lài)度比較高的。我們前期的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，貴州的茶樹(shù)上有豐富的叢枝菌根真菌資源，據(jù)此我們后面進(jìn)行了一些應(yīng)用。
在整個(gè)全球的叢枝菌根真菌方面研究來(lái)說(shuō)，僅亞洲部分國(guó)家開(kāi)展了這方面的研究，其他的就比較少。整個(gè)國(guó)家層面來(lái)說(shuō)，目前山東、湖北、安徽的省份開(kāi)展了此類(lèi)研究，在許多茶區(qū)叢枝菌根真菌研究都是空白。基于以上的想法，我們開(kāi)展了叢枝菌根真菌方面的研究，主要是叢枝菌根真菌資源篩選和應(yīng)用方面的工作。
這里，我先簡(jiǎn)單介紹一下茶園土壤酸性的知識(shí)。我們對(duì)貴州省十個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)茶縣50多個(gè)茶園進(jìn)行取樣了分析，另外在湄潭縣進(jìn)行了十年左右的長(zhǎng)期定位的觀(guān)察，對(duì)它的土壤酸性變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這是我們做的一些研究發(fā)現(xiàn)，貴州省的茶園pH值是酸度比較高，PH小于4.5的茶園已經(jīng)超過(guò)了50%，主要pH值集中在4.47之間，幾乎沒(méi)有pH值大于5.5的茶園，所以我們貴州茶園土壤酸性是比較嚴(yán)重的。
另外，土壤其實(shí)類(lèi)似于一個(gè)大的緩沖液，pH值并不能代表它的全部酸性特征。因此，我們關(guān)注了有機(jī)酸、氨基酸、酸性物質(zhì)組成等情況進(jìn)行初步的酸性特征分析。我們發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸的含量主要是甲酸和乙酸的含量高，氨基酸含量是谷氨酸和天冬氨酸的含量高，這就是貴州茶園土壤酸性的情況。
我們對(duì)不同季節(jié)性的茶園酸性情況進(jìn)行了長(zhǎng)期的定位觀(guān)察，我們發(fā)現(xiàn)在低酸性和中等酸性的情況下，在秋季的時(shí)候pH值有一個(gè)降低的過(guò)程。但是在高酸性的茶園里，pH值跟季節(jié)之間沒(méi)有太大顯著的變化，說(shuō)明低酸性茶園土壤緩沖小。同時(shí)我們對(duì)土壤的性質(zhì)進(jìn)行了長(zhǎng)期的定位觀(guān)察。這是他們性質(zhì)變化情況，近10年pH值有顯著的下降，相應(yīng)的土壤含量有機(jī)質(zhì)、速效磷等土壤理化性質(zhì)，除了鋅沒(méi)有變化以外，其他的都是有一個(gè)顯著變化，這是我們十年監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)。
我們對(duì)貴州的茶樹(shù)叢枝菌根真菌資源進(jìn)行了挖掘。這是根系A(chǔ)MF侵染情況。我們共計(jì)發(fā)現(xiàn)AMF形態(tài)種是5屬39種，分子種是4屬31種AMF。我們通過(guò)這樣的資源調(diào)查，保存了一些好的優(yōu)勢(shì)的菌株進(jìn)行后續(xù)的應(yīng)用。我們對(duì)不同的地點(diǎn)茶樹(shù)根際AMF多樣性SOB指數(shù)、ACE指數(shù)、PD指數(shù)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)差異比較大。發(fā)現(xiàn)PH值確實(shí)是影響茶葉叢枝菌根真菌多樣性的重要因素，其次海拔、土壤的種植年限都有一定影響。
第三個(gè)方面基于篩選到的叢枝菌根真菌菌株，我們探索了它在茶樹(shù)上的應(yīng)用情況。我們首先對(duì)它的茶樹(shù)上的一些應(yīng)用前景進(jìn)行了評(píng)價(jià)，通過(guò)開(kāi)展室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，明確了它對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)積極功效，表明接種叢枝菌根真菌對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)的積極功效，改善茶樹(shù)生長(zhǎng)性能根吸形態(tài)和葉片的營(yíng)養(yǎng)水平。單接種AMF的和混合接種AMF的，都比不接種AMF的茶樹(shù)根系根主根長(zhǎng)有顯著的增長(zhǎng)。這是我們拍的圖片，接種和不接種的根系有顯著的改善作用，對(duì)照根系的生長(zhǎng)情況，這是非常好的。對(duì)主根、側(cè)根和浸染、葉片都有顯著的改善作用。
另外一方面，對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收進(jìn)行了初步的研究，發(fā)現(xiàn)氮、磷、鉀、鈣這些元素的吸收都有促進(jìn)作用的，部分的指標(biāo)是顯著促進(jìn)的作用。尤其是氮元素的吸收，提高了2倍多。對(duì)品質(zhì)的影響也進(jìn)行了測(cè)量，為了確定這個(gè)品質(zhì)是基因?qū)用娴?，我們?duì)它的基因相對(duì)表達(dá)量進(jìn)行了測(cè)定，我們發(fā)現(xiàn)確實(shí)接種叢枝菌根真菌，從基因?qū)用嫔蠈?duì)茶葉的品質(zhì)進(jìn)行了改善。另外我們發(fā)現(xiàn)接種叢枝菌根真菌，能夠促進(jìn)植物根系對(duì)磷的吸收，主要的機(jī)制就是促進(jìn)根系酸性磷酸酶活性，促進(jìn)根系磷吸收的相關(guān)基因表達(dá)，來(lái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)茶樹(shù)促磷吸收的機(jī)制。這是相關(guān)的數(shù)據(jù)、圖片，這是根系的情況（圖）。另外，在抗逆性方面做了一些研究，發(fā)現(xiàn)對(duì)MDA和超氧陰離子、抗氧化酶活性、抗氧化酶基因都有顯著的改善作用。這是它的根系。
第四個(gè)方面，通過(guò)評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，叢枝菌根真菌的確對(duì)茶樹(shù)有積極的作用。但怎么在田間應(yīng)用需要思考。因?yàn)閰仓婢虚L(zhǎng)處也有短板，短板就是目前為止沒(méi)有實(shí)現(xiàn)這個(gè)菌的目前還不能純培養(yǎng)，田間應(yīng)用方面存在困難。另外一個(gè)這個(gè)菌是比較特殊，侵染力低于常規(guī)的細(xì)菌和真菌，因此想要真正應(yīng)用到田間茶樹(shù)上，可能沒(méi)有那么直接，這也就是這些年沒(méi)有真正進(jìn)行田間應(yīng)用研究報(bào)道的原因?；谶@方面我們動(dòng)了一個(gè)腦筋，我們發(fā)現(xiàn)在茶苗扦插繁育的時(shí)候，茶苗的根系有一個(gè)重新生根的過(guò)程，重新生根會(huì)比較容易被AMF浸，另外茶苗的生根過(guò)程當(dāng)中會(huì)有激素的分泌，這些激素的分泌對(duì)茶樹(shù)叢枝菌根真菌的侵染有很好了促進(jìn)作用?；谶@兩點(diǎn)考慮，我們將叢枝菌根真菌的田間應(yīng)用選擇在茶苗繁育上，在這個(gè)茶苗生新生根這個(gè)應(yīng)用節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行了一個(gè)探索。這是我們篩選出來(lái)的優(yōu)勢(shì)菌，主要應(yīng)用這3種，一共5種。
這是我們進(jìn)行了茶苗扦插繁育試驗(yàn)得到的結(jié)果。這是我們的對(duì)照處理，不同的叢枝菌根真菌和植物的激素的組合，對(duì)茶苗的扦插繁育的指標(biāo)有不同的反應(yīng)。最佳的組合是RI+SL處理。茶苗根系表面積、根系的體積都有顯著的改善作用，這是茶苗光合作用的數(shù)據(jù)。這是我們直觀(guān)做的圖片。這個(gè)更直觀(guān)了，根系掃描的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，AMF對(duì)茶苗的根系的改善作用非常顯著的。這是對(duì)它的根系的定殖率和其他指標(biāo)的監(jiān)測(cè)。
從上面可以看出來(lái)，接種叢枝菌根真菌，對(duì)茶苗的改善作用是非常顯著?；谶@個(gè)，我們申請(qǐng)了一些發(fā)明的專(zhuān)利，基于對(duì)前面研究工作進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)，我們集成了茶苗根真菌扦插繁育技術(shù)，這個(gè)技術(shù)有幾個(gè)突出的亮點(diǎn)。第一個(gè)根系，茶苗根系長(zhǎng)度可以提高31%左右，另外茶苗出圃產(chǎn)量，可以提高30%，就是因?yàn)楦档母纳?，?dǎo)致達(dá)到國(guó)家二級(jí)茶苗標(biāo)準(zhǔn)的比率會(huì)有一個(gè)很好的提升。最后一個(gè)，是茶苗移栽后的成活率得到了很好的改善作用，提高10%。這是田間根系的情況，是顯著高于常規(guī)繁育出來(lái)茶苗的根系。這是實(shí)際的驗(yàn)收的情況。
主要的推廣模式是，創(chuàng)新以科技特派員為主體的產(chǎn)學(xué)研推廣模式，采用科技研發(fā)+核心示范+推廣應(yīng)用一體化，邊研究邊應(yīng)用推廣。這幾年我們總共推了10個(gè)省份，應(yīng)用15600畝，新增產(chǎn)值2.01億元，茶苗3.4億株。這是我們?cè)谇缏『献鞯闹醒胍龑?dǎo)地方項(xiàng)目的應(yīng)用情況。茶苗繁育是勞動(dòng)力密集型的產(chǎn)業(yè)，所以對(duì)當(dāng)?shù)氐膸?dòng)作用比較的明顯，在石阡做茶苗繁育試驗(yàn)的時(shí)候，給當(dāng)?shù)貛?lái)的收入還是比較高的，一個(gè)項(xiàng)目的總投資的70%到80%都流入到當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)手中。
我主要的匯報(bào)工作就是這些。后續(xù)我們計(jì)劃開(kāi)展叢枝菌根真菌肥料的創(chuàng)制及應(yīng)用，以及AMF提高茶樹(shù)抗逆性方面的研究。
謝謝大家！
（以上內(nèi)容根據(jù)錄音整理）
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