貴州省農業(yè)科學院茶葉研究所副研究員、院青年領軍人才、貴州省千層次人才高秀兵博士在2023貴州茶業(yè)科技年會上作了專題報告《茶樹叢枝菌根真菌資源挖掘及其創(chuàng)新應用》，現(xiàn)將錄音整理如下，以饗讀者。
高秀兵：感謝主持人的介紹，各位領導、各位老師、各位同仁下午好！下面由我對《茶樹叢枝菌根真菌資源挖掘及其創(chuàng)新應用》進行匯報。
我們處在一個新的時代，茶產業(yè)迎來了新的發(fā)展機遇，同時也迎來了一些新挑戰(zhàn)。舉個例子：如何平衡茶葉質量安全與農藥之間問題，這是我們現(xiàn)在要思考的問題。另外，由于當前的極端氣候，貴州非常容易發(fā)生倒春寒的情況，如何提高茶樹的抗逆性，這也是我們現(xiàn)在要思考的問題。這些新的挑戰(zhàn)，我們應該怎么樣來應對？傳統(tǒng)的茶葉生產上高度關注茶樹的地上部分，我換了個角度，關注茶樹地下部分，從土壤微生物的角度進行思考，探索新的茶葉提質增效途徑，也為今后茶葉生產提供一個新思路。
我們知道土壤是地球上最主要的微生物庫，蘊含一個非常多的微生物量，不僅數(shù)量巨大，而且有極高的復雜性和多樣性。叢枝菌根真菌是一個對植物有益的土壤微生物的類群，而且這幾年全球對叢枝菌根真菌關注度非常高。什么是叢枝菌根真菌？這是它的分類地位，有別于傳統(tǒng)的子囊菌門和擔子門，這類菌由于到目前為止還不能純培養(yǎng)，個體比較特殊，因此把它分門別類提出來，作為一個單獨的門，稱之為球囊菌門，專門設置1綱4目，目前發(fā)現(xiàn)300多種。
這個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。通過叢枝菌根真菌的侵染以后，極大的擴大了植物根系吸收營養(yǎng)的范圍。按照一般的估算是6倍到10多倍，吸收營養(yǎng)元素的面積也有極大的擴展，這是一類對植物營養(yǎng)吸收和元素交換都非常有促進作用的有益微生物，這是它在根系上的定殖情況。
叢枝菌根真菌跟茶樹有一個緊密關系，叢枝菌根真菌也是比較古老的，跟我們的茶樹有很多的共同點，也是適宜的pH值決定了它們的生長，茶樹是一個喜酸的植物，同樣，pH值決定了叢枝菌根真菌的群落結構，所以它們之間是有一個有趣的碰撞。我們發(fā)現(xiàn)茶樹對叢枝菌根真菌的依賴度比較高的。我們前期的結果發(fā)現(xiàn)，貴州的茶樹上有豐富的叢枝菌根真菌資源，據(jù)此我們后面進行了一些應用。
在整個全球的叢枝菌根真菌方面研究來說，僅亞洲部分國家開展了這方面的研究，其他的就比較少。整個國家層面來說，目前山東、湖北、安徽的省份開展了此類研究，在許多茶區(qū)叢枝菌根真菌研究都是空白?；谝陨系南敕ǎ覀冮_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用方面的工作。
這里，我先簡單介紹一下茶園土壤酸性的知識。我們對貴州省十個重點產茶縣50多個茶園進行取樣了分析，另外在湄潭縣進行了十年左右的長期定位的觀察，對它的土壤酸性變化進行監(jiān)測。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)超過了50%，主要pH值集中在4.47之間，幾乎沒有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重的。
另外，土壤其實類似于一個大的緩沖液，pH值并不能代表它的全部酸性特征。因此，我們關注了有機酸、氨基酸、酸性物質組成等情況進行初步的酸性特征分析。我們發(fā)現(xiàn)有機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。
我們對不同季節(jié)性的茶園酸性情況進行了長期的定位觀察，我們發(fā)現(xiàn)在低酸性和中等酸性的情況下，在秋季的時候pH值有一個降低的過程。但是在高酸性的茶園里，pH值跟季節(jié)之間沒有太大顯著的變化，說明低酸性茶園土壤緩沖小。同時我們對土壤的性質進行了長期的定位觀察。這是他們性質變化情況，近10年pH值有顯著的下降，相應的土壤含量有機質、速效磷等土壤理化性質，除了鋅沒有變化以外，其他的都是有一個顯著變化，這是我們十年監(jiān)測的數(shù)據(jù)。
我們對貴州的茶樹叢枝菌根真菌資源進行了挖掘。這是根系AMF侵染情況。我們共計發(fā)現(xiàn)AMF形態(tài)種是5屬39種，分子種是4屬31種AMF。我們通過這樣的資源調查，保存了一些好的優(yōu)勢的菌株進行后續(xù)的應用。我們對不同的地點茶樹根際AMF多樣性SOB指數(shù)、ACE指數(shù)、PD指數(shù)進行研究，發(fā)現(xiàn)差異比較大。發(fā)現(xiàn)PH值確實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上的應用情況。我們首先對它的茶樹上的一些應用前景進行了評價，通過開展室內實驗，明確了它對茶樹生長積極功效，表明接種叢枝菌根真菌對茶樹生長的積極功效，改善茶樹生長性能根吸形態(tài)和葉片的營養(yǎng)水平。單接種AMF的和混合接種AMF的，都比不接種AMF的茶樹根系根主根長有顯著的增長。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，對照根系的生長情況，這是非常好的。對主根、側根和浸染、葉片都有顯著的改善作用。
另外一方面，對營養(yǎng)元素的吸收進行了初步的研究，發(fā)現(xiàn)氮、磷、鉀、鈣這些元素的吸收都有促進作用的，部分的指標是顯著促進的作用。尤其是氮元素的吸收，提高了2倍多。對品質的影響也進行了測量，為了確定這個品質是基因層面的，我們對它的基因相對表達量進行了測定，我們發(fā)現(xiàn)確實接種叢枝菌根真菌，從基因層面上對茶葉的品質進行了改善。另外我們發(fā)現(xiàn)接種叢枝菌根真菌，能夠促進植物根系對磷的吸收，主要的機制就是促進根系酸性磷酸酶活性，促進根系磷吸收的相關基因表達，來實現(xiàn)了對茶樹促磷吸收的機制。這是相關的數(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。
第四個方面，通過評價發(fā)現(xiàn)，叢枝菌根真菌的確對茶樹有積極的作用。但怎么在田間應用需要思考。因為叢枝菌根真菌有長處也有短板，短板就是目前為止沒有實現(xiàn)這個菌的目前還不能純培養(yǎng)，田間應用方面存在困難。另外一個這個菌是比較特殊，侵染力低于常規(guī)的細菌和真菌，因此想要真正應用到田間茶樹上，可能沒有那么直接，這也就是這些年沒有真正進行田間應用研究報道的原因?；谶@方面我們動了一個腦筋，我們發(fā)現(xiàn)在茶苗扦插繁育的時候，茶苗的根系有一個重新生根的過程，重新生根會比較容易被AMF浸，另外茶苗的生根過程當中會有激素的分泌，這些激素的分泌對茶樹叢枝菌根真菌的侵染有很好了促進作用。基于這兩點考慮，我們將叢枝菌根真菌的田間應用選擇在茶苗繁育上，在這個茶苗生新生根這個應用節(jié)點上進行了一個探索。這是我們篩選出來的優(yōu)勢菌，主要應用這3種，一共5種。
這是我們進行了茶苗扦插繁育試驗得到的結果。這是我們的對照處理，不同的叢枝菌根真菌和植物的激素的組合，對茶苗的扦插繁育的指標有不同的反應。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)。這是我們直觀做的圖片。這個更直觀了，根系掃描的時候發(fā)現(xiàn)，AMF對茶苗的根系的改善作用非常顯著的。這是對它的根系的定殖率和其他指標的監(jiān)測。
從上面可以看出來，接種叢枝菌根真菌，對茶苗的改善作用是非常顯著。基于這個，我們申請了一些發(fā)明的專利，基于對前面研究工作進行了系統(tǒng)的總結，我們集成了茶苗根真菌扦插繁育技術，這個技術有幾個突出的亮點。第一個根系，茶苗根系長度可以提高31%左右，另外茶苗出圃產量，可以提高30%，就是因為根系的改善，導致達到國家二級茶苗標準的比率會有一個很好的提升。最后一個，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)繁育出來茶苗的根系。這是實際的驗收的情況。
主要的推廣模式是，創(chuàng)新以科技特派員為主體的產學研推廣模式，采用科技研發(fā)+核心示范+推廣應用一體化，邊研究邊應用推廣。這幾年我們總共推了10個省份，應用15600畝，新增產值2.01億元，茶苗3.4億株。這是我們在晴隆合作的中央引導地方項目的應用情況。茶苗繁育是勞動力密集型的產業(yè)，所以對當?shù)氐膸幼饔帽容^的明顯，在石阡做茶苗繁育試驗的時候，給當?shù)貛淼氖杖脒€是比較高的，一個項目的總投資的70%到80%都流入到當?shù)剞r戶手中。
我主要的匯報工作就是這些。后續(xù)我們計劃開展叢枝菌根真菌肥料的創(chuàng)制及應用，以及AMF提高茶樹抗逆性方面的研究。
謝謝大家！
（以上內容根據(jù)錄音整理）
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