丛枝菌根真菌Glomus mosseae对盐胁迫下牡丹渗透调节的影响

以采自菏泽牡丹园的牡丹‘凤丹’为材料,采用盆栽方法研究了不同浓度人工海水（0%、8%、16%和24%）胁迫下,接种丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌Glomus mosseae对牡丹渗透调节物质含量的影响,以不接种为对照。结果表明,盐胁迫下接种AM真菌能提高牡丹叶片可溶性糖和可溶性蛋白的含量,增大K＋/Na＋比值,减少叶片脯氨酸含量。结论认为,AM真菌能改善牡丹叶片的渗透调节,增强牡丹耐盐能力,促进了盐胁迫下牡丹幼苗的生长。     

Arbuscular mycorrhizal fungi protect a subtropical tree species exposed to simulated acid rain by accelerating photosynthetic ability,antioxidant enzymes and osmolyte accumulation

丛枝菌根真菌对其宿主光合能力、抗氧化酶和渗透物质积累的促进作用 及其抗酸雨机制的探讨 酸雨在中国南方发生频繁,对亚热带树种生长具有明显抑制作用。以往研究表明,丛枝菌根真菌(AM真菌)可以缓解酸雨对宿主植物的胁迫效应。榉树(Zelkova serrata)为中国南方主要经济树种之一,其如何与共生AM真菌协同、增强其抗酸雨胁迫的能力是本项研究所要探讨的关键科学问题。通过温室控制实验,将榉树幼苗随机接受4个水平的AM真菌接种处理(接种灭菌菌种;单独接种Rhizophagus intraradices;单独接种Diversispora versiformis;接种这两种菌种的混合菌种)和3个pH水平(pH2.5、pH4.0和pH5.6)的硫酸型酸雨和硝酸型酸雨处理组成的12个处理组合,同时测定其生长、光合性能、抗氧化酶、渗透调节和土壤酶的响应格局。研究发现酸雨处理显著降低了非菌根榉树幼苗的总干重、总叶绿素含量、叶片净光合速率和可溶性蛋白的含量;接种AM真菌,特别是接种混合菌种,显著提高了强酸胁迫下榉树幼苗的总干重、光合性能、丙二醛、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、可溶性蛋白和根系酸性磷酸酶活性。此外,菌根效应依赖于AM真菌的种类和酸胁迫的梯度。本研究 结果表明,AM真菌对榉树幼苗抗酸胁迫的调控作用主要源于调节宿主植株光合能力、抗氧化酶和渗透物质的积累。榉树与其共生AM真菌在应对酸胁迫上协同机制的解析为该树种在中国南方酸雨区的栽培提供理论基础、具有重要的实践指导意义。     

水分胁迫下AM真菌对沙打旺生长和抗旱性的影响

利用盆栽试验研究了水分胁迫条件下接种AM真菌对优良牧草和固沙植物沙打旺(Astragalus adsurgens Pall.)生长和抗旱性的影响。在土壤相对含水量为70%、50%和30%条件下,分别接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)和沙打旺根际土著菌,不接种处理作为对照。结果表明,水分胁迫显著降低了沙打旺植株(无论接种AM真菌与否)的株高、分枝数、地上部干重和地下部干重,并显著提高了土著AM真菌的侵染率,对摩西球囊霉的侵染率无显著影响。接种AM真菌可以促进沙打旺生长和提高植株抗旱性,但促进效应因土壤含水量和菌种不同而存在差异。不同水分条件下,接种AM真菌显著提高了植株菌根侵染率、根系活力、地下部全N含量和叶片CAT活性。土壤相对含水量为30%和50%时,接种株地上部全N、叶片叶绿素、可溶性蛋白、脯氨酸含量和POD活性显著高于未接种株;接种AM真菌显著降低了叶片MDA含量;接种土著AM真菌的植株株高、分枝数、地上部和地下部干重显著高于未接种株。土壤相对含水量为30%时,接种AM真菌显著增加了地上部全P含量和叶片相对含水量;接种摩西球囊霉的植株株高、分枝数、地上部和地下部干重显著高于未接种株。水分胁迫40d,接种AM真菌显著提高了叶片可溶性糖含量。水分胁迫80d,接种株叶片SOD活性显著增加。菌根依赖性随水分胁迫程度增加而提高。沙打旺根际土著菌接种效果优于摩西球囊霉。水分胁迫和AM真菌的交互作用对分枝数、菌根侵染率、叶片SOD、CAT和POD活性、叶绿素、脯氨酸、可溶性蛋白、地上部全N和全P、地下部全N和根系活力有极显著影响,对叶片丙二醛和地下部全P有显著影响。AM真菌促进根系对土壤水分和矿质营养的吸收,改善植物生理代谢活动,从而提高沙打旺抗旱性,促进其生长。试验结果为筛选优良抗旱菌种,充分利用AM真菌资源促进荒漠植物生长和植被恢复提供了依据。     

盐碱胁迫下AM真菌对羊草生长及生理代谢的影响

利用盆栽控制试验研究了盐碱胁迫下AM真菌对羊草生长及生理代谢的影响。结果表明,盐碱胁迫显著降低了AM真菌的侵染率与侵染强度,且具有高pH的碱胁迫的抑制效应更强。接种AM真菌一定程度上提高了胁迫下羊草幼苗的生物量及光合色素(Chl a,Chl b和Car)含量。随着盐碱胁迫浓度的增加,羊草幼苗积累了大量的Na~+,并抑制了其对K~+的吸收,接种AM真菌一定程度上降低了Na~+的积累,并缓解了胁迫下K~+含量的降低,提高NO_3~-含量从而改善羊草幼苗的离子平衡。在碱胁迫下,柠檬酸、苹果酸含量均显著提高,在盐胁迫下,仅苹果酸含量显著提高,而接种AM真菌使盐碱胁迫下有机酸含量一定程度降低。在盐碱胁迫条件下,接种AM使羊草体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性明显提高,增强宿主植物体内氧自由基的清除能力。接种AM真菌明显提高羊草幼苗抗盐碱能力,因胁迫类型不同,抗逆机理有所差异。研究结果为利用羊草进行生物改良退化盐碱草地以及菌肥的应用提供了科学依据,也为探求羊草-丛枝菌根共生体对盐碱胁迫的响应和反馈提供了数据支持。     

水分胁迫下丛枝菌根AM真菌对民勤绢蒿生长与抗旱性的影响

采用盆栽试验,研究了水分胁迫下接种丛枝菌根AM真菌对民勤绢蒿(Seriphidium minchünense)生长和抗旱性的影响。结果表明,不同水分条件下,接种AM真菌提高了民勤绢蒿菌根侵染率和生物量,增加了地上部和地下部全P含量,重度胁迫下接种株地上部总黄酮含量显著升高,而对分枝数和地上部、地下部全N含量无显著影响。水分胁迫提高了民勤绢蒿菌根依赖性和全N、全P菌根贡献率。不同生长时期接种AM真菌均能提高植株叶片相对含水量、可溶性蛋白和叶绿素含量;前期接种株叶片可溶性糖含量显著低于未接种株,而中后期可溶性糖含量显著高于未接种株;整个生长时期接种株比未接种株叶片维持较低的脯氨酸含量;不同生长时期接种株叶片全N和全P含量显著升高,重度胁迫下接种株叶片总黄酮含量显著升高。AM真菌促进宿主植物生长和增强抗旱性可能是AM真菌直接促进宿主植物根系对土壤水分和矿质元素吸收和间接改善植株体内生理代谢活动的缘故。     

丛枝菌根真菌对柑橘嫁接苗枳/红肉脐橙抗旱性的影响

采用盆栽试验,研究了自然水分胁迫和胁迫解除复水条件下接种AM真菌摩西球囊霉对柑橘嫁接苗枳/红肉脐橙生长和保护系统能力的影响.结果表明,接种AM真菌的柑橘嫁接苗的株高、穗粗、叶面积和新梢生长量显著或极显著地高于未接种植株.在胁迫解除复水第4天,接种AM真菌的根系可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著或极显著高于未接种植株.在自然水分胁迫和胁迫解除复水过程中,接种AM真菌较未接种处理降低叶片丙二醛(MDA)含量,提高可溶性糖和可溶性蛋白质含量,增强SOD、过氧化物酶(POD)、CAT活性,从而增强柑橘嫁接苗的渗透调节和保护防御能力,提高柑橘嫁接苗的抗旱能力.水分和菌根显著交互影响叶片SOD活性.AM真菌提高寄主植物的抗旱性机制可能与寄主植物的保护系统能力的改变有关.     

干旱胁迫下AM真菌对油蒿叶片保护系统的影响

基利用盆栽试验在正常水分和干旱胁迫条件下研究了灭菌土接种AM真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae)和土著AM真菌对油(蒿Artemisia ordosica)生长及叶片保护系统的影响。结果表明,干旱胁迫显著抑制了土著AM真菌对油蒿的侵染,但对G.mosseae的侵染影响较小。正常水分和干旱胁迫条件下,接种AM真菌显著增加了油蒿生物量和干重以及根系含磷量;提高了叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量并降低了脯氨酸和丙二醛含量;显著增强了过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,增强了油蒿对干旱的防御能力。     

盐胁迫下接种AM真菌对玉米耐盐性的影响

以玉米品种陕单16号幼苗为材料,用盆栽法研究了不同含盐量(0、0.5、1.0、1.5和2.0 NaCl g/kg)土壤接种AM真菌(Glomus mosseae)对玉米幼苗生物量、盐害级数,以及叶片中电解质透出率、丙二醛、O·2-、H2O2含量和保护酶活性的影响.结果表明:在盐胁迫下,接种AM真菌增加了玉米植株生物量,降低了玉米的盐害级数;菌根植株叶片中过氧化氢酶的活性高于非菌根植株,而过氧化物酶、抗坏血酸氧化酶和多酚氧化酶的活性则为非菌根植株高于菌根植株;超氧化物歧化酶的活性在NaCl浓度为0、0.5和1.0 g/kg时为非菌根植株高于菌根植株,而在NaCl浓度为1.5和2.0 g/kg时则为菌根植株高于非菌根植株;菌根植株叶片中电解质透出率、丙二醛、O·2-和H2O2的含量低于非菌根植株.可见,AM真菌的侵染提高了玉米的耐盐性,缓解了由盐胁迫引起的过氧化胁迫对玉米植株的伤害,但这一缓解作用并不只是通过提高保护酶活性来实现的,可能还存在一些非酶促的调节机制.     

AM真菌对盐胁迫下番茄幼苗生理特征及AVP1表达的影响

采用温室盆栽试验研究不同NaCl浓度（0、50 和85 mmol/L）持续胁迫接种摩西球囊霉和地表球囊霉 2种AM真菌对加工番茄耐盐性的影响。结果显示:（1）在0 mmol/L NaCl处理条件下,2种菌的番茄菌根化苗的根系活力、叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、根系脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性均高于非菌根植株,且丙二醛含量低于非菌根植株,但差异不显著。（2）在50、85 mmol/L NaCl浓度胁迫下,接种2种菌根真菌可显著提高番茄植株根系活力,促进叶片中可溶性糖、可溶性蛋白及根系脯氨酸含量的积累,显著提高叶片中与抗逆相关的超氧化物歧化酶和过氧化物酶的活性,减少丙二醛在根系中的积累;随着NaCl浓度的增加,效果更为明显。（3）RT-PCR分析显示,AM真菌和盐胁迫共同调控H⁺转运无机焦磷酸酶H⁺- PPase的表达,随NaCl浓度的增加,AVP1基因表达量下降,但菌根化番茄植株的AVP1基因表达量显著高于非菌根植株。研究表明,接种AM真菌后,菌根化植株可通过显著促进幼苗体内渗透调节物质积累和抗氧化酶活性的提高,有效降低体内膜脂过氧化水平,同时过量表达AVP1基因增加了番茄植株中离子向液泡膜的转运,从而缓解盐胁迫对植株的伤害,增强番茄幼苗对盐胁迫的耐性。     

EFFECTS OF AM FUNGI AND WATER STRESS ON DROUGHT RESISTANCE OF ARTEMISIA ORDOSICA IN DIFFERENT SOILS

 利用两种不同土壤研究了水分胁迫和接种AM真菌(摩西球囊霉(Glomus mosseae)和油蒿(Artemisia ordosica)根际土著AM真菌)对毛乌素沙地重要演替物种油蒿生长和抗旱性的影响。结果表明, 两种土壤中水分胁迫没有显著影响油蒿的植株形态和含水量, 但严重抑制了菌根侵染率。水分胁迫促使油蒿提高叶片保水能力, 抑制N、P在地上部的分配。在胁迫前期SOD活性较高, 而POD活性在后期较高。同一水分条件下接种AM真菌显著提高了AM真菌侵染率, 土壤中孢子数显著增多, 提高了植株分枝数并促进侧根发育, 显著提高根冠比和植株保水能力, 加强了根系对全磷、全氮的吸收。接种AM真菌的植株可溶性糖和丙二醛含量较低, 可溶性蛋白含量无显著变化, SOD和POD活性提高, 油蒿抗旱性加强。水分胁迫下在不同土壤中接种不同AM真菌对油蒿的促进效应差异较大, 接种土著AM真菌的效果优于摩西球囊霉单一接种。干旱导致菌根侵染率下降是宿主植物吸水能力下降的原因之一, 在植物生长前期接种AM真菌可以增强植物抵抗生长中后期环境干旱的能力。