不同磷水平下AM真菌对丹参生长发育的影响

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1、（药学院）二○一八届硕士研究生学位论文不同磷水平下AM真菌对丹参生长发育的影响InfluencesofarbuscularmycorrhizalfungionthedevelopmentofSalviamiltiorrhizaBge.underdifferentphosphorussupply研究生姓名：穆帝秀指导老师：陈新教授学科专业：生药学二〇一八年五月学位论文不同磷水平下AM真菌对丹参生长发育的影响InfluencesofarbuscularmycorrhizalfungionthedevelopmentofSalviamiltiorrhizaBge.underd

2、ifferentphosphorussupply穆帝秀指导教师姓名：陈新教授申请学位级别：硕士专业名称：生药学论文提交时间：2018.04论文答辩时间：2018.05二〇一八年五月成都中医药大学2018届硕士学位论文摘要磷(phosphorus,P)是植物生长发育所必需的关键营养元素，主要依靠载体磷酸盐转运蛋白(phosphatetransporters,PHT)从土壤中进行吸收利用。但土壤中的磷常因为移动性差而利用率较低，即使外界施予大量的磷，植物不仅无法吸收，反而会导致植株磷中毒、土壤磷浪费及环境污染等问题。况且，磷资源的缺乏已是目前面临的一个全球性难题。近年来的研

3、究发现，自然界中存在一类能改善磷缺乏状态的“生物肥料”—丛枝菌根(arbuscularmycorrhizal,AM)真菌，其主要功能之一就是改善宿主植物的矿质营养状态，尤其是磷元素。该类菌根真菌能与大多数植物形成互惠共生体，以此进行养分交换、能量流动、信息传递，对维持生态系统再生性、多样性及系统稳定性方面都具有重要潜能。丹参SalviamiltiorrhizaBge.为唇形科多年生草本植物，既是公认的模式药用植物，又是市场上常用的大宗药材，其干燥的根及根茎有活血祛瘀、通经止痛、清心安神等传统功效，对心脑血管系统方面的疾病疗效显著。但因种植产地分散，地理环境悬殊，难以形成

4、规范化栽培，导致种质退化严重、质量参差不齐、连作障碍等问题，妨碍了高产优质丹参药材的生产。而目前的研究也多集中于施磷量对丹参活性成分方面的影响，对磷类营养元素的初级代谢方面的研究关注较少，本课题一方面对自然生长状态下的丹参根系进行原位检测，以了解丹参根系的基本发育情况；另一方面利用盆栽受控试验，从表观形态、生理生化及基因表达三个不同的层面，来研究不同磷水平条件下接种土著AM真菌—福摩萨球囊霉(glomusformosanumWu&Chen,GF)对丹参生长发育的影响；取得如下成果：1.丹参植株及其根系在自然环境下的生长发育动态。一年生的丹参植株存在二次发育（生长和生殖）

5、的生理现象，并且都集中在第二生长期，但其根系的发育进程与地上部分的生长状态之间联系不大。根系颜色会经历“白→红→褐”的变化过程，红色色泽维持2~3个月后会变暗。通过对根系数量、粗细及色泽的综合考虑，建议将丹参药材的采收时间定在幼苗移栽后的第5~6个月。2.不同磷水平下AM真菌对丹参生长表观形态特征的影响。低磷胁迫会抑制丹参的生长发育，而AM真菌能改善丹参植株因低磷导致的不良生长状态，一方面促进丹参的植株的生长（增加株高、扩大茎粗）及生物量（地上与地下）的积累；另一方面会改变丹参根系形态特征，表现在增加丹参根系的长度、投影面积、表面积、体积、平均直径、根尖数。3.不同磷水

6、平下AM真菌对丹参生长发育生理生化方面的影响。不同磷浓度环境下，AM真菌对丹参的共生依赖性不同，低磷环境会提高菌根侵染率，随着磷浓度升高，共生性受到抑制，AM真菌对丹参的依赖度降低；AM共生体系的形成会改变丹参根际土壤的营养状态，会相应的降低根际土中速效氮、速效磷、速效钾的浓度及有机碳的含量；AM真菌还会促进丹I成都中医药大学2018届硕士学位论文参植株对磷的吸收利用，尤其是提高低磷环境下丹参对磷的利用效率，可显著增加丹参植株的总磷含量；AM共生体系也会改善丹参叶片因低磷引起的光合作用抑制现象，表现为提高丹参叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率，降低叶片的胞间CO2浓度

7、。4.丹参PHT1基因家族的挖掘及其菌根标识性成员的筛选。从丹参基因组中共挖掘了12个PHT1候选基因，其中，除Sm1是已报道的基因Smpht1以外，其余11个基因均为新发现的成员。该基因家族各成员间保守性高，相互间氨基酸序列的同源性高达74.34%。通过生物信息技术对其进行功能注释后发现：Sm4和Sm6、Sm5和Sm11这两对成员可能属于协同进化的同功能基因；Sm1、Sm3、Sm5、Sm7及Sm11这5个成员都主要在根中表达，其中，除了会受缺磷特异性诱导的Sm7和不受磷素供缺因素影响的Sm3以外，其余3个均极有可能属于缺磷诱导增强表达型