丛枝菌根真菌对柑橘抗旱性的作用及其机理研...

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1、华中农业大学博士学位论文丛枝菌根真菌对柑橘抗旱性的作用及其机理研究姓名：吴强盛申请学位级别：博士专业：果树学指导教师：夏仁学;邓秀新20060601丛枝菌根真菌对柑橘抗旱性的作用及其机理研究摘要丛枝菌根是土壤中的丛枝菌根真菌与寄主植物根系形成的一种互惠共生体，能帮助寄主植物从土壤中吸收更多的水分和矿质元素，从而成为土壤与植物间物质的运输载体，对植物的生长和发育显得尤为重要。柑橘多栽培于丘陵山地，水分是其获得高产优质的主要限制因子之一。在栽培条件下柑橘根系根毛少且短，甚至无，需要依赖丛枝菌根的吸收作用维持其生长，从而对丛枝菌根的依赖性强。本研究从丛枝菌根真菌的角度，探

2、讨其对柑橘抗旱性的作用及其机理，为阐明菌根抗旱提供理论依据；期望从球囊霉属(Glomus)中筛选出适合我国柑橘发展的真菌／菌种，为丛枝菌根真菌在柑橘上的应用提供参考。本研究主要内容和结果如下：(1)柑橘丛枝菌根真菌菌种抗旱比较研究。以G．mosseae、G．versiforme、G．diaphanum、G．geosporum和G．etunicatum为供试菌种，接种于正常水分或水分胁迫下的枳(Poncirustrifoliata(L．)Raf．)和红橘(CitrustangerineHort．exTanaka)实生苗上进行盐栽试验，从菌根发育、植株生长、碳水化合物以

3、及抗氧化酶等方面比较上述5种菌种的抗旱效果。结果表明，水分胁迫明显抑制5种菌种对柑橘根系的侵染，但菌根的各部分结构联系更紧密。丛枝菌根真菌对柑橘抗旱性的作用存在种间差异，正常水分和水分胁迫下对枳实生苗高效的菌种分别是G．versiforme和G．mosseae，G．diaphanum是一个很弱的菌种，不具有抗旱潜力；正常水分和水分胁迫下G．mosseae和G．geosporum均对红橘实生苗具有很强的抗旱潜力，G．etunicatum在红橘实生苗上不具备抗旱潜力。(2)丛枝菌根真菌对柑橘水分和渗透调节的影响。以G．mosseae和G．versiforme为供试菌种，

4、接种于不同水分处理的枳或红橘实生苗上进行盆栽试验。结果表明，在20％、16％和12％土壤含水量条件下接种G．mosseae的枳实生苗根系总吸收面积和活跃吸收面积均明显高于对应的未接种植株，有的达到显著水平；G．mosseae接种提高枳实生苗的水分利用效率达20．0％'-'-'39．9％。研究还表明，无论在正常水分还是水分胁迫下，G．versiforme接种明显提高枳或红橘实生苗叶片和根系的可溶性糖、可溶性淀粉和非结构性碳水化合物含量，降低脯氨酸含量；在2种水分条件下接种G．versiforme提高枳实生苗根系葡萄糖、果糖和蔗糖含量，对叶片则依水分状况而异。G．ver

5、siforme接种提高了2种水分状况下的枳或红橘实生苗叶片和根系的K+和cJ+浓度，对M92+反应不一致。接种G．versiforme显著提高正常水分和水分胁迫下的红橘实生苗叶片蒸腾速率、光合速率和气孔导度。本研究首次观察到，无论正常水分还是水分胁迫下接种G．versiforme都显著降低红橘实生苗叶片温度(降温效果为0．80℃～1．82℃)，从而减少叶片水分向外界的蒸散。较高的渗透调节物质提高了菌根化柑橘的渗透调节能力，这种提高与脯氨酸无关，与非结构性碳水化合物、葡萄糖、果糖、蔗糖、K+、Ca2+、M92+相关。华中农业大学二oo六届博Jj研究生学位论文(3)丛枝

6、菌根真菌对柑橘活性氧代谢的影响。以G．versiforme为供试菌种接种于J下常水分或水分胁迫的枳和红橘实生苗上进行盆栽试验，结果表明接种丛枝菌根真菌降低或显著降低柑橘叶片和根系的MDA、H202和02一含量，提高各种抗氧化酶(如SOD、G．POD、CAT、GR和APX)活性和各种抗氧化剂(如ASC、TASC、GSH、TASC)含量，使ASC．GSH循环更快，清除更多的ROS，从而减轻水分胁迫产生的氧化破坏，使菌根化柑橘在水分胁迫下处于更有利的地位。(4)磷和球囊霉素在丛枝菌根提高柑橘抗旱性的作用及磷与抗氧化的关系。以G．mosseae、G．versiforme和G

7、．diaphanum为供试菌种，接种于正常水分或水分胁迫下的枳实生苗上进行盆栽试验。结果表明水分胁迫增加根际菌丝密度和球囊霉素含量，降低根系ALP和SDH活性。在根系中，菌根侵染率>SDH>ALP。接种丛枝菌根真菌提高根际酸性磷酸酶和总磷酸酶活性，使土壤中更多的有机P转化为无机P被植株吸收，导致植株叶片和根系的P含量升高，土壤有效P含量降低。相关性分析表明，菌根的结构、土壤磷酸酶和根内SDH共同促进植株吸收P。根系抗氧化的菌根贡献与菌根对P的贡献之间存在间接的相关关系，与菌根对植株生长和矿质元素(除Ca和Mg)的贡献间没有相关关系。研究首次发现，无论在正常水分还