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外源獨腳金內(nèi)酯和叢枝菌根真菌對多枝檉柳抗鹽性的影響

2024-04-30 14:22:17徐寧吳亮朱建俊
江蘇農(nóng)業(yè)科學 2024年6期

徐寧 吳亮 朱建俊

摘要:以鹽堿地區(qū)優(yōu)勢植物多枝檉柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)幼苗為研究對象,采用盆栽方式,探究根際施用獨腳金內(nèi)酯并接種叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,簡稱AMF)對鹽脅迫下多枝檉柳生長情況、氣體交換參數(shù)、葉綠素熒光參數(shù)及內(nèi)源激素變化的影響。結果表明,與非鹽處理相比,鹽脅迫下多枝檉柳株高減少,葉綠素含量以及光合作用不斷降低,PSⅡ光系統(tǒng)中葉綠素熒光參數(shù)呈下降趨勢,內(nèi)源激素平衡遭到破壞。而根際施用獨腳金內(nèi)酯能夠促進AMF侵染發(fā)育,增加泡囊數(shù)、叢枝數(shù)和侵入點位數(shù),菌根侵染率最高達58.5%。接種AMF和/或獨腳金內(nèi)酯處理均能夠增加鹽脅迫下多枝檉柳株高和根冠比,提高光合作用,維持PSⅡ光系統(tǒng)中葉綠素熒光參數(shù),鹽害指數(shù)從65.1%下降到41.5%,多枝檉柳枝條相對含水量也明顯增加。鹽脅迫下,接種AMF和/或獨腳金內(nèi)酯處理的多枝檉柳葉片凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、胞間二氧化碳濃度(Ci)、氣孔導度(Gs)以及氣孔限制值(Ls)分別提高20.7%~40.7%、42.6%~176.6%、27.6%~96.6%、38.5%~99.1%、21.2%~75.9%、60.9%~160.9%,葉綠素熒光參數(shù)中PSⅡ最大光化學效率(Fv/Fm)、PSⅡ潛在活性(Fv/Fo)、表觀電子傳遞速率(ETR)分別提高0.2%~4.0%、24.8%~51.0%、37.3%~189.8%,熱耗散速率(HDR)下降9.7%~32.3%;內(nèi)源激素中獨腳金內(nèi)酯(SLs)、生長素(IAA)以及赤霉素(GA)含量分別增加5.1%~5.8%、7.3%~98.8%、31.8%~121.1%,脫落酸(ABA)含量下降20.7%~45.2%。結論認為,接種AMF和/或根施獨腳金內(nèi)酯處理均能提高多枝檉柳葉綠素含量以及枝條相對含水量,增強植物光合作用能力,維持PSⅡ光系統(tǒng)中葉綠素熒光參數(shù)以及內(nèi)源激素含量來增加植物株高和根冠比,顯著降低鹽害指數(shù),本試驗認為根施獨腳金內(nèi)酯并接種AMF是提高多枝檉柳幼苗耐鹽性的有效手段。

關鍵詞:叢枝菌根真菌;鹽脅迫;獨腳金內(nèi)酯;激素;光合作用;葉綠素熒光參數(shù)

中圖分類號:S182;S184? 文獻標志碼:A

文章編號:1002-1302(2024)06-0150-09

收稿日期:2023-10-22

基金項目:河南省高校人文社會科學研究一般項目(編號:2024-ZDJH-662);國家自然科學基金(編號:32001100)。

作者簡介:徐寧(1987—)女,河南杞縣人,碩士,講師,主要從事園林植物應用及景觀設計研究。E-mail:bzfl93771@163.com。

鹽脅迫嚴重影響植物生長發(fā)育和繁殖等生命活動,也是人們研究最多的逆境因子之一。鹽害限制了我國濱海地區(qū)綠化樹種的選擇范圍,影響園林綠化景觀效果[1]。獨腳金內(nèi)酯(strigolactones,簡稱SLs)是一類植物倍半萜類化合物,也是一種新型植物激素,作為植物生長發(fā)育所必需的基本調(diào)節(jié)物質(zhì),普遍存在于植物體中,調(diào)控著各種植物的生長發(fā)育過程[2-3]。此外,獨腳金內(nèi)酯還有助于提高植物對生物和非生物脅迫的抗逆性[4]。研究發(fā)現(xiàn),獨腳金內(nèi)酯在參與調(diào)控鹽脅迫的過程中,主要通過影響生長素、赤霉素、脫落酸等植物激素的穩(wěn)態(tài)平衡和信號轉(zhuǎn)導途徑,從而共同調(diào)控植物的生長進程并抵御外界環(huán)境脅迫帶來的影響,進而適應環(huán)境條件[5-6]。有研究發(fā)現(xiàn),鹽脅迫條件下噴施獨腳金內(nèi)酯人工合成類似物(GR24)可減輕月季葉片的受害程度,減緩葉綠素的損耗速率,降低相對電導率[7]。王喬健也發(fā)現(xiàn),外施GR24能夠提高烏桕幼苗抗鹽脅迫的能力,增加烏桕幼苗的生物量,還能夠調(diào)控氧化還原系統(tǒng)來增加清除自由基和過氧化物的能力[8]。此外,獨腳金內(nèi)酯作為根部來源的信號物質(zhì),能夠增強植物與叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,簡稱AMF)之間的共生關系,促進菌絲分枝[9-10]。

叢枝菌根真菌在系統(tǒng)發(fā)育上屬于球囊霉亞門(Glomeromycotina),能與超過80%的陸生植物根系形成共生關系[11-12]。通過AMF龐大的菌絲網(wǎng)絡,寄主植物能夠從土壤中獲取水分和養(yǎng)分,尤其是土壤磷元素[13]。大量的研究已經(jīng)證明,AMF能不同程度地提高寄主植物對鹽脅迫的耐受力,這種潛在機制包括增強寄主植物水分利用效率、增強光合作用以及活性氧(reactive oxygen species,簡稱ROS)的清除能力等[14-16]。有研究發(fā)現(xiàn),鹽脅迫能顯著降低櫸樹的苗高以及地徑凈增長量,而接種摩西球囊霉1號(GM1)、2號(GM2)處理顯著提高了鹽脅迫下櫸樹的地徑凈增長量,同時也能夠提升櫸樹葉片凈光合速率、氣孔限制值、水分利用效率,并降低胞間CO2濃度[17]。崔令軍等發(fā)現(xiàn),隨鹽濃度逐漸增加,接種AMF處理的楨楠根系與對照處理的赤霉素(GA)、生長素(IAA)、玉米素(ZR)含量均呈下降趨勢,脫落酸(ABA)含量則呈上升趨勢,AMF通過打破激素間的平衡,增加GA、IAA、ZR含量而降低ABA含量來增強楨楠的耐鹽性,促進根系生長[18]。

多枝檉柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)是檉柳科檉柳屬的灌木或小喬木,廣泛分布在我國內(nèi)陸鹽堿地區(qū)。多枝檉柳具有防風固沙、涵養(yǎng)水源的作用,且能夠有效改善鹽堿地生態(tài)環(huán)境。在內(nèi)陸濱海地區(qū),多枝檉柳是重要的抵抗海岸帶侵蝕的優(yōu)勢植物,也是改造鹽堿地綠化環(huán)境的優(yōu)良樹種,對維持濱海地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要作用。近年來,對多枝檉柳的研究成果主要集中生長特性、種群分布等方面[19-20],而關于鹽脅迫下接種AMF并添加外源獨腳金內(nèi)酯對多枝檉柳幼苗光合以及內(nèi)源激素的研究更是鮮有報道。鑒于AMF極為廣泛的寄主范圍和多樣化的生理生態(tài)功能,在眾多有益土壤微生物中地位突出。本研究擬通過溫室盆栽試驗,探究鹽脅迫處理下AMF與根施獨腳金內(nèi)酯二者聯(lián)合促進多枝檉柳生長特性、光合作用、葉綠素熒光參數(shù)以及激素變化的生理機制,對研究鹽脅迫下植物生長發(fā)育具有重要意義。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料

供試植物材料為多枝檉柳種子,由河南豫藝種業(yè)科技發(fā)展有限公司提供。獨腳金內(nèi)酯(rac-GR24,純度≥98%)類似物購買自北京索萊寶科技有限公司,在室溫下避光保存。選用的AMF菌種為地表球囊霉(Glomus versiforme)和摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)混合1∶1組成,購自北京市農(nóng)林科學院植物營養(yǎng)與資源研究所,接種物主要是栽培基質(zhì)中的AMF孢子、菌絲和菌根根段,經(jīng)檢測AMF孢子密度260~305個/50 g,菌根侵染率70%。栽培基質(zhì)選用表層園土(取自河南農(nóng)業(yè)大學校園綠地)和河沙按照體積比1∶1均勻混合后曬干,過2 mm篩,并進行高溫高壓蒸汽滅菌(121 ℃,0.15 MPa)2 h后備用,經(jīng)檢測栽培基質(zhì)的pH值為6.78,有機質(zhì)含量為1.26%,全氮含量為1.35 g/kg,全鉀含量為36.5 g/kg,全磷含量為0.89 g/kg,速效磷含量為5.66 mg/kg,速效鉀含量為 106.33 mg/kg。

1.2? 試驗方法

選取均勻度高,大小一致的多枝檉柳種子,用5% NaClO2溶液浸泡消毒5 min,再用蒸餾水沖洗5~6次。隨后將消毒后的種子在光照培養(yǎng)箱(PGX-1000B,溫度28 ℃恒溫)中催芽,后播種在50孔穴盤中,待幼苗長至5~7 cm高度時上盆,每盆栽植1株(盆高為30 cm,上口直徑為30 cm,下口直徑為25 cm),盆內(nèi)裝基質(zhì)3.5 kg。

試驗于2022年4—10月在河南農(nóng)業(yè)大學空地進行,采用盆栽試驗。試驗共設置8個處理:(1)CK,不添加鹽處理,(2)AMF(接種地表球囊霉和摩西斗管囊霉混合1∶1菌種),(3)SLs(根施 50 nmol/L 獨腳金內(nèi)酯),(4)AMF+SLs(接種混合AMF并噴施50 nmol/L獨腳金內(nèi)酯),(5)SS(進行0.6%鹽濃度處理),(6)SS+AMF(0.6%鹽濃度處理下混合接種AMF),(7)SS+SLs(0.6%鹽濃度處理下根施 50 nmol/L 獨腳金內(nèi)酯),(8)SS+AMF+SLs(0.6%鹽濃度處理下混合接種AMF并根施 50 nmol/L 獨腳金內(nèi)酯),每個處理6個重復。研究發(fā)現(xiàn),多枝檉柳幼苗在土壤鹽分為0.5%~0.8%間出現(xiàn)葉片變黃的現(xiàn)象[21],故本次試驗鹽濃度設置為0.6%。接種AMF處理的接種物數(shù)量為100 g/盆,對照(CK)則接種等量滅菌接種物(121 ℃,20 min下高溫高壓滅菌),以保持相同的其他根圍微生物區(qū)系環(huán)境。施用獨腳金內(nèi)酯的處理用蒸餾水配成 50 nmol/L 的溶液進行灌根(濃度參照范吳蔚等的研究[22]設定),每間隔7 d灌根1次,其余組施用等量去離子水灌根。待多枝檉柳移苗生長25 d后進行鹽處理,每隔3 d 加入1次鹽溶液,使鹽含量達到栽培基質(zhì)質(zhì)量的0.6%。管理期間保證溫度、水分、養(yǎng)分、通風等條件的控制,每周定期隨機調(diào)換盆栽位置,確保條件的一致性,觀察記錄各處理組多枝檉柳生長情況,鹽脅迫70 d后收獲并測量各項指標。

1.3? 指標測定

1.3.1? AMF侵染指標的測定

隨機選取10株多枝檉柳,將根系用水沖洗干凈,洗凈后加入10%氫氧化鉀溶液,在90 ℃水浴鍋(DZKW-S-6型)中放置30 min,冷卻后清洗干凈,后加1%HCl酸化,加0.1%酸性品紅-乳酸甘油染色液放置12 h,在顯微鏡下制片鏡檢,根據(jù)劉潤進等的描述方法計算菌根侵染率、泡囊數(shù)、叢枝數(shù)以及侵入點位數(shù)[23]

1.3.2? 生長指標的測定

用直尺測量多枝檉柳株高,將植株的根、莖、葉分別進行收獲。注意收獲根部分時,小心去除根部雜質(zhì),盡量不要損傷根部,用水將雜質(zhì)沖洗干凈。分別將根、莖、葉放入85 ℃烘箱中烘干至恒重,稱取各部分重量并記錄。根冠比=根生物量/地上部生物量。

1.3.3? 鹽害指數(shù)的測定

鹽害分級的方法參照付晴晴等的分類,在測定各項指標前2 d測定[24]。

1.3.4? 葉綠素含量以及枝相對含水量的測定

采用乙醇提取法提取葉綠素,用紫外可見分光光度計分別在波長663、645 nm下測定吸光度,計算葉綠素含量;采用飽和稱重法測定枝相對含水量,枝相對含水量=(枝鮮重-枝干重)/(枝飽和重-枝干重)×100%。

1.3.5? 氣體交換參數(shù)的測定

選擇晴朗少云的天氣,采用美國CIRAS-3便攜式光合儀,在08:30—11:30進行測定。每個處理選取6~8株植株,每株植株選取1張中上部健康的、完全展開的成熟葉進行測量。測量過程中記錄凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導度(Gs)、胞間二氧化碳濃度(Ci)、水分利用效率(WUE)以及氣孔限制值(Ls)。

1.3.6? 葉綠素熒光測定

選取晴朗少云的天氣,測定時間為08:30—11:30,采用Pocket PEA植物效率儀進行葉片的葉綠素熒光參數(shù)測定。測量的葉片與氣體交換測量選擇的葉片相同。葉片暗適應 30 min 后,測定PSⅡ最大光化學效率( Fv/Fm)、PSⅡ潛在活性(Fv/Fo)、表觀電子傳遞速率(ETR)、熱耗散速率(HDR)等參數(shù),所有測定重復3次,取平均值。

1.3.7? 內(nèi)源激素含量測定

內(nèi)源激素含量的測定采用酶聯(lián)免疫吸附測定法(enzyme-linked immunosorbent assay,簡稱ELISA),獨角金內(nèi)酯、生長素、赤霉素以及脫落酸試劑盒均購買于武漢吉立德生物科技有限公司,各項激素均重復3次測量。

1.4? 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件對數(shù)據(jù)進行處理和繪圖,所有試驗均采用SPSS 16.0進行統(tǒng)計分析,通過單因素方差分析(one-way ANOVA)雙因素方差分析(two-way ANOVA)以及差異顯著性檢驗(LSD法,α=0.05)處理數(shù)據(jù)。表中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤。

2? 結果與分析

2.1? 鹽脅迫下多枝檉柳菌根發(fā)育情況

本試驗條件下,AMF能夠侵染多枝檉柳根系,并形成穩(wěn)定的菌根共生關系。而鹽脅迫下AMF的菌根侵染率、根內(nèi)泡囊數(shù)、叢枝數(shù)和根上菌絲侵入點數(shù)均有所降低,說明鹽脅迫能抑制AMF對多枝檉柳根系的侵染。非鹽脅迫或者鹽脅迫下,根施獨腳金內(nèi)酯有助于促進AMF的侵染(表1)。與AMF處理相比,AMF+SLs處理下的菌根侵染率、根內(nèi)泡囊數(shù)、叢枝數(shù)和根上菌絲侵入點數(shù)分別提高18.2%、17.2%、23.0%和18.2%;鹽脅迫下,與SS+AMF處理相比,SS+AFM+SLs處理下的菌根侵染率、根內(nèi)泡囊數(shù)、叢枝數(shù)和根上菌絲侵入點數(shù)分別提高10.0%、31.7%、56.1%和15.6%。可知,非鹽脅迫或者鹽脅迫下,根施SLs處理均能促進AMF發(fā)育。

2.2? 鹽脅迫下外源獨腳金內(nèi)酯和AMF對多枝檉柳生長的影響

由圖1可知,鹽脅迫下,多枝檉柳的株高和根冠比均呈下降趨勢,非鹽脅迫或者鹽脅迫下接種AMF或者根施SLs均有助于促進多枝檉柳的生長。非鹽脅迫下,與CK處理相比,AMF處理下的多枝檉柳的株高和根冠比增加43.9%和19.2%,SLs處理下分別增加37.1%和23.0%,AMF+SLs處理分別增加70.6%和35.7%,AMF與SLs處理下的多枝檉柳株高和根冠比差異均不顯著。鹽脅迫下,與SS處理相比,SS+AMF處理下的多枝檉柳株高和根冠比分別提高61.5%、16.4%,SS+SLs處理下的株高和根冠比分別提高70.6%、31.9%,SS+AMF+SLs處理下分別提高121.1%、64.1%??梢?,非鹽脅迫或者鹽脅迫下,接種AMF并根施SLs促進多枝檉柳生長的效果優(yōu)于單一AMF處理或者SLs處理,且增幅效果在鹽脅迫下更大。

2.3? 鹽脅迫下外源獨腳金內(nèi)酯和AMF對多枝檉柳鹽害指數(shù)的影響

鹽脅迫處理的多枝檉柳幼苗葉片表現(xiàn)出葉緣黃化并萎蔫的現(xiàn)象,植株生長較為緩慢,而非鹽脅迫處理下的多枝檉柳幼苗生長較為健壯,并未出現(xiàn)鹽害癥狀。鹽脅迫下,SS處理的多枝檉柳幼苗鹽害指數(shù)為65.1%,SS+AMF處理的鹽害指數(shù)為51.7%,SS+SLs處理的鹽害指數(shù)為50.1%,而SS+AMF+SLs處理下的鹽害指數(shù)為41.5%(圖2)??梢?,鹽脅迫下接種AMF或者根施SLs均可以緩解鹽害,但SS+AMF與SS+SLs處理差異不顯著。

2.4? 鹽脅迫下外源獨腳金內(nèi)酯和AMF對多枝檉柳葉綠素和枝條含水量的影響

由圖3可知,鹽脅迫下,多枝檉柳葉片葉綠素含量和枝相對含水量表現(xiàn)為下降的趨勢,而非鹽脅迫或者鹽脅迫下接種AMF或者根施SLs均有助于多枝檉柳葉片積累葉綠素含量以及枝條含水量。非鹽處理下,與CK處理相比,AMF處理多枝檉柳的葉綠素含量44.7%,枝相對含水量無顯著差異,SLs處理下的葉綠素含量增加34.9%,SLs處理下的枝相對含水量與CK處理無顯著差異,AMF+SLs處理的葉綠素含量和枝相對含水量分別提高82.5%和6.1%。鹽脅迫下,與SS處理相比,SS+AMF處理下的多枝檉柳葉綠素含量和枝相對含水量分別提高33.9%和2.3%,SS+AMF+BRs處理下葉綠素含量和枝相對含水量分別提高86.4%和5.0%,但SS+SLs處理下的葉綠素含量和枝相對含水量與SS處理無顯著差異,其他處理下差異均顯著??梢?,非鹽脅迫或者鹽脅迫下,接種AMF并根施SLs提高多枝檉柳葉綠素含量以及枝相對含水量的效果優(yōu)于單一AMF處理或者SLs處理,對葉綠素含量的增幅效果在鹽脅迫下更大一些。

2.5? 鹽脅迫下外源獨腳金內(nèi)酯和AMF對多枝檉柳氣體交換參數(shù)的影響

由圖4可知,鹽脅迫下,多枝檉柳凈光合速率、蒸騰速率、水分利用效率、胞間二氧化碳濃度、氣孔導度以及氣孔限制值的變化趨勢基本一致,均呈現(xiàn)下降的趨勢;AMF或者SLs處理多枝檉柳幼苗葉片的Pn、Tr、WUE、Ci、Gs及Ls顯著高于CK處理。非鹽脅迫下,與CK處理相比,AMF處理下多枝檉柳的Pn、Tr、WUE、Ci、Gs及Ls分別提高12.6%、103.9%、48.6%、48.7%、40.5%和110.0%,SLs處理下各指標分別增加4.2%、55.3%、22.9%、27.2%、24.3%和66.7%,AMF+SLs處理下各指標分別增加16.8%、181.6%、94.3%、81.3%、53.3%和176.7%,但AMF處理與AMF+SLs處理下的Pn差異不顯著。鹽脅迫下,與SS處理相比,SS+AMF處理下多枝檉柳的Pn、Tr、WUE、Ci、Gs及Ls分別提高21.3%、97.9%、62.1%、60.8%、40.2%和117.4%,SS+SLs處理下各指標分別增加20.7%、42.6%、27.6%、38.5%、21.2%和60.9%,SS+AMF+SLs處理下各指標分別增加40.7%、176.6%、96.6%、99.1%、75.9%和160.9%,但 SS+AMF處理與SS+SLs處理下的Pn無顯著差異??梢姡躯}脅迫或者鹽脅迫下,接種AMF并根施SLs處理對多枝檉柳光合作用的提升效果優(yōu)于單一處理。

2.6? 鹽脅迫下外源獨腳金內(nèi)酯和AMF對多枝檉柳葉綠素熒光參數(shù)的影響

由圖5可知,鹽脅迫下,多枝檉柳葉片中PSⅡ最大光化學效率、PSⅡ潛在活性、表觀電子傳遞速率下降,而熱耗散速率則表現(xiàn)為增加的趨勢,接種AMF處理或者SLs處理下能夠提高多枝檉柳 Fv/Fm、Fv/Fo以及ETR等參數(shù),而降低HDR參數(shù)。非鹽脅迫下,與CK處理相比,AMF處理下多枝檉柳的Fv/Fm和Fv/Fo分別增加2.6%和31.8%,ETR下降,HDR下降47.6%,SLs處理下的Fv/Fm值與CK處理差異不顯著,SLs處理下的HDR與CK處理相比下降14.3%,AMF+SLs處理下的Fv/Fm、Fv/Fo以及ETR分別增加6.5%、44.5%、33.9%,HDR下降61.9%。鹽脅迫下,與SS處理相比,SS+AMF處理下多枝檉柳的Fv/Fm、Fv/Fo、ETR分別增加1.3%、33.1%和116.8%,HDR下降25.8%,SS+SLs處理下Fv/Fm、Fv/Fo、ETR分別增加0.2%、24.8%和37.3%,HDR下降9.7%,SS+AMF+SLs處理下的Fv/Fm、Fv/Fo以及ETR分別增加4.0%、51.0%、189.8%,HDR下降32.3%??梢?,非鹽脅迫或者鹽脅迫下,接種AMF并根施SLs處理對多枝檉柳Fv/Fm、Fv/Fo以及ETR等參數(shù)的提升效果優(yōu)于單一處理,降低HDR的效果也高于單一處理。

2.7? 鹽脅迫下外源獨腳金內(nèi)酯和AMF對多枝檉柳內(nèi)源激素含量的影響

鹽脅迫下,多枝檉柳葉片中獨腳金內(nèi)酯、生長素以及赤霉素含量下降,而脫落酸含量上升,接種AMF處理和/或SLs處理均能夠提高多枝檉柳葉片中內(nèi)源SLs、IAA以及GA含量,而降低ABA含量。非鹽脅迫下,與CK處理相比,AMF處理下多枝檉柳葉片中的內(nèi)源SLs稍下降,IAA以及GA含量分別增加95.2%和116.1%,ABA含量下降33.6%;SLs處理下內(nèi)源SLs、IAA以及GA含量分別增加3.6%、48.5%和33.5%,ABA含量下降28.2%;AMF+SLs處理下內(nèi)源SLs、IAA以及GA含量分別增加7.7%、189.6%和125.9%,ABA含量下降46.4%。鹽脅迫下,與SS處理相比,SS+AMF處理下多枝檉柳葉片中的內(nèi)源SLs下降,IAA以及GA含量分別增加45.4%和65.8%,ABA含量下降26.1%;SS+SLs

處理下內(nèi)源SLs、IAA以及GA含量分別增加5.1%、7.3%和31.8%,ABA含量下降20.7%;SS+AMF+SLs處理下內(nèi)源SLs、IAA以及GA含量分別增加5.8%、98.8%和121.1%,ABA含量下降45.2%。可見,非鹽脅迫或者鹽脅迫下,接種AMF并根施SLs處理對內(nèi)源激素的調(diào)控作用優(yōu)于單一處理。

3? 討論

土壤鹽含量直接影響植物干物質(zhì)的積累和生長發(fā)育,隨著土壤鹽含量增加,植物生長發(fā)育狀況也會隨之降低。有研究發(fā)現(xiàn),鹽脅迫下,AMF可以主動向植物運輸水分和養(yǎng)分,并且形成菌根后根系的輸水效率更高,水分運輸阻力更小,同時能夠保護寄主植物的光合作用,調(diào)節(jié)氣孔導度以提高水分利用率等方式來提高植物的抗鹽能力[25-26]。目前已有研究表明,獨腳金內(nèi)酯在植物中不僅可作為一種信號分子調(diào)控植物生長發(fā)育以及株型的形成,還能抵御各種生物和非生物脅迫,增強植物抗逆性[27]。獨腳金內(nèi)酯不僅可以調(diào)控植物的分枝能力,還參與植物根系的建成,通過對黃芪、蘋果等植物的研究發(fā)現(xiàn),獨腳金內(nèi)酯能夠抑制側根的生長,而促進主根的生長發(fā)育,調(diào)控根系構型來改善植物營養(yǎng)[28-29]。此外,獨腳金內(nèi)酯對菌根共生也有積極的影響,作為植物與根際微生物之間的交流信號,能夠增加叢枝菌根真菌菌絲的分枝數(shù)量,特別是營養(yǎng)元素缺乏的土壤中,可加速刺激植物合成活性更強

的獨腳金內(nèi)酯并快速釋放到土壤當中,改善土壤中氮磷鉀的平衡狀態(tài),促進寄主植物生長[30-31]。本試驗也證明,鹽脅迫下,AMF的侵染情況下降,獨腳金內(nèi)酯能促進AMF的生長發(fā)育,增加叢枝數(shù)和根上菌絲侵入點數(shù),幫助其侵染多枝檉柳并形成穩(wěn)定的共生關系,顯著增加多枝檉柳的株高,并形成更高的根冠比來增加根系的生物量。鹽脅迫不僅影響AMF的繁殖,還會使寄主植物出現(xiàn)鹽害等現(xiàn)象,接種AMF或者獨腳金內(nèi)酯根施后可以使多枝檉柳的幼苗鹽害情況減弱,說明二者可以提高多枝檉柳幼苗的耐鹽性。

植物通過光合作用將大氣中的CO2固定轉(zhuǎn)化為有機營養(yǎng)物質(zhì),在物質(zhì)循環(huán)以及能量流動過程中被利用。有研究表明,鹽脅迫處理會影響植物的光合作用,主要表現(xiàn)在碳同化效率的降低以及有機物合成能力的下降[32]。鹽濃度50 mmol/L下對植株幼苗的凈光合速率影響不大,超過50 mmol/L后Pn開始下降,氣孔限制值也減小[33]。接種AMF可以維持植物正常的生長發(fā)育狀態(tài),改善植物光合能力[34]。本試驗中,鹽脅迫下多枝檉柳葉片葉綠素含量和枝相對含水量表現(xiàn)為下降的趨勢,而接種AMF或根施獨腳金內(nèi)酯后,葉綠素含量均有增加的趨勢,說明AMF或根施獨腳金內(nèi)酯能夠增加葉綠素在細胞內(nèi)合成的能力,顯著提高植物的光和效率。葉綠素熒光參數(shù)在植物進行光合作用過程中也發(fā)揮著重要作用,其中Fv/Fm、Fv/Fo、ETR和HDR是 PSⅡ 反應系統(tǒng)的重要參數(shù),可反映環(huán)境脅迫對植物光合作用的影響[35]。本試驗發(fā)現(xiàn),F(xiàn)v/Fm、Fv/Fo、ETR在鹽處理下表現(xiàn)為下降的趨勢,HDR增加,接種AMF或根施獨腳金內(nèi)酯后,表現(xiàn)則相反。說明AMF或獨腳金內(nèi)酯可以有效減緩鹽濃度處理帶來的光抑制現(xiàn)象,提高PSⅡ反應系統(tǒng)對原初光能的捕獲效率,從而使光合器官的破壞程度變小,光合效率進一步增加。凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、水分利用率、胞間CO2濃度以及氣孔限制值等是反映植物光合作用的主要參數(shù),包括植物碳同化以及有機物的合成能力。本試驗條件下,鹽脅迫顯著降低了植物光合作用,各參數(shù)值整體顯著下降;接種AMF或者根施獨腳金內(nèi)酯后,光合作用顯著改善,凈光合速率增加,這與梁倩倩等的研究結果一致,其發(fā)現(xiàn)鹽處理下接種摩西球囊霉的牡丹植株葉片凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2利用能力、蒸騰速率、水分利用效率和植株生長量均顯著高于不接種對照,AMF能顯著提高牡丹的光合作用并提高耐鹽性[36]。而獨腳金內(nèi)酯可能通過促進多枝檉柳根系的生長來發(fā)揮作用,使得根冠比增加,具體還需進一步試驗驗證。

植物激素是對植物的生長發(fā)育有顯著調(diào)節(jié)作用的微量有機物,在植物耐鹽性方面發(fā)揮著重要作用,這些激素相互作用,調(diào)節(jié)生物化學和生理過程,轉(zhuǎn)化為生長、發(fā)育、營養(yǎng)分配作用[37-38]。本研究發(fā)現(xiàn)鹽處理下,叢枝菌根真菌可以促進寄主植物對IAA、GA的積累,而降低ABA的產(chǎn)生量。菌根植物能夠合成獨腳金內(nèi)酯,促進根部真菌的生長,而菌根植物依靠圍繞在根部的叢枝真菌從土壤中吸收氮磷鉀等營養(yǎng)物質(zhì),叢枝真菌也從植物根部得到所需的糖類等[39]。本試驗發(fā)現(xiàn),鹽脅迫顯著降低了IAA、GA以及SLs的含量,但接種AMF后GA、IAA含量顯著增加。另有研究證明,獨腳金內(nèi)酯能夠調(diào)節(jié)其他植物激素的含量,特別是IAA和ABA,并與之相互作用[40]。本試驗條件下,鹽脅迫后ABA含量顯著高于對應非鹽脅迫處理,而接種AMF后ABA含量表現(xiàn)為降低的趨勢,這表明在鹽處理下接種AMF可以減少ABA的合成水平,促進寄主植物生長發(fā)育。因此,多枝檉柳接種AMF或者SLs處理后可通過積累IAA、GA含量,降低ABA的產(chǎn)生量來減緩鹽脅迫造成的傷害。

4? 結論

綜上所述,鹽脅迫下多枝檉柳生長受抑制,株高和根冠比下降,葉綠素含量以及枝條相對含水量降低,光合作用下降。而根施獨腳金內(nèi)酯能夠促進AMF對多枝檉柳的侵染,增加泡囊數(shù)、叢枝數(shù)和侵入點位數(shù)。獨腳金內(nèi)酯配合AMF接種能增加葉綠素含量,通過提高葉片水分利用效率、凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度來增強植物光合作用能力,維持PSⅡ光系統(tǒng)中最大光化學效率、PSⅡ潛在活性以及表觀電子傳遞速率,而減低熱耗散速率,顯著增加植株的株高和根冠比,維持體內(nèi)激素平衡,來降低多枝檉柳的鹽害指數(shù),結論認為根施獨腳金內(nèi)酯配合AMF接種是提高濱海地區(qū)多枝檉柳幼苗抗鹽性的有效手段。

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