中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (1): 159-172.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.01.011
栗晗1(), 江尚焘1, 彭海英1, 李培根1, 顾长宜1, 张金莲2, 陈廷速2, 徐阳春1, 沈其荣1, 董彩霞1(
)
收稿日期:
2023-05-16
接受日期:
2023-08-15
出版日期:
2024-01-01
发布日期:
2024-01-10
通信作者:
联系方式:
栗晗,E-mail:1196139138@qq.com。
基金资助:
LI Han1(), JIANG ShangTao1, PENG HaiYing1, LI PeiGen1, GU ChangYi1, ZHANG JinLian2, CHEN TingSu2, XU YangChun1, SHEN QiRong1, DONG CaiXia1(
)
Received:
2023-05-16
Accepted:
2023-08-15
Published:
2024-01-01
Online:
2024-01-10
摘要:
【目的】丛枝菌根(AM)真菌可改善植物生长,提高抗环境胁迫能力。筛选对梨苗具有抵御干旱胁迫的AM真菌,为梨菌根化育苗提供理论依据与技术途径。【方法】采用盆栽试验及高通量测序技术,对杜梨苗分别接种梨土著AM真菌层状近明球囊霉(Claroideoglomus lamellosum,Cl)和外源菌株摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)及蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea,Am),探究干旱胁迫下单接种土著、外源菌株及混合接种(Mix)处理对杜梨幼苗生长的影响,分析干旱0、3和6周Mix处理下根系及根际土AM真菌群落变化。【结果】正常水分和干旱处理下,单接种梨土著菌株Cl、外源菌株Ri及Mix处理均显著提高株高、茎粗、叶面积、叶片相对含水量,干重增加35.26%—52.20%;地上部磷、钾、钙、镁等元素吸收增强,尤其增加磷的吸收,菌根磷吸收效应最高达1.0以上,而单接种外源菌株Am效果次之,正常供水条件下Fm抑制杜梨幼苗生长。回归性分析表明,菌根生长效应和元素吸收随侵染强度的增加而增加。干旱胁迫下,接种AM真菌显著降低杜梨幼苗叶片丙二醛含量,抗氧化酶活性和脯氨酸含量均有不同程度提高。测序结果显示,与正常水分相比,干旱胁迫下杜梨幼苗根系及根际土AM真菌群落结构发生显著改变,其中外源菌株Ri均占主导,Cl、Am丰度次之,Fm丰度最低,且随干旱胁迫程度增加,根内Ri的丰度显著上升。【结论】接种不同AM真菌对杜梨幼苗具有不同的生长效应,其中梨土著菌株Cl和外源菌株Ri表现出较强的促生和抗旱能力。AM真菌群落中Ri丰度的提高是杜梨幼苗适应干旱胁迫的重要途径。
栗晗, 江尚焘, 彭海英, 李培根, 顾长宜, 张金莲, 陈廷速, 徐阳春, 沈其荣, 董彩霞. 接种土著和外源AM真菌对杜梨抗旱性的影响及其适应机制[J]. 中国农业科学, 2024, 57(1): 159-172.
LI Han, JIANG ShangTao, PENG HaiYing, LI PeiGen, GU ChangYi, ZHANG JinLian, CHEN TingSu, XU YangChun, SHEN QiRong, DONG CaiXia. Effects of Inoculation with Indigenous and Exogenous Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Drought Resistance of Pyrus betulaefolia and Its Adaptation Mechanism[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(1): 159-172.
表1
正常及干旱条件下不同接种处理对杜梨幼苗长势的影响"
处理 Treatment | 株高 Plant height (cm) | 茎粗 Stem diameter (mm) | 叶面积 Leaf area (cm²) | 叶绿素含量 ChlorophyII content (mg∙g-1) | 干重 Dry weight (g) | 叶片相对含水量 Relative water content of leaves (%) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
正常 Normal | CK | 8.01±1.70cd | 2.75±0.26bc | 126.36±4.21e | 1.43±0.15bc | 1.82±0.16bc | 66.66±2.38bc |
Ri | 20.02±3.46a | 3.48±0.42a | 240.21±25.10a | 1.09±0.12d | 2.58±0.40a | 78.58±3.50a | |
Fm | 9.24±2.33cd | 2.76±0.34bc | 107.41±22.95fg | 1.43±0.09bc | 1.18±0.19d | 80.50±7.13a | |
Am | 9.94±3.11cd | 3.10±0.36ab | 143.94±19.94d | 1.36±0.09c | 2.16±0.25b | 76.62±5.46a | |
Cl | 14.48±4.24b | 3.45±0.48a | 230.22±6.19ab | 1.40±0.07bc | 2.72±0.28a | 77.76±0.50a | |
Mix | 21.30±3.46a | 3.38±0.48a | 218.88±21.92b | 1.28±0.04c | 2.77±0.64a | 78.24±7.41a | |
干旱 Drought | CK | 6.75±1.68d | 2.70±0.40bc | 91.69±5.37g | 1.64±0.03a | 1.56±0.20c | 58.09±1.02d |
Ri | 14.02±2.43b | 2.81±0.43bc | 153.22±20.65d | 1.38±0.07c | 1.84±0.14bc | 80.85±4.23a | |
Fm | 7.16±1.26cd | 2.60±0.42c | 103.15±17.95fg | 1.43±0.08bc | 1.60±0.29c | 66.18±5.20c | |
Am | 6.75±1.70d | 2.42±0.41c | 72.05±8.55h | 1.62±0.02a | 1.59±0.32c | 76.24±1.87a | |
Cl | 10.11±3.93c | 2.85±0.23bc | 121.16±2.85ef | 1.55±0.07ab | 2.11±0.31b | 73.81±1.16ab | |
Mix | 14.73±3.76b | 2.64±0.42c | 175.72±9.66c | 1.62±0.03a | 2.12±0.26b | 72.80±2.25abc |
表2
正常及干旱条件下不同接种处理杜梨幼苗菌根侵染情况、根外菌丝密度和孢子密度"
处理 Treatment | F (%) | M (%) | A (%) | 菌丝密度 Hyphal density (cm∙g-1) | 孢子量 Spores number (g-1 soil) | |
---|---|---|---|---|---|---|
正常 Normal | Ri | 100±0a | 44.81±2.43b | 28.71±3.22a | 12.68±2.09c | 11.06±1.57a |
Fm | 80.56±17.35b | 16.89±3.69e | 6.42±1.25de | 9.70±0.24c | 1.53±0.12g | |
Am | 88.89±9.62ab | 28.56±4.57d | 8.93±0.34cd | 12.41±2.22c | 11.17±1.11a | |
Cl | 100±0a | 18.93±1.58e | 4.81±1.28ef | 12.55±1.93c | 9.53±0.40b | |
Mix | 100±0a | 47.62±2.30b | 16.12±1.05b | 23.24±0.52b | 6.33±1.29c | |
干旱 Drought | Ri | 100±0a | 54.28±1.89a | 14.24±2.06b | 21.10±3.36b | 2.57±0.51fg |
Fm | 100±0a | 20.45±2.85e | 5.76±1.57ef | 21.24±1.37b | 3.47±0.23ef | |
Am | 80.55±4.81b | 26.97±2.03d | 3.17±0.39f | 16.98±1.51c | 2.23±0.45fg | |
Cl | 100±0a | 35.32±4.69c | 16.70±2.15b | 21.96±2.01b | 4.33±0.23de | |
Mix | 100±0a | 47.75±1.38b | 10.41±0.52c | 31.53±2.01a | 5.60±1.40cd |
表3
干旱和时间对杜梨幼苗根系及根际土AM真菌丰度的影响"
Ri | Fm | Am | Cl | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
F值 F value | P值 P value | F值 F value | P值 P value | F值 F value | P值 P value | F值 F value | P值 P value | ||
根系 Root | 处理 Treatment | 10.312 | 0.012* | 1.173 | 0.310 | 1.197 | 0.306 | 7.633 | 0.025* |
时间 Time | 4.728 | 0.061 | 1.230 | 0.300 | 2.361 | 0.163 | 5.201 | 0.052 | |
处理×时间 Treatment × Time | 2.327 | 0.166 | 1.173 | 0.310 | 3.623 | 0.093 | 1.143 | 0.361 | |
根际土 Rhizosphere soil | 处理 Treatment | 94.245 | 0.000*** | 0.333 | 0.580 | 3.045 | 0.119 | 20.335 | 0.002** |
时间 Time | 6.768 | 0.032* | 0.333 | 0.580 | 6.899 | 0.030* | 286.066 | 0.237 | |
处理×时间 Treatment × Time | 3.226 | 0.110 | 0.333 | 0.580 | 0.325 | 0.584 | 3.477 | 0.099 |
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