干旱脅迫下叢枝菌根真菌對(duì)月季生理指標(biāo)的影響.pdf

分 子植物育種 2024 年 第 22 卷 第 16 期 第 5415 5423 頁(yè) Molecular Plant Breeding 2024 Vol 22 No 16 5415 5423 研究報(bào)告 Research Report 干旱脅迫下叢枝菌根真菌對(duì)月季生理指標(biāo)的影響 于明華 1 鄭婷 2 馬烈 1 田靜 3 徐峻育 4 汪成忠 5 1 蘇州市園藝站 蘇州 215128 2 太倉(cāng)市農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技服務(wù)中心 太倉(cāng) 215400 3 蘇州華創(chuàng)欣美生物種業(yè)科技有限公司 蘇州 215300 4 蘇州花 語(yǔ)吳娘園藝專(zhuān)業(yè)合作社 蘇州 215100 5 蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 蘇州 215008 通信作者 snywcz 摘 要 為探討接種叢枝菌根真菌 AMF 后月季對(duì)干旱脅迫的耐受性機(jī)制 采用盆栽試驗(yàn)研究了叢枝菌根 真菌對(duì)干旱脅迫下月季品種抗氧化酶活性和光合特性的影響 結(jié)果表明 3 個(gè)月季品種在正常澆水情況下接 種 Ri 的菌根侵染率達(dá)到 47 以上 在干旱脅迫下為 20 左右 干旱脅迫抑制了菌根的形成 但接種 AMF 組 葉片厚度和比葉質(zhì)量 可溶性蛋白含量 SOD 含量 CAT 含量較干旱脅迫組有顯著提高 MDA 含量較干旱脅 迫組顯著降低 表明接種 AMF 使月季抗氧化潛在能力得到提升 干旱脅迫下 顯著降低了 3 個(gè)月季品種的 光合能力 接種 AMF 后均能有效提升 3 個(gè)月季品種的 LSP P max 值 并和未接種處理達(dá)到顯著差異 接種 AMF 能夠促進(jìn) 3 個(gè)月季品種維持抗氧化系統(tǒng)的穩(wěn)定性 調(diào)節(jié)滲透平衡 提升光合作用能力 有效緩解干旱脅 迫對(duì) 3 個(gè)月季品種生長(zhǎng)的不良影響 關(guān)鍵詞 從枝菌根真菌 干旱脅迫 抗氧化酶 光合特性 月季品種 Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Physiological Index of Rose Cultivars under Drought Stress Yu Minghua 1 Zheng Ting 2 Ma Lie 1 Tian Jing 3 Xu Junyu 4 Wang Chengzhong 5 1 Suzhou Horticulture Station Suzhou 215128 2 Taicang Agricultural and Rural Science and Technology Service Centre Taicang 215400 3 Suzhou Huachuang Xinmei Biological Seed Technology Co Ltd Suzhou 215300 4 Suzhou Huayu Wuniang Horticulture Professional Cooperatives Suzhou 215100 5 Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture Suzhou 215008 Corresponding author snywcz DOI 10 13271 j mpb 022 005415 Abstract To explore the tolerance mechanism of arbuscular mycorrhizal fungi AMF on rose cultivars to drought stress pot experiment was conducted to study the effects of arbuscular mycorrhizal fungi on the activities of antioxidant enzymes and photosynthetic characteristics of rose cultivars under drought stress The results showed that the mycorrhizal infection rate of three rose cultivars inoculated with Ri was over 47 under normal watering condition and about 20 under drought stress Drought stress inhibited the formation of mycorrhiza but the leaf thickness and leaf mass per area soluble protein content SOD content and CAT content in AMF group were significantly increased compared with drought stress group while MDA content was significantly decreased compared with drought stress group The results showed that AMF inoculation increased the potential antioxidant capacity of rose the photosynthetic capacity of the three rose cultivars was significantly reduced under drought stress After inoculation with AMF LSP and P max values of the three rose cultivars could be effectively increased which was significantly different from non AM fungal treatment The stability of antioxidant system of the three rose cultivars was remarkably promoted the osmotic balance was regulated and photosynthetic capacity was 基金項(xiàng)目 本研究由江蘇現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng) JATS 2022 121 JATS 2021 116 資助 引用格式 Yu M H Zheng T Ma L Tian J Xu J Y and Wang C Z 2024 Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on physiological index of rose cultivars under drought stress Fenzi Zhiwu Yuzhong Molecular Plant Breeding 22 16 5415 5423 于明華 鄭婷 馬 烈 田靜 徐峻育 汪成忠 2024 干旱脅迫下叢枝菌根真菌對(duì)月季生理指標(biāo)的影響 分子植物育種 22 16 5415 5423 分 子植物育種 Molecular Plant Breeding improved under drought stress with AMF AMF effectively alleviate the adverse effects of drought stress on the growth of three rose cultivars Keywords Arbuscular mycorrhizal fungi Drought stress Antioxidant enzyme Photosynthetic characteristics Rosa cultivars 在眾多非生物脅迫中 干旱脅迫的危害程度巨 大 對(duì)植物造成的傷害遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他逆境因子 張建 新等 2015 如何緩解干旱脅迫對(duì)陸生植物的生長(zhǎng) 限制和生理傷害問(wèn)題日益受到關(guān)注 是現(xiàn)代植物研 究的重要議題 Schwalm et al 2017 叢枝菌根真菌 AMF 廣泛存在于各種類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng)中 包括酸堿 鹽區(qū)域和極端環(huán)境 在生態(tài)系統(tǒng)中與 80 90 的陸生 植物根系部分形成共生體互惠互生 李月靈等 2022 AMF 的促生作用主要包括 增加宿主根部的形態(tài)和 形成龐大的菌絲網(wǎng)絡(luò)體系 改善滲透調(diào)節(jié)和抗氧化 活性進(jìn)而減輕細(xì)胞膜損害 Asrar et al 2012 分泌磷 酸酶 有機(jī)酸 活化土壤營(yíng)養(yǎng)元素有效度及增加磷轉(zhuǎn) 運(yùn)蛋白基因的表達(dá)量 York et al 2016 提高植株光 合氣體交換 Aroca et al 2007 提高根系輸送給植物 葉片的水量 幫助宿主植物吸收水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 梁 月明等 2017 中國(guó)西北 華北地區(qū)干旱缺水 長(zhǎng)江 以南地區(qū)雖雨量較充沛 但每月降水量分布不均 有 時(shí)也會(huì)出現(xiàn)旱害 劉潤(rùn)進(jìn)和陳應(yīng)龍 2007 因此 AMF 共生體構(gòu)建后 探究宿主植物在生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng) 光合以及 生理生化代謝等方面的特性 對(duì)于理解叢枝菌根真 菌緩解干旱脅迫的作用機(jī)制十分必要 劉潤(rùn)進(jìn)和陳 應(yīng)龍 2007 月季 Rosa chinensis 為薔薇科薔薇屬著名觀花 灌木 花朵飽滿(mǎn)鮮艷 香氣濃郁 為中國(guó)傳統(tǒng)十大名 花之一 有 花中皇后 的美譽(yù) 月季在中國(guó)栽培歷史 悠久 廣泛用于園藝栽培和切花 是十分重要的種質(zhì) 資源 本研究擬采用盆栽試驗(yàn) 以 3 個(gè)月季品種 克 勞德 莫奈 瑞典女王 天方夜譚 為對(duì)象 通過(guò) 測(cè)定接種 AMF 后植株的葉片形態(tài) 生理指標(biāo)以及光 合參數(shù)的變化 擬探討接種 AMF 對(duì)干旱脅迫下月季 生長(zhǎng) 抗氧化酶活性和光合特性等方面的影響 為 AMF 推廣應(yīng)用到優(yōu)秀月季品種的栽培生產(chǎn)中提供 理論支持 對(duì)人為提高月季的抗逆性 完善優(yōu)質(zhì)月季 高效栽培技術(shù)具有重要的指導(dǎo)意義 1 結(jié)果與分析 1 1 3 個(gè)月季品種根圍 AMF 侵染情況 正常澆水情況下 接種根內(nèi)球囊霉的 3 個(gè)月季 品種的侵染率及侵染密度均較高 表 1 其中 克勞 德 莫奈 的菌根侵染率達(dá)到 51 49 瑞典女王 和 天方夜譚 的菌根侵染率在 47 00 左右 與 克勞 德 莫奈 之間差異顯著 P 0 05 天方夜譚 的菌根 侵染密度三者中最高 達(dá)到 4 09 干旱脅迫后的菌 根侵染率與正常澆水之間差異顯著 P 0 05 3 個(gè)品 種之間也差異顯著 P 0 05 最高的為 克勞德 莫 奈 最低的為 瑞典女王 3 個(gè)品種的侵染密度之間 無(wú)顯著差異 但與正常澆水條件下的侵染密度之間 差異顯著 P 0 05 說(shuō)明干旱脅迫影響了 AMF 對(duì)月 季根系的侵染 1 2 3 個(gè)月季品種的葉片形態(tài)變化 不同處理下 瑞典女王 和 天方夜譚 的葉片厚 度變化趨勢(shì)一致 圖 1A 均是 CK 組和 AMF 組葉片 厚度最高 D AMF 組居中 D 組的葉片厚度最低 干 旱脅迫下 接種 AMF 后的 瑞典女王 葉片厚度比未 接種的提高了 15 2 接種 AMF 后的 天方夜譚 葉 片厚度比未接種的提高了 11 0 克勞德 莫奈 的 AMF 組葉片厚度最高 與其他處理間差異顯著 PCK 組 D AMF 組 D 組 4 個(gè)處理之間差異均顯著 P 0 05 D AMF 組比 D 組提高了 18 7 可溶性糖含量方面 克勞 德 莫奈 和 天方夜譚 的 D AMF 組和 D 組差異不 顯著 在 4 組處理中最高 圖 2B CK 和 AMF 組之 5416 表 1 AMF 對(duì) 3 個(gè)月季品種菌根侵染率和侵染密度的影響 Table 1 Effects of AMF on mycorrhizal infection rate and infection density of 3 rose cultivars 處理 Treatment 正常澆水 Normal watering 干旱脅迫 Drought stress 品種 Cultivars 克勞德 莫奈 Claude Monet 瑞典女王 Queen of Sweden 天方夜譚 Sheherazad 克勞德 莫奈 Claude Monet 瑞典女王 Queen of Sweden 天方夜譚 Sheherazad 菌根侵染率 Mycorrhizal infection rate 51 49 0 97 a 47 29 1 31 b 47 57 0 42 b 23 83 0 72 c 19 26 0 46 e 21 34 0 35 d 侵染密度 Infection density 4 09 0 17 a 3 67 0 15 b 4 24 0 19 a 0 71 0 07 c 0 56 0 05 c 0 65 0 08 c 注 同一列不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著 P 0 05 Note Different lowercase letters in the same column indicate significant differences between treatments P 0 05 圖 1 不同處理下 3 個(gè)月季品種的葉片厚度和比葉質(zhì)量 注 組內(nèi)不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著 P 0 05 Figure 1 Leaf thickness and leaf mass per area of 3 rose varieties under different treatments Note Different lowercase letters in the group indicate significant differences between treatments P 0 05 圖 2 不同處理下 3 個(gè)月季品種的可溶性蛋白和可溶性糖含量 注 組內(nèi)不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著 P 0 05 Figure 2 Contents of soluble protein and soluble sugar of 3 rose varieties under different treatments Note Different lowercase letters in the group indicate significant differences between treatments P 0 05 干旱脅迫下叢枝菌根真菌對(duì)月季生理指標(biāo)的影響 Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Physiological Index of Rose Cultivars under Drought Stress 5417 分 子植物育種 Molecular Plant Breeding 間差異不顯著 在 4 組中最低 瑞典女王 的可溶性 糖含量則是 D AMF 組最高 D 組和 AMF 組其次 兩者之間差異不顯著 可溶性糖含量最低的是 CK 組 它與前面組別的差異均顯著 P 0 05 1 3 2 不同處理下 3 個(gè)月季品種的抗氧化指標(biāo)變化 干旱脅迫條件下 3 個(gè)月季品種的 MDA 含量顯 著上升 圖 3A 在接種 AMF 后 D AMF 組 MDA 含 量較 D 組顯著降低 P 0 05 3 個(gè)品種分別降低了 31 9 26 6 32 3 SOD 含量 3 個(gè)月季品種的變 化趨勢(shì)為 D 組較 CK 組顯著下降 AMF 組和 D AMF 組顯著提高 4 個(gè)處理間差異均顯著 PCK 組 D AMF 組 D 組 各組別之間差異顯著 D AMF 組比 D 組提高了 36 1 瑞典女王 的 CAT 含量在 CK AMF D AMF 3 個(gè)處理間無(wú)顯著差異 但與 D 組差異顯著 P 0 05 其中 D AMF 組比 D 組 提高了 23 3 天方夜譚 AMF 組的 CAT 含量最 高 CK 組和 D AMF 組與之相比 CAT 含量顯著下 降 兩者之間差異不顯著 CAT 含量最低的為 D 組 其中 D AMF 組比 D 組提高了 30 0 圖 3D 1 4 不同處理下 3 個(gè)品種月季的光合特性 不同處理下 3 個(gè)月季品種的光合特征指標(biāo)有 明顯差異 圖 4 圖 5 圖 6 3 個(gè)品種的光 光響應(yīng) 曲線變化趨勢(shì)相類(lèi)似 和正常供水 CK 相比 3 個(gè) 月季品種均受到干旱脅迫的影響 光飽和光合速率 均有所降低 接種 AMF 后能夠有效地緩解光合能 力下降的趨勢(shì) 其中 瑞典女王 CK 組的 PAR 增加 至約 400 mol m 2 s 1 時(shí) P n 開(kāi)始減緩并趨于穩(wěn)定 D 組 PAR 下降至約 350 mol m 2 s 1 時(shí) P n 增長(zhǎng)趨勢(shì)漸 緩 AMF 處理組的 PAR 上升至約為 700 mol m 2 s 1 時(shí) P n 開(kāi)始增長(zhǎng)緩慢 D AMF 組的 PAR 上升至約為 500 mol m 2 s 1 時(shí) P n 的增長(zhǎng)趨于平穩(wěn) 其他 2個(gè)品 圖 3 不同處理下 3 個(gè)月季品種的丙二醛 A 超氧化物歧化酶 B 過(guò)氧化物酶 C 過(guò)氧化氫酶 D 含量 注 組內(nèi)不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著 P 0 05 Figure 3 Contents of MDA A SOD B POD C CAT D of 3 rose varieties under different treatments Note Different lowercase letters in the group indicate significant differences between treatments P 0 05 5418 種 的光 光響應(yīng)曲線的變化趨勢(shì)也表現(xiàn)出接種 AMF 后均有效地提升光飽和光合速率值 3 個(gè)月季品種的光 光合速率響應(yīng)曲線擬合求 得光合作用各項(xiàng)光合參數(shù)值顯示 干旱脅迫組的 克勞德 莫奈 LSP P max AQY 均顯著低于 CK 組 而接種 AMF 后 其 LSP P max 比 CK 組分別提高了 24 4 50 7 且差異顯著 P 0 05 表 2 AQY 提高 了 21 1 差異不顯著 LCP 值低于 CK 組 說(shuō)明接種 AMF 有利于擴(kuò)大該品種的光適應(yīng)范圍 和 D 組相 比 D AMF 組的 LSP P max AQY 值分別提高了 1 70 和 1 46 倍 并達(dá)到顯著差異 P 0 05 而 LCP 差異 不顯著 和 CK 相比 瑞典女王 的 LSP P max AQY 在干 旱脅迫下有顯著的降低 P 0 05 而接種 AMF 后 LSP 值和 P max 顯著提高 P 0 05 但 D AMF 組與 CK 相比差異不顯著 和 CK 相比 天方夜譚 接種 AMF 后 LSP P max 比 CK 值提高了 1 15 1 19 倍 LCP 值有所降低 并達(dá) 到差異顯著 P 0 05 同時(shí) 干旱脅迫下 LSP P max 顯著 降低 P 0 05 LCP 值顯著升高 P 0 05 和 D 組相比 D AMF 處理的 LSP P max 值提高了 41 0 19 4 LCP 值降低了 61 1 并都達(dá)到顯著差異 P 0 05 2 討論 菌根侵染率與侵染密度均是衡量共生真菌對(duì)植 物親和力的重要指標(biāo) 能在一定程度上反映 AMF 真 菌的促生效果 本研究中 3 個(gè)月季品種在正常澆水 情況下接種 Ri 的菌根侵染率達(dá)到 47 以上 而在干 旱脅迫下僅為 20 左右 3 個(gè)月季品種的葉片厚度和 比葉質(zhì)量在干旱脅迫后都顯著降低 而接種 AMF 后 葉片厚度和比葉質(zhì)量雖然在干旱脅迫下較 CK 仍有 下降 但明顯較未接種 AMF 的植株數(shù)值高 這說(shuō)明 雖然干旱脅迫抑制了菌根的形成 但是接種 AMF 對(duì) 月季葉片質(zhì)量的維持有一定作用 從而提高植株光 合作用的潛力 水分是光合作用的主要原料 環(huán)境中 水分因子的缺乏影響到植物光合代謝過(guò)程 本研究 中最直接的表現(xiàn)是 3 個(gè)月季品種的 LSP P max 顯著下 降 天方夜譚 LCP 顯著增加 表明水分缺乏造成月 季葉片氣孔或非氣孔受抑制從而導(dǎo)致植物光合能力 下降 彭思利等 2021 3 個(gè)月季品種中 克勞德 莫 耐 的 AQY 值在干旱脅迫下達(dá)到了 0 06 表明此時(shí) 外界環(huán)境不利于植物的光能轉(zhuǎn)化 光合作用系統(tǒng)受 到了傷害 接種 AMF 后 AQY 值恢復(fù)到 0 03 0 05 之 間 而另外 2 種的 LSP P max 值表明接種 AMF 后 菌 根真菌通過(guò)植物根系形成的根外菌絲與土壤固體顆 粒共同形成土壤微聚體 促進(jìn)了植株根系對(duì)水分的 有效吸收 從而改善了 3 個(gè)月季品種各項(xiàng)光合參數(shù) 菌根真菌有效改善了月季的光能利用效率 姜英等 圖 4 不同處理下 克勞德 莫奈 的光 光響應(yīng)曲線 Figure 4 Photosynthesis light response curves of Claude Monet under different treatments 圖 5 不同處理下 瑞典女王 的光 光響應(yīng)曲線 Figure 5 Photosynthesis light response curves of Queen of Swe den under different treatments 圖 6 不同處理下 天方夜譚 的光 光響應(yīng)曲線 Figure 6 Photosynthesis light response curves of Sheherazad un der different treatments 干旱脅迫下叢枝菌根真菌對(duì)月季生理指標(biāo)的影響 Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Physiological Index of Rose Cultivars under Drought Stress 5419 分 子植物育種 Molecular Plant Breeding 表 2 不 同 處 理 下 3 月 季 品 種 的 光 響 應(yīng) 參 數(shù) 變 化 T a b l e 2 P h o t o s y n t h e s i s l i g h t r e s p o n s e p a r a m e t e r s o f t h r e e R o s a c u l t i v a r s u n d e r d i f f e r e n t t r e a t m e n t s 品 種 C u l t i v a r s 克 勞 德 莫 奈 C l a u d e M o n e t 瑞 典 女 王 Q u e e n o f S w e d e n 天 方 夜 譚 S h e h e r a z a d 處 理 組 T r e a t m e n t g r o u p C K D A M F D A M F C K D A M F D A M F C K D A M F D A M F 光 補(bǔ) 償 點(diǎn) L C P m o l m 2 s 1 L i g h t c o m p e n s a t i o n p o i n t m o l m 2 s 1 1 7 3 3 1 8 9 b 2 2 6 7 1 8 9 a 1 6 0 0 3 2 7 b 2 1 6 7 1 7 0 a 2 4 0 0 3 2 7 a 2 1 6 7 1 8 9 a 2 0 6 7 0 9 4 a 2 6 6 7 1 8 9 a 2 9 3 3 1 8 9 b 4 8 0 0 3 2 7 a 2 0 0 0 3 2 7 c 1 8 6 7 1 8 9 c 光 飽 和 點(diǎn) L S P m o l m 2 s 1 L i g h t s a t u r a t i o n p o i n t m o l m 2 s 1 5 3 6 0 0 1 9 8 7 b 3 3 4 7 0 1 5 4 3 c 6 6 6 7 0 1 1 4 7 a 5 6 8 0 0 2 9 9 3 b 4 9 4 6 7 5 1 0 5 b 3 5 8 6 7 5 5 2 7 c 7 3 9 0 0 3 0 8 7 a 5 3 7 3 3 2 1 0 0 b 8 7 4 6 7 2 4 4 2 b 5 2 5 3 3 2 2 9 3 c 1 0 0 6 3 6 0 0 8 a 6 2 7 3 3 3 3 9 5 b c 最 大 凈 光 合 速 率 P m a x m o l m 2 s 1 M a x i m u m p h o t o s y n t h e t i c r a t e m o l m 2 s 1 5 7 9 0 0 6 b c 4 6 5 0 0 9 c 8 3 3 0 0 8 a 6 8 0 0 0 7 b 5 9 8 2 2 4 b 4 5 5 4 1 2 c 7 2 8 1 0 4 a 6 8 6 0 1 6 a 1 0 5 9 0 4 4 b 6 8 2 0 0 3 c 1 2 5 5 0 4 0 a 9 6 2 4 5 4 b 表 觀 量 子 效 率 A Q Y m o l m 2 s 1 A p p a r e n t q u a n t u m y i e l d m o l m 2 s 1 0 0 3 8 0 0 1 0 b 0 0 6 0 0 0 0 6 a 0 0 4 6 0 0 0 2 b 0 0 3 5 0 0 0 2 b 0 0 5 2 0 0 0 4 a 0 0 2 3 0 0 0 4 c 0 0 3 2 0 0 0 7 b 0 0 3 8 0 0 0 3 b 0 0 4 7 0 0 0 3 b 0 0 3 8 0 0 0 2 b 0 0 5 9 0 0 0 6 a 0 0 5 7 0 0 0 1 a 暗 呼 吸 速 率 R d m o l m 2 s 1 D a r k r e s p i r a t i o n r a t e m o l m 2 s 1 0 6 3 0 0 4 b 1 5 0 0 0 5 a 0 7 5 0 0 4 b 0 6 9 0 0 3 b 1 1 0 0 1 3 a 0 7 5 0 0 4 b 0 5 2 0 0 5 b 1 0 0 0 0 5 a 1 3 0 0 1 2 b 1 7 3 0 1 0 a 1 1 8 0 1 9 b c 0 9 5 0 1 0 c 注 同 一 列 不 同 小 寫(xiě) 字 母 表 示 處 理 間 差 異 顯 著 P 0 0 5 N o t e D i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n t h e s a m e c o l u m n i n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t r e a t m e n t s P 0 0 5 5420 2019 緩解干旱脅迫對(duì)月季光合作用系統(tǒng)的影響 可溶性蛋白和可溶性糖是維持植物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功 能的重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì) 黎海靈等 2021 這些物質(zhì) 的積累是植物體維持滲透平衡的重要保護(hù)機(jī)制 張 丹等 2021 本研究中 3 個(gè)月季品種的可溶性蛋白 含量在接種 AMF 后較干旱脅迫組均有顯著提高 說(shuō) 明 3 種月季均通過(guò)可溶性蛋白的積累提高細(xì)胞的保 水能力 對(duì)細(xì)胞和生物膜起保護(hù)作用 可溶性糖則除 瑞典女王 外 另外 2 種在接種 AMF 后與干旱脅迫 組相比沒(méi)有明顯提高 說(shuō)明這兩種月季并不是通過(guò) 提高可溶性糖含量來(lái)維持滲透平衡 正常水分條件 下 植物體內(nèi) ROS 維持著動(dòng)態(tài)平衡 干旱脅迫下產(chǎn) 生過(guò)多的 ROS 會(huì)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu) 對(duì)植物造成氧化損 傷 使這種動(dòng)態(tài)平衡被打破 高鵬飛等 2022 有研究 表明在形成穩(wěn)定的共生體后 當(dāng)宿主受到逆境脅迫 時(shí) AMF 可促進(jìn)植物體內(nèi)一系列抗氧化酶的表達(dá) 緩解宿主植物細(xì)胞膜脂過(guò)氧化程度 降低脂質(zhì)過(guò)氧 化保護(hù)細(xì)胞膜的完整性 Hajiboland et al 2010 維持 細(xì)胞內(nèi)各器官正常的區(qū)室化結(jié)構(gòu) Liu et al 2012 提高宿主抗氧化保護(hù)防御能力 干旱脅迫下 3 個(gè)月季 品種接種 AMF 后 SOD 含量提高顯著 說(shuō)明接種后植 物體通過(guò)提高 SOD 含量將 O 2 催化生成 H 2 O 2 和 O 2 在生成 H 2 O 2 后需要其他抗氧化酶將多余的 H 2 O 2 快 速清除 CAT 可以發(fā)揮這一功能 姜玉瑩 2021 本 研究中 3 個(gè)月季品種的 CAT 含量均在接種后顯著 提高 證明在 SOD 和 CAT 的協(xié)同作用下積極降低 活性氧傷害 MDA 是細(xì)胞膜脂在自由基的最終產(chǎn) 物 其含量可以反映細(xì)胞膜脂過(guò)氧化作用強(qiáng)弱和質(zhì) 膜損傷程度 代表機(jī)體抗氧化潛在能力 接種 AMF 后 3 個(gè)月季品種干旱脅迫條件下的 MDA 含量顯著 降低 說(shuō)明接種 AMF 使得植物受損傷程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 未接種 AMF 組 綜上 干旱脅迫下 叢枝菌根真菌 AMF 能夠和 3 個(gè)月季品種形成良好的共生關(guān)系 提高植株體內(nèi)的 SOD CAT 活性 降低 MDA 含量 同時(shí)使細(xì)胞中大 量積累可溶性蛋白 這表明 AMF 通過(guò)增加抗氧化酶 活性以及增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量調(diào)節(jié)細(xì)胞水勢(shì)來(lái) 幫助月季緩解干旱脅迫帶來(lái)的傷害 3 個(gè)月季品種通 過(guò)接種 AMF 加大對(duì)土壤水分的有效吸收 在中度水 分脅迫下 光合能力均有不同程度提高 由此可知 接種 AMF 能夠促進(jìn) 3 個(gè)月季品種吸收營(yíng)養(yǎng) 維持 抗氧化防御系統(tǒng)穩(wěn)定和調(diào)節(jié)滲透平衡 可有效提高 植物抗旱性 3 材料與方法 3 1 試驗(yàn)材料 本研究在蘇州花語(yǔ)吳娘園藝專(zhuān)業(yè)合作社 31 14 N 120 49 E 進(jìn)行本試驗(yàn) 供試月季品種為 2 年生苗 表 3 2021 年 4 月 選取 3 個(gè)月季品種長(zhǎng)勢(shì)一致 健 康無(wú)病蟲(chóng)害的植株各 30 株 栽培基質(zhì)為泥炭土 珍珠 巖 蛭石 3 1 1 充分混勻后經(jīng) 120 滅菌 3 h 后備 用 供試 AMF 菌種為根內(nèi)球囊霉 Rhiaophagus in traradices 接種菌劑有孢子 真菌菌絲等 孢子量約 為 10 個(gè) g 試驗(yàn)共設(shè) 3 個(gè)處理 干旱處理組 D 干旱 處理 不接種 AMF 正常水分接種處理組 AMF 正 常水分處理 接種 AMF 干旱處理接種組 D AMF 干旱處理 接種 AMF 以正常水分處理 不接種 AMF 為對(duì)照組 CK 每個(gè)處理設(shè) 3 個(gè)重復(fù) 2021 年 4 月中旬進(jìn)行 AMF 菌劑接種 每盆接 種 50 g 菌劑 采用土壤水分測(cè)定儀 建大仁科 485 型 測(cè)定土壤水分含量 正常水分處理的土壤相對(duì)含水 量設(shè)置為 30 左右 干旱脅迫處理土壤相對(duì)含水量 設(shè)置為 15 左右 處理階段每天 9 00 測(cè)量土壤含水 量 在偏離設(shè)置值及時(shí)補(bǔ)充水分 試驗(yàn)在 28 和 16 h 光照的溫室中進(jìn)行 3 2 菌根侵染率測(cè)定 采用曲利苯藍(lán)染色法 王幼珊等 2012 測(cè)定菌 根侵染率 每品種隨機(jī)選擇 5 株 取部分新鮮根系 洗凈后剪成約 1 cm 的根段置于 FAA 溶液中固定 24 h 制片鏡檢 菌根侵染率和侵染密度使用菌根侵 染程序計(jì)算 3 3 植株形態(tài)參數(shù)的測(cè)定 干旱處理 60 d 后 每品種隨機(jī)選擇 5 株 測(cè)定葉 片厚度 葉面積 將葉片 105 殺青 15 min 后計(jì)算比 葉面積 比葉面積 葉面積 葉片干重 編號(hào) No 品種 Cultivars 克勞德 莫奈 Claude Monet 瑞典女王 Queen of Sweden 天方夜譚 Sheherazad 產(chǎn)地 Producing area 法國(guó) France 英國(guó) Britain 日本 Japan 表 3 供試材料名稱(chēng) Table 3 Names of test materials 干旱脅迫下叢枝菌根真菌對(duì)月季生理指標(biāo)的影響 Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Physiological Index of Rose Cultivars under Drought Stress 5421 分 子植物育種 Molecular Plant Breeding 3 4 植株生理指標(biāo)的測(cè)定 各處理 60 d后進(jìn)行生理指標(biāo)的測(cè)定 葉片丙二 醛 MDA 含量 超氧化物歧化酶 SOD 活性 過(guò)氧化 物酶 POD 活性及過(guò)氧化氫酶 CAT 活性測(cè)定參考鄒 琦 2003 李合生 2002 的研究方法 3 5 植株光合指標(biāo)測(cè)定 分別選擇 3 個(gè)月季品種每種處理長(zhǎng)勢(shì)相一致 的 3 盆植株 每株選取中上部健康的功能葉片 3 片 作為待測(cè)葉片 試驗(yàn)采用美國(guó) LI 6400 xt 便攜式光合 測(cè)定儀系統(tǒng)測(cè)定 3 個(gè)月季品種的光 光響應(yīng)曲線 光補(bǔ)償點(diǎn) LCP 光飽和點(diǎn) LSP 表觀量子效率 AQY 最大光飽和光合速率 P max 等多種光合指標(biāo) 主要應(yīng)用 Farquhar 等 1980 的經(jīng)典模型進(jìn)行擬合 3 6 數(shù)據(jù)分析 采用 SPSS 和 EXCEL 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析 Dun can s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較 作者貢獻(xiàn) 于明華是本研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者和實(shí)驗(yàn)研究的執(zhí) 行人 完成數(shù)據(jù)分析 論文初稿的寫(xiě)作 鄭婷 馬烈 田靜和徐峻育參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)結(jié)果分析 汪成 忠是項(xiàng)目的構(gòu)思者及負(fù)責(zé)人 指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)分 析 論文寫(xiě)作與修改 全體作者都閱讀并同意最終 的文本 致謝 本研究由江蘇現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng) JATS 2022 121 JATS 2021 116 資助 參考文獻(xiàn) Aroca R Porcel R and Ruiz Lozano J M 2007 How does ar buscular mycorrhizal symbiosis regulate root hydraulic properties and plasma membrane aquaporins in Phaseolus vulgaris under drought cold or salinity stresses New Phy tol 173 4 808 816 Asrar A A Abdel Fattah G M and Elhindi K M 2012 Improv ing growth flower yield and water relations of snapdragon Antirhinum majus L plants grown under well watered and water stress conditions using arbuscular mycorrhizal fungi Photosynthetica 50 2 305 316 Farquhar G D von Caemmerer S and Berry J A 1980 A bio chemical model photosynthetic CO 2 assimilation in leaves of C3 species Planta 149 1 78 90 Gao P F Zhang J Fan W F Gao B Hao H J and Wu J H 2022 Effects of drought stress on root characteristics struc ture and physiological characteristics of Potentilla bifurca var glabrata Caoye Xuebao Acta Prataculturae Sinica 31 2 203 212 高鵬飛 張靜 范衛(wèi)芳 高冰 郝宏娟 吳建 慧 2022 干旱脅迫對(duì)光叉委陵菜根系特征 結(jié)構(gòu)和生理 特性的影響 草業(yè)學(xué)報(bào) 31 2 203 212 Hajiboland R Aliasgharzadeh N Laiegh S F and Poschen rieder C 2010 Colonization with arbuscular mycorrhizal fungi improves salinity tolerance of tomato Solanum lycop ersicum L plants Plant S