接種叢枝菌根真菌對(duì)海州香薷耐受銅脅迫的影響及機(jī)制.pdf

1、叢枝菌根真菌（AMF）廣泛分布于重金屬污染土壤中，探討AMF對(duì)提高植物耐受重金屬脅迫的影響及機(jī)制，以期為重金屬污染地區(qū)的植物修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。采用LI-6400便攜式光合作用系統(tǒng)，于2013年8月上旬（營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期）、10中旬（開(kāi)花期）、12月上旬（果熟期）的晴朗天氣，以盆栽試驗(yàn)對(duì)無(wú)銅(Cu)污染區(qū)海州香薷（Elsholtziasplendens）的光合生理特性及葉綠素?zé)晒鈪?shù)進(jìn)行測(cè)定。本實(shí)驗(yàn)設(shè)一個(gè)對(duì)照(CK)和3個(gè)處理:Cu脅迫處理，接

2、種AMF處理，Cu脅迫與AMF交互處理。同時(shí)利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)、WinRhizo根系分析系統(tǒng)、LeicaL2立體顯微鏡及攝像系統(tǒng)等技術(shù)，對(duì)海州香薷體內(nèi)Cu含量、菌根侵染率、礦質(zhì)元素吸收以及開(kāi)花物候等方面進(jìn)行分析，探討接種AMF對(duì)海州香薷耐受Cu脅迫的影響及機(jī)制。主要結(jié)果如下:
　　1.銅脅迫下接種AMF對(duì)海州香薷生長(zhǎng)及生物量分配的影響
　　Cu脅迫下海州香薷株高、基徑、分枝數(shù)、根總表面積、根總體積、生物

3、量均顯著低于對(duì)照;與Cu脅迫相比，接種AMF能顯著緩解Cu脅迫對(duì)海州香薷生長(zhǎng)的抑制作用，使植株的株高、基徑、生物量顯著提高。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期，接種AMF使Cu脅迫下植株根系的平均直徑、總表面積、總體積、總長(zhǎng)、根冠比顯著提高，而比根長(zhǎng)顯著減小。開(kāi)花期，Cu脅迫下接種AMF顯著提高了植株的比葉面積，而根冠比則顯著降低。表明AMF能有效調(diào)節(jié)生物量在地上和地下部分的分配來(lái)響應(yīng)外界環(huán)境變化，從而增強(qiáng)海州香薷耐受Cu能力。
　　2.銅脅迫下接種AM

4、F對(duì)海州香薷銅積累及礦質(zhì)元素吸收的影響
　　Cu脅迫下，各時(shí)期接種AMF均顯著降低了植株體內(nèi)不同器官Cu含量，尤其是地上部分Cu含量下降明顯，植物體內(nèi)Cu含量大小順序?yàn)?根＞莖＞葉。Cu脅迫處理對(duì)植株不同器官中S、K、Mg、Ca影響顯著。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期，Cu脅迫下接種AMF使葉片中Mg含量、莖中S、K含量分別顯著增加了26.7％、28.2％、63.7％。開(kāi)花期，與Cu脅迫相比，脅迫下接種AMF顯著提高了莖、葉中K含量、根中Ca、K含量

5、，分別增加了24.5％、45.2％、17.9％、65.5％。果熟期，接種AMF使脅迫下植株葉、根中的K含量顯著提高了53.6％、92.8％。表明AMF可促進(jìn)海州香薷對(duì)K、Ca、Mg等礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收，阻隔Cu向根系及地上部分的轉(zhuǎn)運(yùn)，緩解Cu脅迫引起的毒害和營(yíng)養(yǎng)虧缺，從而提高海州香薷耐受Cu脅迫的能力。
　　3.銅脅迫下接種AMF對(duì)海州香薷光合生理特性的影響
　　在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期、開(kāi)花期、果熟期，各處理海州香薷凈光合速率(Pn)日變

6、化均呈“單峰”曲線。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期植株的日均Pn值最高，開(kāi)花期次之，果熟期最小，這與海州香薷的生長(zhǎng)節(jié)律相符。Cu脅迫下?tīng)I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和果熟期海州香薷的日均Pn下降主要是由非氣孔限制因素引起的，而開(kāi)花期則為氣孔限制因素。在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和果熟期，接種AMF顯著提高Cu脅迫下海州香薷的日均Pn，而日均氣孔導(dǎo)度(Gs)、日均胞間CO2濃度(Ci)顯著降低。Cu脅迫下，接種AMF可通過(guò)提高營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期植株的最大凈光合速率(Pnmax)、表觀量子效率(AQY)

7、、光飽和點(diǎn)(LSP)，降低CO2補(bǔ)償點(diǎn)(CCP);開(kāi)花期則表現(xiàn)為提高Pnmax、LSP、CO2飽和點(diǎn)(CSP)、表觀羧化效率(CE)，降低光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP);果熟期為提高LSP、降低CCP、LCP等途徑來(lái)提高植株的光合能力。
　　4.銅脅迫下接種AMF對(duì)海州香薷相對(duì)葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響
　　營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期的相對(duì)葉綠素含量在各處理間變化差異顯著。Cu脅迫下植株在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和開(kāi)花期的相對(duì)葉綠素含量、最大光化學(xué)效率（Fv/

8、Fm）、最大熒光(Fm)顯著降低，而初始熒光(Fo)顯著上升。正常條件下，接種AMF處理對(duì)植株的相對(duì)葉綠素含量無(wú)顯著影響。與Cu脅迫相比，Cu脅迫下接種AMF使?fàn)I養(yǎng)生長(zhǎng)期、開(kāi)花期植株的相對(duì)葉綠素含量分別提高了77.8％、27.0％。在Cu脅迫下，接種AMF處理的植株具有較高Fv/Fm值。果熟期各處理間植株的相對(duì)葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)差異均不顯著。表明在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和開(kāi)花期接種AMF可提高相對(duì)葉綠素含量、改善光能轉(zhuǎn)化效率來(lái)減輕Cu脅迫對(duì)

9、海州香薷植株造成的傷害。
　　5.銅脅迫下接種AMF對(duì)海州香薷開(kāi)花物候及后代適合度的影響
　　不同處理下海州香薷的開(kāi)花物候具有一定的可塑性，開(kāi)花進(jìn)程曲線基本呈“單峰型”，且開(kāi)花物候參數(shù)在不同處理間存在較明顯差異。Cu脅迫下，海州香薷的始花期、開(kāi)花高峰期、終花期推遲、花期持續(xù)時(shí)間縮短，且花序?qū)挕⒒ㄐ蛏锪?、種子總數(shù)量、總重量顯著下降以及千粒重顯著增加。與對(duì)照相比，單一接種AMF處理植株開(kāi)花物候無(wú)明顯差異。接種AMF顯著提高了C