丛枝菌根提高枳耐锌过量胁迫的生理机制研究

论文摘要

丛枝菌根（AM）在植物的生长、逆境生理、矿质营养等方面起着重要作用。本研究以柑橘砧木枳（Poncirus trifoliata）为试材,采用盆栽土培及砂基培养法,从耐锌污染AM真菌菌种筛选着手,研究了不同锌浓度下AM真菌对植物的菌根侵染、生长、矿质营养及相关生理指标的影响,并利用非损伤微测技术研究了菌根化枳根细胞H+、Ca2+及NO3-离子流变化特征,旨在探讨AM真菌提高枳对锌过量胁迫的耐受性机理,以期为生产实际提供科学依据。主要研究结果如下:1.通过盆栽实验研究AM真菌Glomus versiforme（G.v）、G. mosseae（G.m）、G. intraradices（G.i）、G. aggregatum（G.a）和G. etunicatum（G.e）在锌污染条件下(外施锌600mg·kg-1)枳实生苗的菌根侵染、生长、叶片和根系锌、磷含量及部分生理指标的影响。结果表明:（1）锌污染基质中接种G.i、G.e和G.m显著提高了枳苗的生物量,菌根侵染率与菌根依赖性均以G.i接种处理的最高,G.e处理次之,而G.v接种处理的最低。（2）AM真菌显著降低了枳地上部锌含量,促进了根部锌的积累（G.a处理除外）,其中以G.i处理的地上部/根系锌转运系数最小,G.e处理次之,而G.v处理的最大;AM真菌显著提高了枳根部磷含量,其中接种G.i还显著增加了枳地上部磷含量。AM真菌显著降低枳地上部铁含量,而地下部铁含量显著积累（除G.a外）;接种G.i显著降低枳地上部锰含量,促进了根部锰含量的积累;接种G.e的地下部铜、接种G.m、G.e、G.a的枳地上部钾、接种G.e、G.a处理的枳地下部镁、钾及地上部与地下部钙元素含量较相应对照值均犹为显著增加。（3）接种G.i和G.e显著降低了枳叶片MDA含量,显著提高了枳根部CAT活性及脯氨酸含量,根部POD活性与不接种处理无显著性差异。可见,锌污染条件下接种G.i最有利于提高枳对锌污染的耐受性,G.e处理效果次之,而G.v接种处理的效果相对较弱。2.研究了AM真菌Glomus intraradices对不同程度锌污染下(外施锌0、300和600 mg·kg-1,分别以Zn0、Zn300和Zn600表示)枳实生苗的菌根侵染、生长、几种矿质元素含量及部分生理指标的影响。结果表明:（1）随着施锌浓度的增加,菌根侵染率呈降低趋势;施锌处理下,AM真菌显著提高了地上部及地下部鲜重、根系脯氨酸含量,显著降低了根系MDA含量,但对叶片中SOD、CAT活性无显著影响。（2）随着外施锌浓度的增加,枳苗地上部与地下部锌含量均呈上升趋势,且AM真菌接种株地下部锌含量显著高于未接种株。（3）AM真菌接种株Zn0处理地上部与地下部的铜、地上部磷、钾、镁和Zn600地下部铜及Zn300地下部磷含量均显著高于相应的未接种株,而AM真菌对枳苗钙含量并无显著性影响。3.利用砂基培养法研究了AM真菌Glomus intraradices对不同浓度锌（0、5、500μmol·L-1Zn,分别以Zn0、Zn5和Zn500表示）条件下枳实生苗的菌根侵染、生长、几种矿质元素含量及部分生理指标的影响。结果表明:（1）Zn5及Zn500处理下菌根侵染率较Zn0处理呈降低趋势;各施锌处理下,AM真菌对植株生物量并无显著影响;Zn500处理下,AM真菌显著提高了叶绿素含量和根系脯氨酸含量,并显著降低了叶片相对电导率,但对叶片POD、CAT活性并无显著影响。（2）Zn500处理下,接种株地上部锌含量显著高于对照,而地下部锌含量显著低于对照;Zn5及Zn0处理下,AM真菌对枳苗体内锌含量无显著性影响。（3）Zn0处理下的接种株地上部铜、Zn5处理的地上部钙、Zn500处理的地下部的铜及体内钙含量均显著高于相应对照,Zn5处理下的接种株地下部磷、钾、镁及Zn500处理下的地下部钾含量均显著低于相应对照。4.研究了接种G. intraradices对枳实生苗的菌根侵染率、生物量及枳根部H+、Ca2+、NO3-离子流动态。结果表明:（1）接种G.i显著提高了枳实生苗地上部及地下部鲜重和干重,且菌根侵染率达到68.7%。（2）接种株距根尖0μm、600μm处Ca2+外流速率,600μm处H+内流速率,2400μm处NO3-内流速率均显著高于相应对照。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1 课题的提出
• 2 文献综述
• 2.1 锌污染对植物的毒害效应
• 2.1.1 土壤锌污染成因及其危害概述
• 2.1.2 锌过量胁迫对植物的生长发育影响
• 2.1.3 锌过量胁迫对植物生理代谢的影响
• 2.1.4 锌过量胁迫对植物细胞结构的影响
• 2.2 AM 真菌对植物抗逆性的影响
• 2.2.1 AM 真菌概述
• 2.2.2 AM 共生机制的研究进展
• 2.2.3 AM 真菌对植物抗逆性的作用
• 2.3 AM 真菌对植物抗锌污染的影响及机制
• 2.3.1 AM 真菌对植物锌胁迫耐受性的影响
• 2.3.2 AM 菌根提高植物抗锌污染的作用机制
• 3 本研究的目的和内容
• 第二章 五种丛枝菌根真菌对枳实生苗耐锌污染的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 分析方法
• 1.3 试验数据
• 2 结果与分析
• 2.1 枳实生苗菌根侵染率、生长量及菌根依赖性
• 2.2 枳实生苗不同部位几种矿质元素含量
• 2.3 枳叶片MDA 及根系脯氨酸含量、POD 及CAT 活性
• 3 讨论
• 第三章 AM 真菌对不同锌污染水平下枳的生长及 抗性的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 分析方法
• 1.3 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 枳实生苗菌根侵染率、生物量及菌根依赖性
• 2.2 枳实生苗不同部位几种矿质元素含量
• 2.3 枳实生苗不同部位几种生理指标的变化
• 3 讨论
• 第四章 锌缺乏与过量胁迫下AM 真菌对枳苗生理特性的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 分析方法
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 枳实生苗菌根侵染率、生物量及菌根依赖性
• 2.2 枳实生苗不同部位几种矿质元素含量
• 2.3 枳实生苗叶片不同部位生理指标的变化
• 3 讨论
• +、Ca²⁺、NO₃^-离子流动态的比较分析'>第五章 枳菌根及非菌根H⁺、Ca²⁺、NO₃^-离子流动态的比较分析
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 各离子交换剂及离子测试液配方
• 1.3 抑制剂处理浓度与方法
• 1.4 分析方法
• 1.5 数据处理
• 2. 结果与分析
• 2.1 枳实生苗菌根侵染率、生物量
• 2+、NO₃^-离子流'>2.2 SIET 检测枳实生苗根部H+、Ca²⁺、NO₃^-离子流
• 2+、NO₃^-离子流动态'>2.3 SIET 检测枳实生苗根部H+、Ca²⁺、NO₃^-离子流动态
• +、Ca²⁺离子流'>2.4 抑制剂处理0μm、600μm 处H⁺、Ca²⁺离子流
• 3. 讨论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢（Acknowledgement）
• 附录Ⅰ课题资助项目
• 附录Ⅱ读研期间发表论文目录及获奖情况