黄檗丛枝菌根生理生态学研究

论文摘要

作为我国东北地区三大硬阔之一的黄檗，是重要的药用植物和用材树种，具有很高的经济价值。关于黄檗根际的丛枝菌根真菌资源研究以及接种丛枝菌根真菌对黄檗生长影响的研究在国内外还是空白，尚未见报道。通过对自然状态下黄檗根际土壤的丛枝菌根真菌资源进行取样调查，土样中共发现4属23种丛枝菌根真菌的孢子。它们分别属于无梗囊霉属(Acaulospora)、球囊霉属(Glomus)、盾巨孢囊霉属(Scutellospora)和原囊霉属(Archaeospora)等4个属。从出现频度看以无梗囊霉属和球囊霉属占优势。其中出现频度较高的种主要有细凹无梗囊霉(A．scrobiculata)、刺无梗囊霉(A．spinosa)、聚丛球囊霉(G．aggregatum)、悬钩子状球囊霉(G．rubiforme)、美丽盾巨孢囊霉(S．calospora)。在盆栽条件下，利用摩西球囊霉(G．mosseae)、幼套球囊霉(G．etunicatum)、地表球囊霉(G．versiforme)和透光球囊霉(G．diaphanum)等四种丛枝菌根真菌接种黄檗幼苗，结果显示：四种丛枝菌根真菌均能与黄檗形成丛枝菌根，并且能显著提高黄檗幼苗的生长量，苗木的株高、地径、鲜重、干重等都大于不接种的植株。其中以G．mosseae和G．diaphanum对苗木的侵染率比较高，形成菌根速度快，促生效果最明显。形成丛枝菌根后，叶片的N、P、K含量均有不同程度的提高，光合能力增强，并进一步促进整个植株的生长和代谢。黄檗幼苗形成丛枝菌根后，增加了叶片叶绿素含量，接种后叶绿素总量与对照相比分别提高了9.15～23.37％，从而增强光合产物的生产能力；增加了细胞可溶性糖含量，增加比例在1.83～4.24倍之间，增强了细胞的渗透调节能力。丛枝菌根能降低根系中的果胶酸含量，增加根系中可溶性糖的含量，并提高根系活力。丛枝菌根真菌侵染可增加植物体内膜系统保护酶的活性，更有效地清除植物体内的超氧自由基和活性氧，降低叶片脯氨酸及丙二醛的含量，提高植物的抗旱能力。由此可看出接种丛枝菌根真菌能降低水分胁迫对植物的影响，减轻干旱胁迫对细胞膜的伤害，增强了植物的抗旱性。丛枝菌根可增强植物体内硝酸还原酶、多酚氧化酶及抗坏血酸氧化酶的活性；增加了可溶性蛋白含量，增加比例在1.67～2.49倍之间；增加了植物体内IAA的含量，增加比例在1.65～2.41倍之间；增强了植物氮素代谢和能量代谢能力，促进植物生长，从而增强植物的次生代谢能力。作为药用植物，接种丛枝菌根真菌后显著增加了黄檗重要的药用成分小檗碱、药根碱及掌叶防己碱的含量，在能否利用菌根真菌接种来有效提高黄檗药用价值方面做了尝试性工作。在不同基质上给黄檗接种丛枝菌根真菌，由于基质的质地和养分含量不同，丛枝菌根真菌的侵染率有很大差异，苗木的生长量差别很大。利用混合菌种接种发现，不同菌根真菌混合接种时，真菌对黄檗的侵染率及苗木的成活率的影响差异显著，含有G．mosseae和G．diaphanum的组合对黄檗生长的促进作用最为明显。综上所述，丛枝菌根能直接或间接的调节植物的生长代谢，增强宿主抵抗外界不良环境的能力，有利于宿主植物的生长，与宿主达到了互利共生的关系。本研究通过对黄檗根际的丛枝菌根真菌资源调查，基本了解了黄檗根际的丛枝菌根真菌资源状况，为今后黄檗菌根化育苗时有目的的选择菌种提供了依据。利用人工接种丛枝菌根真菌，从黄檗生长及生理代谢变化的角度系统研究丛枝菌根真菌对黄檗实生苗的影响，为黄檗的菌根化育苗和资源保护提供技术依据，同时作为丛枝菌根的基础性研究也具有重要的理论意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 研究综述
• 1.1 菌根的认识过程
• 1.2 丛枝菌根的结构
• 1.2.1 菌丝（hyphae）
• 1.2.2 丛枝（arbuscule）
• 1.2.3 泡囊（vesicle）
• 1.2.4 辅助细胞（auxiliary cell）
• 1.2.5 孢子和孢子果（spore and sporocarp）
• 1.3 丛枝菌根的分类系统
• 1.4 木本植物丛枝菌根及菌根真菌资源
• 1.4.1 木本植物丛枝菌根资源
• 1.4.2 木本植物丛枝菌根真菌资源
• 1.5 丛枝菌根生态学研究
• 1.6 丛枝菌根生理学研究
• 1.6.1 丛枝菌根的营养生理研究
• 1.6.2 丛枝菌根对植物抗逆性的影响
• 1.6.3 丛枝菌根对植物抗病性的影响
• 1.7 丛枝菌根研究的研究现状和应用前景
• 1.8 黄檗的植物学特征及研究概述
• 1.8.1 黄檗生物学特征
• 1.8.2 黄檗生态习性
• 1.8.3 黄檗的药用价值
• 1.8.4 黄檗的经济价值
• 1.9 选题依据
• 2 黄檗根际丛枝菌根真菌资源调查
• 2.1 材料与方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 无梗囊霉属
• 2.2.2 球囊霉属
• 2.2.3 盾巨孢囊霉属
• 2.2.4 原囊霉属
• 2.3 本章小结
• 3 接种丛枝菌根真菌对黄檗幼苗的影响
• 3.1 丛枝菌根真菌对黄檗的侵染特性
• 3.1.1 实验方法
• 3.1.2 结果与分析
• 3.2 丛枝菌根对黄檗幼苗生长量的影响
• 3.2.1 实验方法
• 3.2.2 结果与分析
• 3.3 丛枝菌根对黄檗光合作用的影响
• 3.3.1 实验方法
• 3.3.2 结果与分析
• 3.4 丛枝菌根对黄檗叶绿素含量的影响
• 3.4.1 实验方法
• 3.4.2 结果与分析
• 3.5 丛枝菌根对黄檗根系活力及果胶含量的影响
• 3.5.1 实验方法
• 3.5.2 结果与分析
• 3.6 丛枝菌根对黄檗可溶性糖含量的影响
• 3.6.1 实验方法
• 3.6.2 结果与分析
• 3.7 丛枝菌根对黄檗可溶性蛋白质含量和硝酸还原酶活性的影响
• 3.7.1 实验方法
• 3.7.2 结果与分析
• 3.8 丛枝菌根对黄檗吲哚乙酸含量的影响
• 3.8.1 实验方法
• 3.8.2 结果与分析
• 3.9 丛枝菌根对黄檗主要药用成分含量的影响
• 3.9.1 实验方法
• 3.9.2 结果与分析
• 3.10 丛枝菌根对黄檗呼吸酶的影响
• 3.10.1 实验方法
• 3.10.2 结果与分析
• 3.11 丛枝菌根对黄檗保护酶的影响
• 3.11.1 实验方法
• 3.11.2 结果与分析
• 3.12 丛枝菌根对黄檗水分生理的影响
• 3.12.1 实验方法
• 3.12.2 结果与分析
• 3.13 丛枝菌根对黄檗苗木无机养分含量的影响
• 3.13.1 实验方法
• 3.13.2 结果与分析
• 3.14 本章小结
• 4 不同基质条件下接种丛枝菌根菌效果比较
• 4.1 不同基质条件下丛枝菌根菌对黄檗侵染率的影响
• 4.1.1 实验方法
• 4.1.2 结果与分析
• 4.2 不同基质对黄檗菌根化苗生长量的影响
• 4.2.1 实验方法
• 4.2.2 结果与分析
• 4.3 本章小结
• 5 混合菌种接种效果比较
• 5.1 混合菌种接种对黄檗侵染率的影响
• 5.1.1 实验方法
• 5.1.2 结果与分析
• 5.2 混合菌种接种对黄檗菌根化苗木生长量的影响
• 5.2.1 实验方法
• 5.2.2 结果与分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢