AMF和Frankia双接种对杨梅幼锚生长及铅胁迫耐受性的影响

摘要

杨梅是我国特产的亚热带果树，其根系能被弗兰克氏菌（Frankia）侵染，形成共生固氮根瘤，提升土壤肥力，增加树势，是天然肥料木。杨梅果实风味独特，营养丰富，并且具有很好的医疗保健功能，深受广大消费者喜爱。
　　近年来，随着工业三废的大量排放和农业生产上农药化肥的不合理施用，农业土壤重金属污染现象日益加重，其中以铅污染尤为突出。铅是一种剧毒性污染物，土壤铅污染不仅影响作物生长发育和品质，还会随食物链进入人体危害健康。
　　丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）能够改善寄主植物矿质营养，促进生长发育，缓解干旱、盐碱、温度和重金属污染等多种逆境胁迫对植株造成的伤害，增强植株的抗逆能力，因而在农业生产中有很大的应用潜力。
　　本试验以一年生的东魁杨梅品种为试材，设计四个处理组:对照组单接种Frankia放线菌，其他三组为Frankia分别与3种AMF(G.intraradices，G.mosseae，A.scrobiculata)混合接种，通过测定相关形态和生理指标，探索AMF与杨梅自身Frankia菌根的互作效应对杨梅幼苗生长的影响以及在一定浓度Pb胁迫下对杨梅幼苗耐受性的影响，在此基础上筛选出对其生长促进效果最佳接种处理组合。分别对杨梅幼苗进行不同浓度梯度醋酸铅溶液500ml(Pb2+浓度分别为3mmol/L、3mmol/L、6mmol/L、9mmol/L、12mmol/L、15mmol/L)胁迫处理，同时设置对照组（浇500ml水）。通过测定相关形态、矿质营养及生理指标，探索AMF与Frankia互作提高杨梅幼苗Pb胁迫耐受性的生理机制，并筛选出耐Pb胁迫能力最强的双接种处理组合。主要得出以下结果:
　　1.在20～35℃温室条件下培养6个月，3种AMF均能成功侵染杨梅幼苗的根系，且较单接种Frankia放线菌的对照组，混合接种Frankia及AMF可以不同程度地提高植株的株高、地径、叶片数、根系结瘤量和固氮酶活性，还能促进矿质营养吸收，提高植株叶片中N、P、K、Ca含量，增强光合作用，进而显著促进杨梅苗的生长。综合比较，筛选出摩西球囊霉（G.mosseae，G.m）和Frankia的双接种组合对杨梅幼苗生长促进效果最好。
　　2.在不同Pb浓度胁迫处理下，双接种AMF和Frankia的杨梅幼苗在株高、相对含水量均较对照（单接种Frankia）组有明显增加。叶片N、P、K、Ca等元素和叶绿素含量均高于对照组，光合作用也显著增强。同时，Pb在杨梅苗叶片的积累量也明显低于对照组，从而缓解了植株受Pb胁迫的伤害，增强了杨梅幼苗对重金属Pb胁迫的耐受性。
　　3.在一定Pb浓度胁迫下，采用双接种处理的杨梅幼苗叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量均较对照组有不同程度的增加，相对电导率和MDA含量降低，减轻了细胞膜的伤害。此外，双接种处理杨梅幼苗体内SOD、POD、CAT等酶活性均显著提高，植株抵抗氧化胁迫的能力较对照组明显增强。
　　由本试验可以得出，对杨梅苗进行AMF和Frankia混合接种可以明显改善树体营养和减少不良环境条件对树体的胁迫，尤以摩西球囊霉和细凹无梗囊霉与Frankia的接种组合效果最好，对生产实践提供了理论依据和实践意义。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1.1 杨梅研究进展

1.1.1 杨梅资源与分布概况

1.1.2 杨梅的营养价值和药用价值

1.1.3 杨梅固氮结瘤及其生态效应

1.1.4 杨梅产业的问题与展望

1.2 弗兰克氏菌研究进展

1.2.1 弗兰克氏菌简介

1.2.2 弗兰克氏菌生物学特性

1.3 丛枝菌根研究进展

1.3.1 菌根简介

1.3.2 丛枝菌根真菌的系统分类

1.3.3 丛枝菌根真菌的物种多样性

1.3.4 影响丛枝菌根生长发育的环境因子

1.3.5 丛枝菌根对宿主的生理生态效应

1.3.6 丛枝菌根对土壤重金属污染的缓解效应

1.4 铅的研究现状

1.4.1 我国果园土壤铅污染现状

1.4.2 铅毒危害及机理

1.4.3 铅污染的修复

第2章 引言

2.1 研究目的及意义

2.2 技术路线图

第3章 材料与方法

3.1 重庆杨梅结瘤固氮特性调查

3.1.1 试验材料

3.1.2 试验设计与方法

3.1.3 测定项目

3.2 Frankia与AMF双接种试验

3.2.1 试验材料

3.2.2 试验地点

3.2.3 试验设计与方法

3.2.4 试验测定项目

3.3 铅胁迫试验

3.3.1 试验材料

3.3.2 试验设计与方法

3.3.3 试验测定项目

3.4 试验指标测定方法

3.4.1 土壤分析

3.4.2 叶片分析

3.4.3 根系分析

3.5 试验数据处理

第4章 结果与分析

4.1 重庆杨梅结瘤固氮特性研究

4.1.1 重庆杨梅主产地杨梅固氮菌调查

4.1.2 重庆杨梅主产地杨梅(苗木)园土壤理化性状

4.1.3 不同士壤对杨梅苗结瘤量、固氮酶活性及生物量的影响

4.2 接种菌根对Frankia形成和发育的影响

4.2.1 菌根侵染率

4.2.2 根系结瘤数、结瘤量及固氮酶活性

4.3 AMF与Frankia双重共生对杨梅生长的影响

4.3.1 AMF与Frankia双重共生对杨梅基本生理指标的影响

4.3.2 AMF与Frankia双重共生对杨梅光合作用的影响

4.4 AMF与Frankia双重共生对杨梅铅胁迫耐受性的影响

4.4.1 叶片Pb含量

4.4.2 株高、叶片相对含水量、电导率

4.4.3 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅N素吸收的影响

4.4.4 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅P素吸收的影响

4.4.5 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅K素吸收的影响

4.4.6 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅Ca素吸收的影响

4.4.7 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅Mg素吸收的影响

4.5 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅逆境生理的影响

4.5.1 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅叶片MDA含量的影响

4.5.2 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅叶片游离脯氨酸含量的影响

4.5.3 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅叶片SOD、POD、CAT活性的影响

4.5.4 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅叶片可溶性蛋白含量的影响

4.5.5 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅叶片可溶性糖含量的影响

4.6 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅光合特性的影响

4.6.1 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅叶绿素含量的影响

4.6.2 AMF和Frankia双接种对铅胁迫下杨梅光合作用的影响

第5 章 讨论

5.1 土壤理化性状与杨梅幼苗生长的关系

5.2 双接种对杨梅生长的影响

5.2.1 双接种对杨梅矿质元素吸收的影响

5.2.2 双接种对杨梅光合作用的影响

5.3 双接种对铅胁迫下杨梅主要生理指标的影响

5.3.1 双接种对铅胁迫下杨梅矿质元素吸收的影响

5.3.2 双接种对铅肋迫下杨梅光合作用的影响

5.4 双接种对铅胁迫下杨梅抗逆性生理的影响

第6章 结论

参考文献

附录

致谢

在校期间发表论文