丛枝菌根真菌(AMF)对黄瓜植株盐胁近伤害的缓解及其生理效应研究

摘要

土壤盐渍化严重制约着农业的发展，是目前影响作物生长和产量形成的主要限制因素。高盐会引起植物的减产或死亡，影响蔬菜的品质，因此提高植物的耐盐性对于农业的可持续发展意义重大。丛枝菌根真菌(Aarbuscular mycorrhizal fungi，AMF)是土壤菌根菌与高等植物根系形成的联合体，对植物具有广泛的侵染性。研究表明，接种AMF可以增加植物对N、P和微量元素的吸收，提高蔬菜的产量和品质，增强蔬菜植株对环境胁迫的抗性。但AMF对黄瓜耐盐性的生理作用及其调节机制尚未阐明。本文选用盐敏感型黄瓜品种‘津春2号’为试验材料，采用基质栽培，研究了不同种类AMF对黄瓜幼苗生长、叶片光合作用和植株体内矿质元素含量的影响，在此基础上探讨了AMF增强黄瓜耐盐性的生理机制，主要研究成果如下：
　　 ⑴盐胁迫下，黄瓜幼苗株高、茎粗和净光合速率(Pn)减少，电导率增大，MDA含量升高，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性增强，且随着盐胁迫浓度的升高各指标变化幅度增大；高浓度(0.9％、1.2％)NaCl处理下，叶片的生长受到明显的抑制，幼苗存活率下降；0.3％NaCl处理对植株生长和生理指标影响较小；0.6％及以上浓度NaCl处理下，黄瓜植株的生物量显著下降。
　　 ⑵接种4种不同的丛枝菌根真菌GMA、GMS、GMH、GV对黄瓜植株生长有不同程度的促进作用，并显著提高黄瓜叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和净光合速率(Pn)以及植株体内的矿质元素的含量，其中GMA对黄瓜生长促进效果最好。进一步研究了接种GMA对胁迫条件下黄瓜产量和品质的影响，结果表明，盐胁迫下，接种AMF可以缓解盐胁迫对黄瓜生长的抑制作用，提高植株体内各矿质元素含量，以及果实产量和品质。说明AMF可通过促进盐胁迫下黄瓜植株对矿质营养的吸收，来促进胁迫条件下植株的生长，从而增强黄瓜植株对盐胁迫的耐性，并改善黄瓜的产量和品质。
　　 ⑶盐胁迫下，黄瓜植株净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)、蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)均减小，细胞间隙CO2浓度(Ci)增加。盐胁迫下，接种AMF促进了黄瓜幼苗的生长，并提高了Pn、Gs、Tr、Ci和WUE，而使Ls降低。说明AMF通过增大气孔导度来促进盐胁迫下黄瓜幼苗光合作用，并提高了水分利用效率，增强黄瓜幼苗对盐胁迫的耐性。
　　 ⑷盐胁迫下，黄瓜幼苗叶片和根系的过氧化氢(H2O2)、抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量，AsA/DHA比值，以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性均显著提高，而还原型谷胱甘肽(GSH)含量和GSH/GSSG比值显著降低，MDA含量和O2-产生速率增加。盐胁迫下，接种AMF可以使黄瓜幼苗叶片和根系的AsA和GSH含量、AsA/DHA和GSH/GSSG比值，以及SOD、POD、CAT、APX、GR、MDAR活性均显著高于单纯盐胁迫处理，而MDA、H2O2和GSSG含量和O2-产生速率则低于单纯盐胁迫处理。说明盐胁迫下AMF可增强黄瓜植株的抗氧化能力，缓解盐胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害。
　　 ⑸盐胁迫下，接种AMF可以使黄瓜幼苗体内可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和矿质元素含量以及K+/Na+提高。说明AMF通过促进提高黄瓜植株的渗透调节能力，并促进黄瓜幼苗对矿质元素的吸收，减缓盐胁迫对植株的伤害。