AMF对不同温度下枳实生苗抗氧化系统的影响

曾 斌，孙中海，何科佳，李健权，杨水芝

（1.湖南省园艺研究所，湖南 长沙 410125；2.国家农业部华中地区果树科学观测试验站，湖南 长沙 410125；3.长沙时鲜水果工程技术中心，湖南 长沙 410125；4.湖北省农业科学院果树茶叶研究所，湖北 武汉 430209）

柑橘是我国南方重要的果树之一，最适宜生长温度是22～30℃，但随着全球天气变暖也面临着温度胁迫，产区的低高温（如冰冻害可达 －10℃；夏季高温可达42℃）使得柑橘落花落果严重，产量降低，来年树势削弱，因此提高柑橘的耐温度胁迫能力具有非常重要的意义[1]。枳壳在柑橘生产中作为砧木有着广泛的应用，枳壳在自然环境中依靠与土生真菌——丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，简称AM真菌或AMF）形成共生联合体，大大提高了枳壳的抗胁迫能力，因此菌根化枳壳研究对柑橘生理生态方面的研究具有重要作用[2-3]。试验针对我国柑橘带产区出现的产区温度胁迫问题，研究不同温度下AMF对枳壳实生苗叶片抗氧化系统等的影响，旨在为柑橘菌根化育苗中高效优良菌种（株）的筛选提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试植物选用枳壳健康生长一致无病菌幼苗；供试丛枝菌根真菌菌种共4个，原种分别为珠状巨孢囊霉（Gigspora margarita），由国际AMF保藏中心Morton博士提供；摩西球囊霉（Glomus mosseae）和地表球囊霉（Glomus versiforme）由莱阳农学院刘润进教授提供。菌根接种剂是以白三叶草（Trifolium repense L.）为宿主，经盆栽将原种扩大繁殖的含有宿主植物根段、相应菌根真菌孢子及根外菌丝体的根际土壤；供试基质为播种枳种子土壤，采自菜园土，菜园土∶珍珠岩∶蛭石按 2∶1∶1 的比例混合。温度试验用土壤理化性质测定为：pH值（水浸提，水土比为1∶1）5.91；速效P含量为0.35 mg/kg。土壤过筛，经121℃高压湿热灭菌2 h后晾干。

1.2 试验方法

试验容器为塑料盆，接种处理每盆接种含有真菌孢子100个的根际土壤（其中含有相应的植物根段和根外菌丝体），对照处理加等量灭菌菌剂。在生长45 d后的枳苗中挑选生长状况一致、根系相当的进行盆栽，盆随机排列。试验分5个处理，分别为接种 Glomus versiforme（S＋Gl.ver）、Glomus mosseae（S＋Gl.mos）、Gigspora margarita（S+Gi.mar）、Glomus versiforme＋Glomus mosseae＋Gigspora margarita（S+G.vmm）和不接种（S-AMF）处理。试验于5月1日进行接种，置于温室中生长至9月15日。生长期间每隔两个星期浇一次1/4强度Hoagland营养液（P含量为其1/10），其它按温室常规管理。9月15日分别测定其生物产量和菌根侵染率。再分别把各处理枳实生苗平均置于 25℃/25℃（day/night）、30℃/30℃、43～48℃/35～38℃控温温室内进行温度处理，定期浇水，保持其土壤湿润。分别于温度处理第30 d取植株进行相关生理生化指标的测定。

1.3 测定方法

叶片可溶性糖、可溶性淀粉、可溶性蛋白质、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶 (CAT)分别采用蒽酮比色法、G-250法、氮蓝四唑(NBT)法、愈创木酚法和分光光度法测定。

1.4 数据处理

所有试验数据运用SAS软件ANOVA进行处理间差异显著性测验，采用DUNCAN法作差异显著性比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同AM真菌对枳实生苗的侵染

从图1中可以看出，未接种AM真菌的枳实生苗没有菌根的侵染，所有接种AM真菌的处理植株在根系中均可观察到菌根的侵染，在S+G.vmm和S+Gi.mar处理中还可见到泡囊。从侵染的实际效果来看，以Gi.mar处理对枳实生苗的侵染率最高，达到86%，S+G.vmm的处理次之，这两者差异性不显著。S+Gl.mos处理的浸染率达到了62%，S+Gl.ver约为21%。从单个菌根侵染率的效果来看，以S+Gi.mar处理的侵染率稍高，这说明Gigspora margarita与枳实生苗有很好的亲和力。李晓林和冯固认为，一般以混合菌株的效果较好，因为在自然界土壤中并不是单一种AM真菌对植物起作用，而是各种不同的菌株相互的影响，试验也反映了这一点；同时可以初步判定在试验中Gigspora margarita是枳实生苗亲和力的高效菌株。

2.2 不同温度下丛枝菌根对枳实生苗根系活力的影响

根的生长情况和活力水平直接影响地上部的营养状况及产量水平。从图2中可以看出，不同菌株对根系活力的提高效果明显不同：在同一温度下，根系活力以S+G.lmos处理最高，S+Gi.mar处理次之，尤其当处理达到40℃时更为明显；同一温度下，接种AM真菌能够提高植株的根系活力，尤以S+G.lmos处理效果最好。相同菌株不同温度下，以40℃处理下根系活力较高，这与高温对植株产生了不良影响，从而使AM真菌通过提高根系活力吸取更多的养分和水分来抵抗有关。这都说明AM真菌能显著提高植株根系的活力来增加植物对外界条件的影响，根系活力越高，植株对不良条件的抵抗能力越强。

2.3 不同温度下丛枝菌根对枳实生苗叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响

接种丛枝菌根真菌之后，可以显著提高高温胁迫下枳壳幼苗叶片的可溶性糖的含量。图3表明，在同一温度下接种不同菌株均可提高枳实生苗叶片中可溶性糖的含量。不同处理增加的程度各异，按照处理为 S+Gl.ver、S+Gl.mos、S+Gi.mar和 S+G.vmm依次向上递增。与对照相比，各菌株处理的可溶性糖含量差异显著，以S+G.vmm处理最高。从相同菌株不同温度的可溶性糖含量来看，相比之下温度越高可溶性糖含量越高，尤其当温度达到40℃时。这不仅说明接种丛枝菌根真菌能够增加叶片的可溶性糖含量，也说明丛枝菌根真菌能够通过直接或间接的作用来调节植株体内的可溶性糖等渗透调节物质来抵抗高温对其产生的影响。

植物可溶性蛋白的含量与植物的耐热性有关[4]。从图4中可以看出，枳实生苗叶片在不同菌株不同温度的处理下表现不同。与对照相比，可溶性蛋白的含量以S+G.vmm处理最高，S+Gi.mar处理次之，接着是S+Gl.mos处理，S+Gl.ver处理最差，但都显著地增加了枳实生苗叶片的可溶性蛋白含量。除对照外，接种同种菌株不同温度下枳实生苗叶片可溶性蛋白含量随着温度的提高而增大；不接种AM真菌的对照在不同温度下可溶性蛋白的含量几乎不变，而其他菌株均能有效地提高枳实生苗叶片可溶性蛋白的含量，以S+G.vmm处理最高。

2.4 不同温度下丛枝菌根对枳实生苗叶片质膜透性、MDA含量和脯氨酸含量的影响

从图5中可以看出，不同温度下接种不同丛枝菌根均能显著降低枳实生苗叶片的质膜透性。从相对电导率来看，以S+G.vmm能够最大程度地减小叶片质膜透性，S+Gl.ver处理最差。尤其在温度为40℃时，各菌株能够显著降低质膜透性，抵抗高温对植株的伤害。从相同菌株不同温度来看，即使在25、30℃下并没有使枳实生苗进入逆境，但还是能降低叶片的质膜透性，增强枳实生苗的抵抗力。

MDA含量是反映细胞膜脂过氧化的重要指标，细胞受伤害越重，MDA的含量就越高[5]。试验证明：接种丛枝菌根真菌可以显著地降低高温胁迫时枳实生苗叶片的MDA含量。从图6中可以看出，与对照相比，在各温度下接种不同AM真菌对枳实生苗叶片MDA含量都有不同程度的下降。在温度为40℃时，各处理与对照的差异较大，急剧地降低了叶片MDA的含量；在30℃时与对照相比，S+G.vmm处理的MDA含量最小。

如图7所示，枳实生苗在不同温度不同菌株处理中，S+Gl.ver处理与对照无差异，而其他3个处理都能够使枳实生苗叶片脯氨酸含量维持在较低的水平上，与对照差异性显著，尤其在40℃的处理下；但这3种不同温度处理之间无显著差异。在这一点上，Gi.margarita并没有表现出优势菌株的特点。

2.5 不同温度下丛枝菌根对枳实生苗叶片抗氧化系统的影响

接种丛枝菌根真菌能够显著提高温度胁迫下枳实生苗叶片SOD活性。试验结果表明（图8），不同温度下不同菌株之间的SOD活性差异显著。相同温度下，与对照相比，以S+G.vmm处理最高，S+Gi.mar、S+Gl.mos处理次之，S+Gl.ver处理最小。而接种相同菌株在不同温度下SOD活性差异性不大。

接种不同丛枝菌根真菌显著提高了高温逆境下枳实生苗叶片POD活性。如图9所示，与对照相比，不同温度下菌根化枳实生苗叶片POD活性显著提高，以S+G.vmm处理为最佳，这证明AM真菌能够提高植株体内POD的活性。尤其在40℃时，与对照相比，接种AM真菌处理更能显著地提高植株POD活性，且S+G.vmm处理的效果最为显著。

3 小 结

研究发现，接种丛枝菌根真菌能够增强枳实生苗对高温胁迫的抵抗力，减轻高温对枳实生苗的伤害。S+G.vmm处理与对照的差异最大，其次是S+Gi.mar处理。由此可见，S+G.vmm处理能最大地提高枳实生苗耐高温能力，这跟自然状态下土壤中是多种菌株存在相符合。从单独效果来看，珠状巨孢囊霉则是枳实生苗的优良高效菌株。试验表明，丛枝菌根能有效提高枳实生苗的耐高温胁迫，但试验中大多数指标是间接反映植株对高温胁迫的反应，而根系活力则不同，它直接反映了丛枝菌根真菌与植物根系形成共生关系，并通过对根系的直接作用使植株减小高温胁迫带来的负面影响。推测丛枝菌根真菌提高寄主植物的抗高温胁迫可能与丛枝菌根真菌提高了寄主植物的根系活力有关。至于丛枝菌根真菌是怎样提高根系的活力、根系活力提高后如何增强植株耐高温的能力，仍需要深入研究。

[1]吴强盛，夏仁学，胡利明.土壤未灭菌条件下丛枝菌根对枳实生苗生长和抗旱性的影响[J].果树学报，2004，21（4）：315-318.

[2]吴强盛.园艺植物丛枝菌根的研究与应用[M].北京：科学出版社，2010.

[3]杨晓红，曾 斌，李新国，等.AM真菌种间差异对枳壳生长及耐热性效应的研究[J].菌物学报，2005,24（4）：582-589.

[4]李思龙，张玉刚，陈丹明.丛枝菌根对高温胁迫下牡丹生理生化的影响[J].中国农学通报，2009，25（7）：154-157.

[5]韩 冰，贺超兴，闫 妍，等.AMF对低温胁迫下黄瓜幼苗生长和叶片抗氧化系统的影响[J].中国农业科学，2011，44（8）：1646-1653.