干旱条件下内生真菌对多年生黑麦草生长的影响

李会强，汪建军，张光明，蔺伟虎，田 沛

(1.草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020；2.广东粤明电力工程有限公司，广东 珠海 519000)



干旱条件下内生真菌对多年生黑麦草生长的影响

李会强1，汪建军1，张光明2，蔺伟虎1，田 沛1

(1.草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020；2.广东粤明电力工程有限公司，广东 珠海 519000)

摘要：本研究分别比较了在温室不同水分处理条件和田间自然条件下，包括100%被内生真菌感染(E+)种群，未被内生真菌感染(E-)种群和50%带菌率的E+和E-植株混合种群(M)的3种不同多年生黑麦草(Lolium perenne)种群的生长情况，以分析内生真菌对其寄主多年生黑麦草生长的影响。在模拟田间最大持水量(Field Water Content，FWC)的15%(FWC15)、30%(FWC30)、45%(FWC45)和60%(FWC60)的4种不同水分处理的温室盆栽试验中，随着土壤水分含量的增大，E+、E-和M种群的株高、分蘖数、株高生长速率、分蘖生长速率、叶宽、叶长、地上组织含水量和地上生物量先逐渐增大，在FWC45水分条件下达到了最大，然后在FWC60水分条件下各项生长指标降低，均低于FWC45水分处理，说明FWC45水分条件最适宜黑麦草幼苗的生长，而FWC15、FWC30和FWC60水分条件对黑麦草幼苗的生长具有抑制作用；在盆栽各水分条件下，E+种群的分蘖数、株高生长速率、分蘖生长速率、叶宽、地上部组织含水量均显著高于E-和M种群(P<0.05)；E+种群的叶长显著大于E-种群(P<0.05)；在FWC60水分条件下，E+和M种群的地上部生物量差异不显著(P>0.05)，但均显著高于E-种群(P<0.05)，而在其余3个水分条件下，E+种群均显著大于E-和M种群(P<0.05)，但是E-和M种群之间无差异。在田间自然条件下，E+种群的株高、分蘖数、株高生长速率、分蘖生长速率、叶宽、地上部生物量均显著高于E-和M种群(P<0.05)；而E+种群的叶长和地上部组织含水量与M种群差异不显著(P>0.05)，但显著高于E-种群(P<0.05)。这说明内生真菌在温室和田间均能促进多年生黑麦草的生长，并增强其抗旱性和对该地区的环境适应性，内生真菌带菌率越高，其优势越明显。

关键词：内生真菌；多年生黑麦草；水分胁迫；幼苗生长

多年生黑麦草(Loliumperenne)是禾本科(Gramineae)黑麦草属(Lolium)植物，具有成坪速度快，分蘖能力强，抗病虫和耐践踏等生物学特性，是适应性很强的一种冷季型草坪草，常作为建植草坪的重要草种[1-2]；它原产于西南欧、北非和亚洲西南的温带，现广泛分布于世界各地的温带地区[3]；同时，它也具有木质素少，质地柔嫩，适口性好，产量高等优点，是各地普遍引种栽培的优良牧草[4]。

内生真菌是指在植物体内度过全部或大部分生命周期的一大类真菌，其与植物形成互利共生的关系，植物不显示任何外部症状，且植物为内生真菌提供生活空间和养分，同时内生真菌能够增强宿主植物对生物和非生物胁迫的抗性，促进植物的生长竞争能力，而Epichlo⊇festucaevar.lolii内生真菌与多年生黑麦草形成的共生体具有生长快、分蘖多、耐旱、抗病、抗虫以及促进再生等优良生物学特性[5-8]。目前，关于黑麦草内生真菌共生体的研究主要集中在抗病、耐旱、耐盐和耐高温等方面[9-12]，初步形成了内生真菌对寄主有益的结论。兰州大学草地农业科技学院已经发现多年生黑麦草品种——顶峰具有很强的抗病性，在这些研究的基础上，本研究以多年生黑麦草品种顶峰100%被内生真菌感染(E+)种群，未被内生真菌感染(E-)种群和50%带菌率的E+和E-植株混合种群(M)为材料，在室内模拟干旱条件和田间自然条件两种不同环境下，研究黑麦草内生真菌共生体的生长特性来评估内生真菌对多年生黑麦草生长和抗旱性的影响，筛选强耐旱性黑麦草植株以及与其共生的有益内生真菌菌株，以期为利用该品种的多年生黑麦草进行草坪建植奠定基础。

1材料与方法

1.1试验材料

供试的黑麦草顶峰种子由百绿国际草业(北京)有限公司提供。

1.2不同带菌率多年生黑麦草种群的建立

将供试种子于2015年6月初播种于育苗盘内，播种完毕后将其置入兰州大学榆中校区智能日光温室培养，每日按照土壤湿度变化进行适量浇水，使土壤保持湿润，待其生长至3～4个分蘖后对成熟分蘖的叶鞘进行内生真菌带菌率的检测。幼苗中内生真菌的检测参照南志标[13]的方法，将带菌(E+)和不带菌(E-)的植株分别做好标记，建立E+和E-种群，未检菌的标记为混合种群(M，平均带菌率为50%)。

1.3温室不同水分处理

2015年8月初，在榆中校区草地农业科技学院智能日光温室将标记好的种群进行移栽和处理，移栽前在每个大小、质量相同的塑料花盆内(高25 cm，直径30 cm)依次装入1 500 g黑壤土和800 g大小均匀的白卵石，将白卵石平铺于花盆底部，土壤置于卵石上部，每个花盆内竖直插有两根塑料导水管，导管直通花盆底部。将上述标记好的E+、E-和M三个种群分别移栽到准备好的塑料花盆内，每盆移栽6株幼苗，按照田间最大持水量(Field Water Content，FWC)的60%(FWC60)、45%(FWC45)、30%(FWC30)和15%(FWC15)对花盆中的E+、E-和M种群进行土壤水分梯度处理，每个种群的每个水分处理均设5个重复，共60盆植株，称取每盆的初始重量并进行标记，此后每天用称重法将水通过导管灌入土壤底层以维持模拟的水分条件。

1.4田间自然条件生长

2015年8月初，将上述标记好的E+、E-和M共3个种群的幼苗按照随机区组试验设计移栽到兰州大学榆中草地农业试验站风雨网室，网室为自然土壤并经除草浇水，每个小区80株幼苗，行间距为40 cm，每个种群设3个小区作为重复，共9个小区。移栽后维持自然条件，定期除杂草。由于试验前期处于夏季缺水期，每隔6 d浇水一次，至土壤含水量达到田间最大持水量的45%为止，后期降水增多，维持自然条件。

1.5生长状况评估

移栽完毕后每隔7 d分别测量温室和网室各处理幼苗的株高、分蘖、叶宽和叶长，并计算幼苗的株高和分蘖生长速率[14]，10月初进行各处理单株地上生物量和地上组织含水量[15]的测定。

绝对生长速率=(Q2-Q1)/(t2-t1)。

式中，Q2、Q1分别表示t2、t1时刻的株高(分蘖)。

地上组织含水量=Wf-Wd/Wf×100%。

式中，Wf,Wd分别为组织鲜重、干重。

1.6数据统计与分析

试验数据用Microsoft Excel 2007进行录入分析和图表制作，然后用SPSS 17.0统计分析软件进行单因素和双因素方差分析，采用LSD法检验其差异显著性，Duncan法进行多重差异性比较，结果用均值±标准差(Mean±SD)表示。

2结果与分析

2.1内生真菌在温室不同水分处理下对多年生黑麦草生长的影响

2.1.1水分和内生真菌对多年生黑麦草株高的影响不同水分处理盆栽条件下，E+和E-种群在FWC45和FWC60水分处理下株高均显著大于其在FWC15和FWC30水分处理下(P<0.05)，但FWC45和FWC60水分处理间两种群的株高差异均不显著(P>0.05)，FWC15和FWC30水分处理间E+种群的株高差异不显著，而E-种群FWC30显著大于FWC15；M种群的株高在FWC45水分处理下达到了最大，在FWC15水分处理下达到最小，且均与其它水分处理差异显著；在FWC15、FWC30和FWC45水分处理下，E+种群的株高均最大，而E-种群的株高均最小，且E+、M和E-三种群之间差异显著；在FWC60水分处理下，E+种群的株高显著大于M和E-种群，但M和E-种群之间的差异不显著(图1)。

图1　水分和内生真菌对多年生黑麦草株高的影响

注：不同小写字母表示同一内生真菌种群不同土壤水分处理间差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示同一水分处理不同内生真菌种群间(E+, E-和M)差异显著(P<0.05);FWC,土壤田间最大持水量(%)。下同。

Note: Different lower case letters above bars are significantly different among different moisture treatments for the same endophyte population at 0.05 level; Different capital letters above bars are significantly different among different endophyte populations under the same treatment at 0.05 level; FWC, field water content(%). The same as below.

2.1.2水分和内生真菌对多年生黑麦草分蘖的影响E+、M和E-种群的分蘖数随着土壤水分含量的增加先增大后降低，在FWC45水分处理下均达到最大，在FWC15水分处理下最小，且均与其它各水分处理之间差异显著(P<0.05)；各水分处理下，E+种群的分蘖数最大，E-种群的最小，且E+、M和E-三种群之间差异均显著，说明内生真菌能够明显促进黑麦草的分蘖(图2)。

2.1.3水分和内生真菌对多年生黑麦草株高生长速率的影响水分和内生真菌均对多年生黑麦草的株高生长速率有影响。不同水分条件下，E+、E-和M种群的株高生长速率先随着土壤水分含量的增大而增大，在FWC45水分处理下达到最大值，且与其它水分处理差异显著(P<0.05)，当土壤含水量达到FWC60时，3个种群的株高生长速率受到了抑制，其值介于FWC45和FWC30水分处理的之间，且与二者差异显著；E+种群的株高生长速率在各水分条件下均显著大于E-和M种群，E-种群的株高生长速率最小，且显著小于E+和M种群(图3)。

图2　水分和内生真菌对多年生黑麦草分蘖数的影响

图3　水分和内生真菌对多年生黑麦草株高生长速率的影响

2.1.4水分和内生真菌对多年生黑麦草分蘖生长速率的影响多年生黑麦草在不同的水分条件下分蘖生长速率的变化不同，随着土壤水分含量的升高，E+、E-和M种群的分蘖生长速率逐渐增大，其值在FWC45水分处理下达到最大，且显著大于其它水分处理(P<0.05)；在FWC60水分处理下，3个种群的分蘖生长速率较FWC45水分处理受到显著抑制，但仍显著大于FWC30水分处理；E-和M种群的分蘖生长速率在FWC15和FWC30水分处理下差异均不显著(P>0.05)。在FWC15、FWC30和FWC60水分处理下，E+种群的分蘖生长速率显著大于E-和M种群，而E+和M种群的分蘖生长速率在FWC45水分处理下差异不显著(图4)。

图4　水分和内生真菌对多年生黑麦草分蘖生长速率的影响

2.1.5水分和内生真菌对多年生黑麦草叶宽的影响不同的土壤水分条件下，E+、E-和M种群黑麦草的叶宽在FWC45水分处理下达到最大，其值分别为3.10、2.82和2.91 mm，且均显著大于其它各水分处理(P<0.05)，在FWC15和FWC30水分处理下，E+种群的叶宽差异不显著，而E-和M种群在FWC30处理下显著大于FWC15，同样在FWC30和FWC60水分处理下E+种群的叶宽差异不显著(P>0.05)；各水分处理下，E+种群的叶宽显著大于E-和M种群，而E-种群的叶宽均显著小于E+和M种群(图5)。

2.1.6水分和内生真菌对多年生黑麦草叶长的影响不同水分条件对E+、E-和M种群多年生黑麦草叶长的影响与株高生长速率的相似，随着土壤水分含量的升高，3个种群黑麦草的叶长先增大后减小，且在FWC45水分处理下达到最大，显著大于其它水分处理(P<0.05)，到FWC60水分处理时其生长受到了抑制，其显著小于FWC45水分处理，但显著大于FWC30水分处理；在FWC15和FWC30水分处理下，E+种群的叶长均达到了最大，且显著大于E-和M种群，而E-和M种群之间叶长差异不显著(P>0.05)，在FWC45和FWC60水分条件下，E+和M种群之间的叶长差异不显著(P>0.05)，但显著大于E-种群(图6)。

2.1.7水分和内生真菌对多年生黑麦草地上组织含水量的影响不同水分条件下，E+、E-和M种群多年生黑麦草的地上组织含水量也各有差异，在FWC15水分处理下，E+种群的地上组织含水量显著低于其它各水分处理(P<0.05)，而E+种群在FWC30、FWC45和FWC60水分处理下差异不显著(P>0.05)；M种群的地上组织含水量随着土壤水分含量的增大先升高后降低，且在FWC45水分处理下达到了最高，其显著高于其它水分处理，而在FWC60水分处理下，其显著低于FWC45水分处理，显著高于FWC30水分处理；E-种群的地上组织含水量也随着土壤水分含量的增大而升高，且FWC45和FWC60水分处理显著高于FWC15和FWC30水分处理，但FWC45和FWC60两水分处理间差异不显著；在FWC15、FWC30和FWC45水分处理下，E+种群的地上组织含水量均显著高于E-和M种群，且M种群的地上组织含水量显著高于E-种群，在FWC60水分处理下，E+种群的地上组织含水量均显著高于E-和M种群，而E-和M种群之间的差异不显著(图7)。

图5　水分和内生真菌对多年生黑麦草叶宽的影响

图6　水分和内生真菌对多年生黑麦草叶长的影响

2.1.8水分和内生真菌对多年生黑麦草单株地上生物量的影响土壤水分含量不同，E+、E-和M种群多年生黑麦草的地上生物量变化也不同，随着土壤水分含量的升高，三种群的地上生物量均逐渐增大，在FWC45水分处理下达到了最大，且显著大于其它水分处理(P<0.05)；在FWC60水分处理下，E-和M种群的地上生物量显著小于FWC45水分处理，但显著大于FWC30水分处理，而E+种群的地上生物量显著小于FWC45水分处理，但与FWC30水分处理的差异不显著(P>0.05)；在FWC15、FWC30和FWC45水分处理下，E+种群的地上生物量显著大于E-和M种群，但E-和M种群之间的差异不显著，而在FWC60水分处理下，E+和M种群的地上生物量显著大于E-种群，但E+和M种群之间的差异不显著(图8)。

通过内生真菌和水分对黑麦草株高生长速率的双因素方差分析，内生真菌和水分均对黑麦草的株高、分蘖、株高生长速率、分蘖生长速率、叶宽、地上组织含水量和单株地上生物量影响显著(P<0.05)，两者的交互作用也对以上各指标影响显著；内生真菌对黑麦草的叶长影响不显著(P>0.05)，而水分和两者的交互作用能够显著影响黑麦草的叶长(表1)。

图7　水分和内生真菌对多年生黑麦草地上组织含水量的影响

图8　水分和内生真菌对多年生黑麦草单株地上生物量的影响

表1　水分和内生真菌对多年生黑麦草生长指标的双因素方差分析表

2.2内生真菌在田间自然条件下对多年生黑麦草生长的影响

2.2.1内生真菌对多年生黑麦草株高和分蘖的影响在田间条件下，内生真菌能够影响黑麦草的株高和分蘖数，E+种群的株高和分蘖数最大，其值分别为19.38 cm和104.70，且均显著大于E-和M种群(P<0.05)；而E-种群的株高和分蘖数最小，分别为15.56 cm和72.47，且均显著小于E+和M种群，在株高和分蘖指标中，各种群间差异均显著，说明内生真菌在田间条件下能够明显促进黑麦草的生长(图9)。

2.2.2内生真菌对多年生黑麦草株高生长速率和分蘖生长速率的影响田间条件下，内生真菌对多年生黑麦草株高生长速率和分蘖生长速率的影响比较明显，E+种群的株高生长速率和分蘖生长速率最大，其值分别为0.06cm·d-1和0.62个·d-1，显著大于E-和M种群(P<0.05)， E-种群的株高生长速率最小，其值为0.04 cm·d-1，显著小于E+和M种群，而E-种群的分蘖生长速率与M种群的差异不显著(P>0.05)(图10)。

图9　内生真菌对多年生黑麦草株高和分蘖数的影响

图10　内生真菌对多年生黑麦草株高

2.2.3内生真菌对多年生黑麦草叶宽和叶长的影响E+、E-和M种群多年生黑麦草的叶宽和叶长在田间自然条件下变化不同，E+种群的叶宽显著大于E-和M种群(P<0.05)，其叶宽分别是E-和M种群的110%和105%，E-种群的叶宽显著小于E+和M种群；E+种群的叶长与M种群差异不显著(P>0.05)，但显著大于E-种群，M种群的叶长与E-种群的差异不显著(图11)。

图11　内生真菌对多年生黑麦草叶宽和叶长的影响

2.2.4内生真菌对多年生黑麦草地上组织含水量和单株地上生物量的影响在田间条件下，E+种群黑麦草的地上组织含水量最大，为65.30%，显著大于E-种群(P<0.05)，但与M种群差异不显著(P>0.05)，E-种群的地上组织含水量最小，为57.85%，同样与M种群之间差异不显著；不同带菌处理的黑麦草单株地上生物量变化也不同，E+种群的单株地上生物量最大，为5.66 g，显著大于E-和M种群，但E-和M两种群之间差异不显著(图12)。

图12　内生真菌对多年生黑麦草地上组织含水量和

3讨论与结论

干旱是限制畜牧业生产的重要因素之一，它能够直接影响植株正常的生长和发育[7]。常见的草类植物中，冷季型草的抗旱性低于暖季型草，而多年生黑麦草作为常见的冷季型草坪草，它对水分需求的敏感性较强[3]。本研究采用温室盆栽试验分析了多年生黑麦草在不同水分条件下的生长状况，可以看出，随着土壤水分含量的降低，黑麦草幼苗的株高、分蘖、叶长、叶宽的生长均受到了抑制，幼苗的生物量也逐渐减小；而较高的土壤水分含量也会对多年生黑麦草幼苗的生长具有抑制作用，此研究结果与陈超等[16]在不同水分条件下对百脉根(Lotuscorniculatus)的生长形态研究结果相似，说明土壤水分的变化对可以影响植物的生长特性，而植物可以通过控制自身外部形态变化来适应干旱条件。植物的正常生长离不开适宜的土壤水分条件，本研究结果显示，最适宜多年生黑麦草生长的土壤水分条件为田间最大持水量的45%，而本研究结果与苏黎等[17]在不同土壤水分条件下对多年生黑麦草生长特性的研究结果相似。

内生真菌通常被认为是可以使宿主植物具有生长优势的共生生物[18]，许多研究结果显示，内生真菌具有提高宿主植物耐旱、耐盐、促进萌发和幼苗生长、促进分蘖以及抗病虫害等功能[8,10,19-20]。与不带菌植株相比，带菌植株在干旱条件下能够通过改变自身水势来增强对渗透势的适应，从而改善干旱对其生存和生长的影响[21]。本研究从温室盆栽控水和田间自然生长两种不同的生长条件出发来探究内生真菌对多年生黑麦草幼苗生长的影响，研究结果显示，在温室水分胁迫条件下，内生真菌能促进多年生黑麦草幼苗的株高、分蘖、叶长、叶宽以及地上生物量等生长指标，尤其在干旱胁迫下，内生真菌能够明显增强宿主植物的抗旱性，其生长特性优于未带菌植株，此研究结果说明内生真菌在不同的水分条件下均能促进多年生黑麦草的生长和分蘖，在干旱逆境胁迫下，内生真菌能发挥其对宿主植物的优势，使宿主植物适应干旱胁迫环境，此研究结果与任安芝和高玉葆[22]以及梁宇等[23]分别在不同水分条件下对黑麦草生长状况的研究结果相似，说明内生真菌在宿主植物抵抗干旱胁迫环境的过程中起到了重要作用。此外，于汉寿等[24]在人工气候箱内采用盆栽试验发现，Epichlo⊇属内生真菌能够促进多年生黑麦草的分蘖，说明在未受干旱胁迫条件下，内生真菌也能促进多年生黑麦草的生长。同样，在田间自然生长条件下，内生真菌对多年生黑麦草的生长具有明显的促进作用，从研究结果来看，带菌植株的株高、分蘖数、叶长、叶宽以及地上生物量均大于未带菌植株，而未检菌植株的各项生长指标大于未带菌植株，说明内生真菌也能在田间自然生长条件下促进多年生黑麦草的生长。

内生真菌在两种不同的生长条件下均对多年生黑麦草的生长和分蘖具有促进作用。因此，利用内生真菌对多年生黑麦草进行育种是培育优质抗逆草种的一条重要育种途径，通过研究内生真菌与多年生黑麦草之间的共生关系以及内生真菌对其宿主植物的作用机理来为后续育种工作奠定理论基础，本研究在两种不同生长条件下仅对多年生黑麦草的生长特性进行了研究，而对其共生体之间的作用机制的探究还未开展，该部分工作将作为下一步研究的重点。内生真菌带菌率越高，其优势越明显。兰州地区较为干旱的气候条件，需选用带菌率高的品种以抵抗干旱和病害的逆境。因此多年生黑麦草内生真菌-顶峰需进一步育种提高内生真菌带菌率和其垂直传播率。

参考文献(References)

[1]李鹏,朱宏,储昭庆.多年生黑麦草抗逆性研究进展.广东农业科学,2013,40(17):120-123.

Li P,Zhu H,Chu Z Q.Research progress on stress resistance ofLoliumperenne.Guangdong Agricultural Sciences,2013,40(17):120-123.(in Chinese)

[2]邵麟惠,李庆旭,刘自学,苏爱莲.北京地区57个冷季型禾草草坪品种的生态适应性评价.草业科学,2010,27(8):69-75.

Shao L H,Li Q X,Liu Z X,Su A L.Adaptability evaluation of 57 cool season turfgrass varieties in Beijing region.Pratacultural Science,2010,27(8):69-75.(in Chinese)

[3]马博英.多年生黑麦草的逆境生理研究进展.生物学杂志,2010,27(2):58-61.

Ma B Y.Research advances in stress physiological adaptation of perennial ryegrass.Journal of Biology,2010,27(2):58-61.(in Chinese)

[4]中国农业百科全书编辑委员会,中国农业百科全书编辑部.中国农业百科全书.北京:农业出版社,1991:143.

Editorial Committee of Chinese Agricultural Encyclopedia,Chinese Agriculture Encyclopedia Newsroom.Chinese Agricultural Encyclopedia.Beijing:Agriculture Press,1991:143.(in Chinese)

[5]Latch G C.Physiological interactions of endophytic fungi and their hosts.Biotic stress tolerance imparted to grasses by endophytes.Agriculture,Ecosystems & Environment,1993,44(1):143-156.

[6]Bacon C W.Abiotic stress tolerances (moisture,nutrients) and photosynthesis in endophyte-infected tall fescue.Agriculture,Ecosystems & Environment,1993,44(1):123-141.

[7]Bultman T L.Neotyphodium in cool-season grasses.Crop Science,2006(1):493-494.

[8]张玉平,南志标.环境胁迫对禾草-内生真菌共生体的影响.北京教育学院学报(自然科学版),2009,4(3):16-22.

Zhang Y P,Nan Z B.Influence on forages grass and fungal endophyte symbiotic in environment stress.Journal of Beijing Institute of Education(Natural Science Edition),2009,4(3):16-22.(in Chinese)

[9]张萍萍,胡龙兴,傅金民.内生真菌侵染对盐胁迫下黑麦草种子萌发的影响.草业科学,2012,29(7):1094-1099.

Zhang P P,Hu L X,Fu J M.Effects of endophytic fungi on seed germination of perennial ryegrass under salt stress.Pratacultural Science,2012,29(7):1094-1099.(in Chinese)

[10]钮旭光,韩梅,何随成.内生真菌对植物抗旱性的影响.生物技术,2006,16(3):93-95.

Niu X G,Han M,He S C.Effects of endophytic fungus infection on drought tolerance of plants.Biotechnology,2006,16(3):93-95.(in Chinese)

[11]任安芝,高玉葆,章瑾,张晶.内生真菌感染对黑麦草抗盐性的影响.生态学报,2006,26(6):1750-1757.

Ren A Z,Gao Y B,Zhang J,Zhang J.Effect of endophyte infection on salt resistance of ryegrass.Acta Ecologica Sinica,2006,26(6):1750-1757.(in Chinese)

[12]Kane K H.Effects of endophyte infection on drought stress tolerance ofLoliumperenneaccessions from the Mediterranean region.Environmental and Experimental Botany,2011,71(3):337-344.

[13]南志标.内生真菌在我国部分国产和引进禾草品种种子中的分布.草业学报,1996,5(2):1-8.

Nan Z B.Incidence and distribution of endophytic fungi in seeds of some native and introduced grasses in China.Acta Prataculturae Sinica,1996,5(2):1-8.(in Chinese)

[14]徐春明,贾志宽,韩清芳,刘玉华,曾庆飞,徐玉霞.不同秋眠级数苜蓿品种生物量特性的研究.草业学报,2003,12(6):70-73.

Xu C M,Jia Z K,Han Q F,Liu Y H,Zeng Q F,Xu Y X.Biomass characteristics of different fall dormancy level alfalfa varieties.Acta Prataculturae Sinica,2003,12(6):70-73.(in Chinese)

[15]宋海鹏,刘君,李秀玲,赵海明,杨志民.干旱胁迫对5种景天属植物生理指标的影响.草业科学,2010,27(1):11-15.

Song H P,Liu J,Li X L,Zhao H M,Yang Z M.Effect of drought stress on physiological indexes of 5Sedumspecies.Pratacultural Science,2010,27(1):11-15.(in Chinese)

[16]陈超,赵丽丽,王普昶,任登鸿,戴全厚.百脉根对干旱胁迫的生长,生理生态响应及其抗旱性评价.水土保持学报,2014,28(3):300-306.

Chen C,Zhao L L,Wang P C,Ren D H,Dai Q H.Growth,physiological ecology responcses ofLotuscorniculatusmaterials to drought stress and evaluation of drought resistance.Journal of Soil and Water Conservation,2014,28(3):300-306.(in Chinese)

[17]苏黎,董笛,柴琦,张建全,岑飞冀,余群,马红梅,魏佳宁,杨梅.乙烯利浸种对不同土壤水分条件下多年生黑麦草幼苗生长的影响.草业科学,2015,32(8):1260-1267.

Su L,Dong D,Chai Q,Zhang J Q,Cen F J,Yu Q,Ma H M,Wei J N,Yang M.Effects of ethephon soaking seeds on growth ofLoliumperenneseedlings at different soil moistures.Pratacultural Science,2015,32(8):1260-1267.(in Chinese)

[18]Clay K,Schardl C.Evolutionary origins and ecological consequences of endophyte symbiosis with grasses.The American Naturalist,2002,160(S4):99-127.

[19]Schardl C L,Leuchtmann A,Spiering M J.Symbioses of grasses with seedborne fungal endophytes.Annual Review of Plant Biology,2004,55(1):315-340.

[20]马敏芝,南志标.内生真菌对感染锈病黑麦草生长和生理的影响.草业学报,2011,20(6):150-156.

Ma M Z,Nan Z B.Effect of endophytes against rust disease of perennial ryegrass(Loliumperenne) on growth and physiological indices.Acta Prataculturae Sinica,2011,20(6):150-156.(in Chinese)

[21]Malinowski D P,Belesky D P.Adaptations of endophyte-infected cool-season grasses to environmental stresses:Mechanisms of drought and mineral stress tolerance.Crop Science,2000,40(4):923-940.

[22]任安芝,高玉葆.渗透胁迫下内生真菌感染对黑麦草幼苗生长的影响.生态学报,2003,23(11):2307-2317.

Ren A Z,Gao Y B.Growth characteristics of endophyte-infected and endophyte-freeLoliumperenneL.seedlings under osmotic stress conditions.Acta Ecologica Sinica,2003,23(11):2307-2317.(in Chinese)

[23]梁宇,陈世苹,高玉葆,任安芝.内生真菌感染对干旱胁迫下黑麦草生长的影响.植物生态学报,2002,26(5):621-626.

Liang Y,Chen S P,Gao Y B,Ren A Z.Effects of endophyte infection on the growth ofLoliumperenneL.under drought stress.Acta Phytoecological Sinica,2002,26(5):621-626.(in Chinese)

[24]于汉寿,纪燕玲,翁忠贺,王志伟.禾本科植物内生真菌研究10——内生真菌共生体的苗期生物学特性.草业科学,2009,26(10):150-154.

Yu H S,Ji Y L,Weng Z H,Wang Z W.Grass endophyte research 10——Seedling properties ofNeotyphodiumendophyte-host complexes.Pratacultural Science,2009,26(10):150-154.(in Chinese)

(责任编辑武艳培)

Effects of fungal endophytes on the growth of perennial ryegrass under drought condition

Li Hui-qiang1, Wang Jian-jun1, Zhang Guang-ming2, Lin Wei-hu1, Tian Pei1

(1.State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020， China;2.Guangdong Yueming Electric Power Engineering Co., Ltd, Zhuhai 519000, China)

Abstract:The present study explored the effects of fungal endophytes on host growth with endophyte-infected (E+), endophyte-free (E-) and mixture of E+ and E-(M) populations of L. perenne under two different growth environmental conditions including greenhouse and field. In green house, four different water treatments including 15%(FWC15), 30%(FWC30), 45%(FWC45) and 60%(FWC60) of field water content (FWC) were simulated in pots. The results showed that the plant height and tiller numbers, growth rates of plant height and tiller, blade width and length, aboveground water content and aboveground biomass of E+, E- and M gradually increased with the increase of soil moisture content in greenhouse which reached maximum under FWC45treatment. However, the growth indices of plants under FWC60moisture condition were less than those of plants under FWC45treatment which suggested that FWC60treatment inhibited plants growth. All these results suggested that FWC45was optimal condition for perennial ryegrass. The tiller numbers, growth rate of plant height and tiller, blade width, aboveground water content of E+ populations were significantly higher (P<0.05) than those of E- and M populations and the blade length of E + populations were significantly higher (P<0.05) than that of E- populations under each moisture condition in pot experiment. There were no significant difference between E+ and M population for aboveground biomass with FWC60treatment, while E+ populations were significantly higher (P<0.05) than that of M populations (P<0.05) under other treatments. With FWC15, FWC30and FWC45treatment, aboveground biomass of E+ population were significantly higher (P<0.05) than those of E- and M populations although there were no significant difference between E- and M populations, however, aboveground biomass of E+ and M population were significantly higher (P<0.05) than that of E- populations. Under natural field conditions, the plant height and tiller numbers, growth rates of plant height and tiller, blade width and aboveground biomass of E+ populations were significantly higher (P<0.05) than those of E- and M populations, while the blade length and aboveground water content had no significant difference with M population. The growth indices of E- were significantly (P<0.05) less than those of E+ population. These results suggested that the fungal endophytes could promote the growth and enhance the drought resistance of L. perenne in the greenhouse and field conditions.

Key words:endophyte; Lolium perenne; water stress; seedling growth

Corresponding author:Tian PeiE-mail:tianp@lzu.edu.cn

中图分类号：S543+.6

文献标识码：A

文章编号：1001-0629(2016)4-0599-09*

通信作者：田沛(1979-)，女，河南新郑人，副教授，博士，研究方向为草业科学。E-mail:tianp@lzu.edu.cn

基金项目：国家基础研究发展规划“973”(2014CB138702);国家自然科学基金(31502001);兰州大学企事业单位委托科技项目[(15)0065]

收稿日期：2016-01-16接受日期：2016-02-28

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0029

李会强,汪建军,张光明,蔺伟虎,田沛.干旱条件下内生真菌对多年生黑麦草生长的影响.草业科学,2016,33(4)：599-607.

Li H Q,Wang J J,Zhang G M,Lin W H,Tian P.Effects of fungal endophytes on the growth of perennial ryegrass under drought condition.Pratacultural Science，2016,33(4)：599-607.

第一作者：李会强(1987-)，男，河北邯郸人，在读硕士生，研究方向为禾草-内生真菌共生体。E-mail:lihq12@lzu.edu.cn