两种除草剂对丛枝菌根真菌及其共生体系的影响

苗位云

(淮北新旗氨基酸有限公司，安徽 淮北 235000)

两种除草剂对丛枝菌根真菌及其共生体系的影响

苗位云

(淮北新旗氨基酸有限公司，安徽 淮北 235000)

采用离体双重培养方法，在G.e转移Ri T-DNA胡萝卜毛状根的单寄主培养体系中，研究了两种除草剂扑草净和乙草胺在三种不同的浓度下对G.e的孢子萌发率、菌丝长度及胡萝卜毛状根生物量、后代孢子产量的影响。结果表明，三种浓度的乙草胺和低浓度的扑草净对G.e孢子萌发率无显著影响，但高浓度的扑草净显著降低了孢子的萌发率，两种除草剂均显著抑制了菌丝生长。三种浓度的扑草净和乙草胺均显著降低了胡萝卜毛状根的生物量和后代孢子产量。

除草剂；AM真菌；孢子产量

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza，AM)是土壤中的丛枝菌根真菌与寄主植物根系形成的一种互惠共生联合体，地球上80%以上的陆生植物都能与丛枝菌根真菌形成共生体[1]。AMF能促进植物对矿质营养元素的吸收[2]；保护植物免受土壤病原物的侵害[3]；提高植物对土壤有机污染物的耐受性。

有关除草剂对AM真菌效应的研究已有很多[4-5]，但试验结果往往不太一致。这可能是由于供试除草剂种类、剂量和AM真菌对除草剂的敏感性不同所致。目前，有关化学农药对AM形成及功能的影响机理研究还比较少，研究较多的是农药通过影响宿主植物而影响AM的形成及功能。

本试验采用离体双重培养系统，研究了两种常用除草剂扑草净和乙草胺对G.e孢子萌发率、菌丝长度以及胡萝卜毛状根生物量、后代孢子产量的影响，为研究有机污染物对丛枝菌根影响的潜在机理提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 植物材料和菌株

植物材料为Ri T-DNA胡萝卜毛状根，由安徽农业大学作物生物学省重点实验室利用发根农杆菌诱导获得，在MSR培固体养基上1个月继代1次。菌株是G.e无菌孢子，由中国科学院等离子体物理研究所离子束生物工程学重点实验室馈赠。

1.1.2 供试除草剂

扑草净(prometryn)、乙草胺(acetochlor)两种农药标准物质均购自合肥融宇生物科技有限公司。

1.2 试验设计

本试验采用单因素离体培养试验，试验设除草剂浓度为0.1、1、10mg/L三个处理组，和一个不加除草剂的对照组(0mg/L)。除草剂标准物质分别用丙酮溶解，过滤除菌后加入到灭菌的MSR固体培养基中，倒平板，使其终浓度为0.1、1、10mg/L ，空白组加入纯丙酮作为对照。平板置于超净台内三天，以散去残留的丙酮。

1.3 研究方法

1.3.1 不同浓度除草剂对丛枝菌根真菌孢子的影响

1.3.1.1 G.e孢子萌发率和菌丝长度检测

每个培养皿中接入80个G.e无菌孢子，于28℃培养箱中培养15d。取出置于解剖镜下统计孢子萌发率，在荧光倒置显微镜下统计菌丝长度。每组处理重复3次。

1.3.2 不同浓度除草剂对丛枝菌根真菌与胡萝卜毛状根共生体系的影响

切取4-5cm继代3周的新鲜胡萝卜毛状根根段于MSR培养基中央，在其周围接种约50个提取的G.e无菌孢子，于28℃培养中箱培养。80天后取出用于后续试验。

1.3.2.1 胡萝卜毛状根生物量的测定

AMF孢子成熟后，将毛状根从培养基中小心取出，用蒸馏水洗净晾干，称其鲜重。

1.3.2.2 AMF后代孢子产量的统计

用上述方法提取孢子，后代孢子产量在解剖镜下观察统计。

2 结果与分析

2.1 除草剂对丛枝菌根真菌孢子萌发率和菌丝长度的影响

表1 不同浓度除草剂对G.e孢子萌发率和菌丝长度的影响

两种除草剂在3个浓度水平下对G.e孢子萌发率和菌丝长度的影响结果如表1所示。可以看出，只有10 mg/L扑草净处理的孢子萌发率与对照相比显著下降，而3种浓度的乙草胺和低浓度(0.1mg/L、1 mg/L)的扑草净则对孢子萌发率没有显著影响。G.e菌丝平均长度的统计结果显示，与对照相比，两种除草剂均显著降低了孢子的菌丝长度，其中影响最小的是0.1 mg/L扑草净(1.65mm)，扑草净对孢子萌发率和菌丝长度的影响都比乙草胺大。孢子萌发率和平均菌丝长度总体表现出随除草剂浓度上升而下降的趋势。

2.2 除草剂对胡萝卜毛状根生物量的影响

表2 不同浓度除草剂对胡萝卜毛状根生物量的影响

从表2可以看出，不接种AMF，在0.1mg/L时，扑草净对毛状根的影响大于乙草胺，1mg/L时，毛状根生物量为1.09g、1.16g，两者之间差异不显著。接种AMF后，在低浓度(0.1mg/L、1mg/L)下，对毛状根影响较大的是1mg/L乙草胺；在高浓度(10 mg/L)下，对毛状根影响较小的是乙草胺。接种后的胡萝卜毛状根的生物量均大于接种前的生物量。无论是接种AMF还是不接种AMF，与对照相比，三种除草剂都显著降低了胡萝卜毛状根的生物量，且总体表现出随除草剂浓度上升而下降的趋势。

2.3 除草剂对丛枝菌根真菌后代孢子产量的影响

三种浓度的扑草净和乙草胺处理共生体系后，后代孢子的产量如图1所示。可以看出，对照组的孢子产量明显高于除草剂处理后的孢子产量。在0.1mg/L和1mg/L两个浓度之间，两种除草剂对孢子产量的影响没有显著差异，与对照相比减少了48.6%-59.5%；10mg/L的扑草净和乙草胺严重降低了孢子产量，从对照的2569个降到了425个和621个，分别降低了83.5%和75.8%。

图1 不同浓度除草剂对AMF后代孢子产量的影响

3 讨论

(1)本研究中，三种浓度的乙草胺和低浓度的扑草净对G.e孢子萌发率无显著影响，但高浓度的扑草净显著降低了孢子的萌发率，两种除草剂均显著抑制了菌丝生长。这说明一定浓度的除草剂暴露会对G.e孢子的初期生长造成直接影响。而孢子萌发和菌丝生长正是AM形成的重要前提条件，没有这两者就不可能建立起新的AM共生体系，AM的功能也就无从谈起。

(2)本研究的结果表明，扑草净和乙草胺对胡萝卜毛状根的生物量和后代孢子产量都有显著影响。这可能与除草剂对AM 真菌的代谢及宿主植物对AM真菌的营养供给有关。由胡萝卜毛状根的生物量显著下降可以看出，除草剂除了对AM真菌造成直接影响外，也通过高剂量施用导致宿主植物受毒害而间接影响AM真菌及整个共生系统。

[1] Smith S E, Read D J.Mycorrhizal symbiosis[M].3d ed.[S.I.]: Academic Press, Elsevier，2008.

[2] Landry C P, Hamel C, Vanasse A. Influence of arbuscular mycorrhizae on soil P dynamics, corn P-nutrition and growth, in a ridge-tilled commercial field[J]. Can J Soil Sci，2008，88: 283-294.

[3] 杨会青，孔祥清，王智慧,等.四种除草剂对根瘤菌、AMF等土壤微生物的影响[J].生物学通报，2009,36(4):511-514.

[4] 董昌金,赵 斌. 大豆除草剂对2种丛枝菌根的影响[J].植物病理学报,2004, 34(6): 518-524.

[5] 邹碧莹，张云翼. 丛枝菌根(AM)真菌对植物营养代谢的影响研究进展[J].现代农业科技,2008(15):10-14.

(本文文献格式：苗位云.两种除草剂对丛枝菌根真菌及其共生体系的影响[J].山东化工，2016，45(12)：38-39，45.)

Effects of Two Herbicides on Arbuscular Mycorrhizal Fungi and Symbiotic System

Miao Weiyun

(Sinogel amino acid Co., Ltd. , Huaibei 235000, China)

We used a strict in vitro dual cultivation method associating the transferred Ri T-DNA carrot with G.e in a single host culture system ,the impact of two herbicides prometryn and acetochlor on spore germination and hyphae length of G.e are studied in three different concentrations,in addition,the biomass of carrot and spore production were also examined.The results showed that the acetochlor and the low concentrations of prometryn had no significant effect on spore germination of G.e,but high concentration of prometryn had significantly decreased the spore germination of G.e,however,the two herbicides obviously declined the hyphae development.Moreover,the three concentrations of prometryn and acetochlor substantially reduced the biomass of carrot and spore production.

herbicides; AM fungi; spore production

2016-04-27

苗位云(1984—)，女，硕士研究生，安徽淮北人，研究方向：微生物与植物相互作用。

TQ457

A

1008-021X(2016)12-0038-02