叢枝菌根真菌對(duì)福鼎大白茶生長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)和根系內(nèi)源激素的影響

夏庭君 吳強(qiáng)盛 邵雅東

摘要：? 該研究以盆栽福鼎大白茶（Camellia sinensis ‘Fuding Dabaicha）為材料，通過(guò)對(duì)其接種叢枝菌根真菌（AM真菌）幼套球囊霉（Clariodeoglomus etunicatum）、地表球囊霉（Diversispora versiformis）、粘屑多孢囊霉（D. spurca）以及上述三菌種的混合菌劑，研究AM真菌對(duì)茶生長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)及根系內(nèi)源激素的影響。結(jié)果表明：接種12周后福鼎大白茶根系能被AM真菌侵染，為18.85%～40.23%。接種AM真菌處理促進(jìn)了福鼎大白茶株高、葉面積、主根長(zhǎng)以及一級(jí)側(cè)根和三級(jí)側(cè)根數(shù)量，但抑制了二級(jí)側(cè)根數(shù)（除混合菌種）。單一的AM真菌接種顯著提高了福鼎大白茶根系脫落酸、玉米素核苷、赤霉素和油菜素內(nèi)酯的含量，但降低了根系茉莉酸甲酯含量 （除Clariodeoglomous etunicatum）。相關(guān)性分析揭示菌根誘導(dǎo)的福鼎大白茶根系激素變化與菌根促進(jìn)福鼎大白茶側(cè)根數(shù)有關(guān)。此外，幼套球囊霉的促生效果最顯著，而混合菌種對(duì)根系形態(tài)和側(cè)根數(shù)影響最顯著。今后茶樹栽培中應(yīng)加強(qiáng)菌根管理。-

關(guān)鍵詞： 白茶， 土壤微生物， 脫落酸， 共生真菌， 側(cè)根-

中圖分類號(hào)：? Q945

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? A

文章編號(hào)：? 1000-3142（2018）12-1635-06

在植物生長(zhǎng)過(guò)程中，根系在養(yǎng)分和水分的吸收上扮演著十分重要的角色，但也經(jīng)常受到植物激素、土壤酸堿性和土壤微生物的影響（Osmont et al， 2007）。研究表明，接種叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi， AM真菌）可改善宿主植物根系形態(tài)、促進(jìn)生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)元素的吸收（Wu et al， 2011， 2017）。在楊樹上接種2種不同AM真菌均可顯著增加二、三級(jí)側(cè)根的長(zhǎng)度和數(shù)量，而對(duì)一級(jí)側(cè)根沒(méi)有影響（Hooker et al， 1992）。在桃樹上接種Funneliformis mosseae 和 Diversispora versiformis可顯著增加其根系長(zhǎng)度、投影面積、表面積和體積（Wu et al，2011）。在正常水分和干旱脅迫下，接種D. versiformis的枳根毛密度明顯增加（Zou et al， 2017）。Berta et al（1995）研究發(fā)現(xiàn)，紫葉李接種Funneliformis mosseae和Glomus intraradices可以增加各級(jí)側(cè)根的長(zhǎng)度和密度，且G. intraradices接種可以增加根系直徑。然而，在玉米上接種Funneliformis mosseae后卻明顯降低了其根系鮮重、長(zhǎng)度以及根毛長(zhǎng)度和密度（Kothari et al， 1990）。這表明AM真菌種類、土壤水分狀況以及宿主植物種類都會(huì)影響AM真菌對(duì)側(cè)根的調(diào)控作用。此外，接種AM真菌還可以影響根系內(nèi)源激素水平（張菲等， 2017）。其中，脫落酸（ABA）對(duì)于植物在脅迫環(huán)境下的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要的意義;赤霉素（GA）對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有重要的調(diào)控作用;油菜素內(nèi)酯（BR）可促進(jìn)促進(jìn)細(xì)胞的再分化，進(jìn)而促進(jìn)植物的生長(zhǎng);茉莉酸甲酯（MeJA）對(duì)根的生長(zhǎng)、種子萌發(fā)、塊根形成等均有影響;玉米素核苷（ZR）是一種細(xì)胞分裂素，主要在根內(nèi)合成，對(duì)根系生長(zhǎng)也有效應(yīng)（張國(guó)華等， 2009;侯雷平和李梅蘭， 2001;李清清等， 2010;彭磊等， 2013）。這些激素與根系生長(zhǎng)均有關(guān)聯(lián)，但目前關(guān)于AM真菌對(duì)植物內(nèi)源激素含量的影響，報(bào)道甚少。

茶（Camellia sinensis）是世界上十分受歡迎的一種飲品。其中，白茶作為一種保健功效十分優(yōu)秀的茶種，其茶性溫和，黃酮含量高，具備多種功效。福鼎大白茶（C. sinensis ‘Fuding Dabaicha）屬于福鼎白茶中一個(gè)綜合性狀優(yōu)良的茶樹品種，具有優(yōu)良的發(fā)芽率、抗寒性、耐旱性等性狀，是一種綜合性狀十分優(yōu)良的茶種（劉本英等， 2008），但其根系是淺根性。因此，提高福鼎大白茶的根系狀況顯得尤為重要。早期研究已經(jīng)證實(shí)，AM真菌能夠通過(guò)影響內(nèi)源激素來(lái)調(diào)控宿主植物根系形態(tài)（Hooker et al，1992; Wu et al， 2011; Zou et al， 2017），但AM真菌是否同樣通過(guò)影響內(nèi)源激素進(jìn)而調(diào)控福鼎大白茶，目前還不清楚。本研究通過(guò)對(duì)福鼎大白茶接種不同的AM真菌，研究其對(duì)福鼎大白茶的地上部生長(zhǎng)狀況、側(cè)根數(shù)及根系內(nèi)源激素水平的影響，分析菌根調(diào)控的內(nèi)源激素與側(cè)根數(shù)的關(guān)系，為今后白茶的生長(zhǎng)調(diào)控提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)所用AM真菌為幼套球囊霉（Clariodeoglomus etunicatum）、地表球囊霉（Diversispora versiformis）、粘屑多孢囊霉（Diversispora spurca）以及混合菌種（Mixed-AMF：Clariodeoglomus etunicatum、Diversispora versiformis，和D. spurca，比例為1∶1∶1），其中前面3個(gè)菌株均購(gòu)于“中國(guó)叢枝菌根真菌種質(zhì)資源庫(kù)（BGC）”，后經(jīng)白三葉（Trifolium repens L.）擴(kuò)繁16 周，4 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

福鼎大白茶種子由貴州省茶葉研究所提供，用70%酒精表面消毒10 min，無(wú)菌水沖洗干凈后置于滅菌（121 ℃，0.1 MPa，1 h）河沙中，于晝夜溫差28 ℃/20 ℃的培養(yǎng)箱中催芽。挑選大小一致、長(zhǎng)勢(shì)相同的2葉齡無(wú)菌茶苗，移栽定植到裝有2 300 g滅菌茶土的塑料盆（18 cm × 11 cm × 15 cm，口徑 × 底徑 × 高度）中。移植時(shí)進(jìn)行接種AM真菌處理，每盆1 200個(gè)孢子，以施入等量滅菌的接種體作為不接種AM真菌處理（non-AMF）。試驗(yàn)所用菌劑均采用白三葉進(jìn)行擴(kuò)大繁殖，包含有培養(yǎng)基質(zhì)、孢子、菌絲和感染根段。接種時(shí)采用分層接種法，將大約100 g菌劑分兩層接種到栽培基質(zhì)中。移栽后的茶苗在玻璃溫室中培養(yǎng)，定期澆水，嚴(yán)格管理，12周后收獲。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

依據(jù)鄒英寧等（2014）的試驗(yàn)體系，本研究的處理包括接種Clariodeoglomus etunicatum、Diversispora versiformis、D. spurca和混合菌種（上述三菌種的混合菌），以不接種菌根真菌的處理為對(duì)照，共5個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)4次，單盆為一個(gè)小區(qū)，每盆一株無(wú)菌茶苗，共20盆，隨機(jī)排列。

1.3 測(cè)定方法

采用卷尺測(cè)定株高，隨后將地上部與地下部分開(kāi)。采用Epson Perfection V700 Photo Dual Lens System（J221A， Indonesia）對(duì)茶樹葉片進(jìn)行掃描，WinRHIZO根系分析儀獲取葉面積。人工統(tǒng)計(jì)各級(jí)側(cè)根數(shù)。菌根侵染率采用曲利苯蘭染色法（Phillips & Hayman， 1970）測(cè)定。根系脫落酸（ABA）、赤霉素（GA）、油菜素內(nèi)酯（BR）、茉莉酸甲酯（MeJA）、玉米素核苷（ZR）的含量參照Chen et al（2009）的方法進(jìn)行提取，然后采用酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)法（ELISA）進(jìn)行（在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)作物化學(xué)控制研究中心完成）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SAS（8.1）軟件的ANOVA過(guò)程檢測(cè)處理間的差異性，依據(jù)鄧肯新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較（P<0.05），依據(jù)Corr程序進(jìn)行變量間的相關(guān)性分析。

2結(jié)果與分析

2.1 不同AM真菌對(duì)福鼎大白茶根系侵染及株高和葉面積的影響

在3個(gè)不同屬的AM真菌以及它們的混合菌種接種12周后，在福鼎大白茶根系能夠觀察到典型的菌根侵染，如根外菌絲、根內(nèi)菌絲等（圖1），菌根侵染率的范圍為18.85%～40.23%，其中Clariodeoglomus etunicatum對(duì)福鼎大白茶根系的侵染率最高，且顯著高于其余處理，Diversispora spurca對(duì)福鼎大白茶根系侵染率最低（表1）。

不同的AM 真菌對(duì)福鼎大白茶的株高和葉面積的影響具有顯著的促進(jìn)作用（表1）。與不接種處理相比，Clariodeoglomus etunicatum處理的株高和葉面積增加了45.1%和60.0%，Diversispora spurca增加了43.1%和52.8%，D. versiformis增加了2.0%和8.1%，Mixed-AMF增加了39.2%和21.7%。

2.2 不同AM真菌對(duì)福鼎大白茶主根長(zhǎng)和側(cè)根數(shù)的影響

與不接種AMF處理相比較，接種Clariodeoglomus etunicatum處理的主根長(zhǎng)、一級(jí)側(cè)根和三級(jí)側(cè)根數(shù)量顯著增加了23.6%、71.9%和214.3%，Diversispora versiformis顯著增加了27.4%、126.6%和114.3%，Mixed-AMF顯著增加了28.7%、101.6%和300.0%（表2）。D. spurca處理顯著抑制了二、三級(jí)側(cè)根數(shù)，但增加了主根長(zhǎng)和一級(jí)側(cè)根數(shù)。

2.3 不同AM真菌對(duì)福鼎大白茶根系內(nèi)源激素水平的影響

與未接種AMF處理相比，福鼎大白茶接種AM真菌可以顯著影響根系A(chǔ)BA、BR、GA、ZR、MeJA含量（圖2）。與未接種AMF處理相比接種Clariodeoglomus etunicatum處理的福鼎大白茶根系A(chǔ)BA、GA和BR的含量，增加了27.0%、34.2%和31.2%，Diversispora spurca處理增加了135.3%、11.9%和31.2%，D. versiformis處理增加了136.6%、

17.6%和18.1%，ZR的含量除Diversispora spurca處理下降外，其余AM真菌接種均顯著上升。MeJA的含量除Clariodeoglomus etunicatum外， 其余均顯

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著下降。接種Mixed-AMF后根系內(nèi)源激素ABA、BR含量顯著上升，ZR、GA、MeJA的含量卻顯著下降。

2.4 根系內(nèi)源激素與側(cè)根數(shù)、主根長(zhǎng)間的相關(guān)性

從表3可以看出，主根長(zhǎng)與根系A(chǔ)BA、BR間呈極顯著（P<0.01）正相關(guān)關(guān)系，與根系MeJA呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。一級(jí)側(cè)根數(shù)與根系A(chǔ)BA、GA和BR間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與根系MeJA呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。二級(jí)側(cè)根數(shù)與根系MeJA呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與根系A(chǔ)BA、GA間呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。三級(jí)側(cè)根數(shù)與與根系MeJA呈顯著（P<0.05）正相關(guān)關(guān)系，與根系ZR間呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3討論

在福鼎大白茶根系中觀察到了菌根的侵染，證實(shí)福鼎大白茶是一種AM植物。接種AM真菌后，不同AM菌種對(duì)于福鼎大白茶實(shí)生苗根系侵染率存在一定的差異，菌根侵染率的差異可能與菌種和宿主植物的兼容性有關(guān)（Tian et al， 2004）。一般地，接種AM真菌可以促進(jìn)宿主植物的生長(zhǎng)（Carretero et al， 2009）。本研究中，4種AM真菌接種處理均能顯著地提高福鼎大白茶株高（除

Diversispora versiformis外）和葉面積，各個(gè)菌種處理間也表現(xiàn)顯著差異，其中Clariodeoglomus etunicatum處理效果最好。此外，接種C. etunicatum對(duì)植物株高和葉面積的促進(jìn)效果大于Mixed-AMF處理組，這可能是由于多種AM真菌對(duì)根系侵入位點(diǎn)以及宿主碳水化合物（主要是蔗糖）的競(jìng)爭(zhēng)而引發(fā)的生長(zhǎng)抑制（Lü et al， 2018），但仍需要進(jìn)一步的試驗(yàn)證實(shí)。

本研究結(jié)果表明，接種AM真菌的福鼎大白茶主根長(zhǎng)、一級(jí)和三級(jí)側(cè)根數(shù)顯著高于不接種AM真菌的對(duì)照，說(shuō)明AM 真菌作為一種有益微生物能夠影響福鼎大白茶的側(cè)根發(fā)育，且顯示了促進(jìn)的效應(yīng)。Abbott & Robson（1982）研究表明，菌根侵染率越高對(duì)植物生長(zhǎng)的影響越大。本研究中，根系菌根侵染率與一級(jí)側(cè)根數(shù)（r=0.92， P<0.01）和三級(jí)側(cè)根數(shù)（r=0.68， P<0.01）間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系。Liu et al（2017）在枳上接種Claroideoglomus etunicatum、Diversispora versiformis、Funneliformis mosseae和Rhizoglomus intraradices，均顯著促進(jìn)了一、二、三級(jí)側(cè)根的數(shù)量。接種R. irregularis可以顯著增加番茄主根長(zhǎng)，顯著降低了二、三級(jí)側(cè)根的數(shù)量，對(duì)一級(jí)側(cè)根數(shù)沒(méi)有顯著影響（江夏等， 2015）。本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果不完全一致，這可能與菌種和宿主植物均不相同而產(chǎn)生的兼容性變化有關(guān)。

內(nèi)源激素水平變化能夠強(qiáng)烈地調(diào)控側(cè)根的形成（Zou et al， 2017）。Zou et al（2017）研究表明接種AM真菌可以顯著影響宿主根系內(nèi)源激素水平。本研究中，接種AM真菌后福鼎大白茶根系A(chǔ)BA、GA和BR水平顯著上升，對(duì)MeJA和ZR的影響不同，且差異顯著。相關(guān)性分析表明福鼎大白茶側(cè)根數(shù)與其根系內(nèi)源激素間具有極顯著的相關(guān)性。Liu et al（2016）在枳上接種Funneliformis mosseae后，在正常水分和干旱脅迫下，其根系A(chǔ)BA、GA和BR水平均顯著升高?？梢酝茰y(cè)，AM真菌一方面能刺激和改變宿主植物內(nèi)源激素水平，另一方面影響植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)代謝，進(jìn)而參與植物生長(zhǎng)過(guò)程，從而改變宿主側(cè)根發(fā)育。

綜上所述，接種AM真菌可顯著促進(jìn)福鼎大白茶的植株生長(zhǎng)和改善側(cè)根數(shù)量，其中Claroideoglomus etunicatum的促生效果最顯著，而混合菌種對(duì)根系形態(tài)和側(cè)根數(shù)影響最顯著。這種生長(zhǎng)和根系的改變可能與菌根改變宿主根系內(nèi)源激素有關(guān)。

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