不同水分條件下AM真菌對(duì)福鼎大白茶生長(zhǎng)和茶葉品質(zhì)的影響

王玉娟，高秀兵，吳強(qiáng)盛，紀(jì)道保，蔡樊，劉春艷*

不同水分條件下AM真菌對(duì)福鼎大白茶生長(zhǎng)和茶葉品質(zhì)的影響

王玉娟1,2，高秀兵3，吳強(qiáng)盛1,2，紀(jì)道保1,2，蔡樊1,2，劉春艷1,2*

1. 長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025；2. 長(zhǎng)江大學(xué)根系生物學(xué)研究所，湖北 荊州 434025；3. 貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，貴州 貴陽 550006

為研究不同水分條件下叢枝菌根（Arbuscular mycorrhizal，AM）真菌對(duì)茶樹生長(zhǎng)和茶葉品質(zhì)的影響，試驗(yàn)以福鼎大白茶（Fuding Dabaicha）為材料，采用溫室盆栽法，分別設(shè)置正常水分（WW）和干旱脅迫（DS）兩個(gè)水分條件，研究單接種AM真菌幼套近明球囊霉（）（+AMF）與不接種（–AMF）處理對(duì)福鼎大白茶實(shí)生苗葉片數(shù)、生物量等生長(zhǎng)指標(biāo)和蔗糖、果糖、兒茶素、氨基酸等品質(zhì)指標(biāo)的影響。結(jié)果顯示，無論水分條件如何，接種AM真菌處理均顯著促進(jìn)了福鼎大白茶實(shí)生苗生長(zhǎng)，增加了葉片數(shù)量和各部分（葉片、莖、根系）生物量，并提高了茶葉品質(zhì)；與不接種AM真菌（–AMF）相比，茶樹葉片蔗糖、葡萄糖、果糖、兒茶素、氨基酸和茶多酚的含量分別增加了7.73%~21.92%、28.49%~53.44%、6.13%~9.59%、18.97%~23.48%、31.29%~39.11%和6.77%~26.32%。接種AM真菌處理在干旱（DS）條件下效果更為顯著，干旱抑制了AM真菌對(duì)茶苗根系的侵染和茶苗生長(zhǎng)，降低了茶葉品質(zhì)。接種AM真菌能顯著緩解這種抑制效應(yīng)，同時(shí)促進(jìn)茶葉有機(jī)物質(zhì)積累。此外，接種AM真菌還顯著上調(diào)了干旱脅迫（DS）下茶樹葉片谷氨酰胺脫氫酶基因（）、谷氨酰胺-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶基因（）和3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶基因（）的表達(dá)。研究結(jié)果表明，接種AM真菌在不同水分條件，特別是干旱（DS）條件下，可通過顯著上調(diào)相關(guān)基因的表達(dá)來促進(jìn)茶樹的生長(zhǎng)，改善茶葉品質(zhì)。

叢枝菌根真菌；茶；干旱脅迫；生長(zhǎng)；品質(zhì)

茶樹［(L.) O. Kuntze］是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，對(duì)推動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高農(nóng)民收入具有十分重要的作用。茶樹對(duì)水分含量相當(dāng)敏感，含水量降低影響其生長(zhǎng)發(fā)育，所制茶葉品質(zhì)也變差，因此水分已成為茶樹生長(zhǎng)和茶葉品質(zhì)的關(guān)鍵因子[1]。近年來南方地區(qū)季節(jié)性干旱頻繁發(fā)生，且強(qiáng)度大，嚴(yán)重影響著茶樹的生長(zhǎng)發(fā)育，給茶葉生產(chǎn)帶來了巨大的影響[2-5]。因此，開展不同水分條件下茶樹的生長(zhǎng)和茶葉品質(zhì)方面的研究具有重要意義。

叢枝菌根（Arbuscular mycorrhizal，AM）真菌是能夠與超過80%的陸生植物根系形成共生結(jié)構(gòu)的一類有益土壤微生物，在改善植物營(yíng)養(yǎng)狀況、促進(jìn)生長(zhǎng)、增強(qiáng)宿主植物抗性方面具有重要作用[6]。Singh等[7]通過觀察自然栽培下茶樹根際土壤發(fā)現(xiàn)，能與茶樹根系形成共生體的AM真菌主要為無梗囊霉屬（）、巨孢囊霉屬（）、球囊霉屬（）和盾巨孢囊霉屬（）。Kahneh等[2]的研究發(fā)現(xiàn)，接種幼套球囊霉（）、根內(nèi)球囊霉（.）和地表球囊霉（.e）顯著促進(jìn)了茶樹生長(zhǎng)并提高了茶葉中礦質(zhì)元素含量，表明AM真菌在茶樹生長(zhǎng)方面具有一定的促進(jìn)效應(yīng)。前期也有研究發(fā)現(xiàn)AM真菌在改善茶葉品質(zhì)方面具有重要作用。例如茶葉的水浸出物、咖啡堿、茶多酚和氨基酸含量在接種地表球囊霉（）后顯著增加。趙青華等[8]發(fā)現(xiàn)接種摩西球囊霉（）可顯著提高茶葉可溶性糖和可溶性蛋白的含量，同時(shí)還能不同程度地提高茶葉茶多酚、咖啡堿、氨基酸和水浸出物的含量，降低酚氨比。另外也有研究報(bào)道AM真菌在緩解鹽脅迫造成的抑制效應(yīng)中具有重要作用[9]。然而已有文獻(xiàn)中有關(guān)AM真菌對(duì)水分脅迫下茶樹生長(zhǎng)和品質(zhì)方面的研究甚少，AM真菌能否改善水分脅迫下茶葉品質(zhì)及其相關(guān)機(jī)制尚不清楚。

水分脅迫包括澇漬和干旱，茶樹作為喜濕怕澇的常綠植物，水分過高或過低都將嚴(yán)重影響其生理代謝和茶葉品質(zhì)。因此，本試驗(yàn)以福鼎大白茶為研究對(duì)象，采用溫室盆栽方法，在模擬干旱和正常供水兩個(gè)水分梯度下，明確不同水分條件下接種AM真菌對(duì)福鼎大白茶茶樹生長(zhǎng)、茶葉品質(zhì)及相關(guān)基因表達(dá)的影響，有助于闡明水分條件下AM真菌對(duì)茶樹生長(zhǎng)和茶葉品質(zhì)改善的潛在機(jī)制，為今后茶樹優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供理論支撐和適用技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)以福鼎大白茶（Fuding Dabaicha）為試材，茶種子由貴州省農(nóng)科院茶葉研究所提供。2018年4月12日，取出茶種子，經(jīng)70%酒精消毒后，置于預(yù)先經(jīng)過高壓蒸汽滅菌（0.11?MPa，121℃，2?h）的河沙（<4?mm）中，于晝夜溫差為28℃/20℃、相對(duì)濕度為80%的環(huán)境下催芽。供試AM真菌為幼套近明球囊霉（）。AM真菌購(gòu)自中國(guó)叢枝菌根真菌種質(zhì)資源庫（BGC），經(jīng)白三葉（L.）擴(kuò)繁16周后用于本試驗(yàn)。2018年5月12日選取無菌的3葉齡茶樹實(shí)生苗移栽至裝有高壓蒸汽滅菌（121℃，2?h，以消除土中AM真菌孢子）栽培基質(zhì)（土∶河沙=1∶1）的塑料盆（盆口內(nèi)徑×盆底內(nèi)徑×盆高=15?cm×10?cm×13?cm）中，每盆移栽1株茶樹實(shí)生苗。移栽后的花盆放置在晝夜溫度為28℃/16℃（白天/黑夜），光合作用的光子通量密度為338~982?μmol·m-2·s-1，空氣相對(duì)濕度為70%的塑料溫室中。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用兩因素兩水平裂區(qū)設(shè)計(jì)。因素一為水分處理，試驗(yàn)設(shè)置干旱脅迫（田間最大持水量的55%，DS）和正常水分（田間最大持水量的75%，WW）兩個(gè)水分梯度。因素二為AM真菌接種，即在每個(gè)水分梯度下設(shè)置接種處理（+AMF）和不接種處理（–AMF）。接種處理每盤接種80?g菌劑（內(nèi)含約1?500個(gè)孢子），幼苗移栽時(shí)采用“分層接種”法（即分別在盆土1/2和1/3高度處加入AM真菌菌種，并與盆栽基質(zhì)混勻）進(jìn)行接種處理。在不接種AM真菌的處理中，加入相同重量、經(jīng)高壓蒸汽滅菌后的菌種作為對(duì)照。試驗(yàn)共4個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)6次，共24盆，隨機(jī)排列。

干旱處理于AM真菌接種8周后進(jìn)行，每天下午18：00通過稱重法[10]計(jì)算基質(zhì)中的水分含量，并補(bǔ)充相應(yīng)水分，維持穩(wěn)定的含水量。水分處理8周后，于2018年9月12日收獲植株，測(cè)定茶葉品質(zhì)相關(guān)物質(zhì)含量。

1.3 測(cè)定方法

將茶樹實(shí)生苗從試驗(yàn)盆中完整取出，分成地上部和地下部。小心地將地下部清洗干凈，吸干表面水分，立即稱取地上部鮮重和地下部鮮重。隨機(jī)選取主根及各級(jí)側(cè)根，去掉根尖，剪成1~2?cm長(zhǎng)的根段置于FAA固定液中，經(jīng)曲利苯藍(lán)染色后參照Wu等[11]的方法測(cè)定菌根侵染率。從每個(gè)處理中隨機(jī)選取3株茶苗，取完全展開、成熟的功能葉片，液氮速凍后立即放入–80℃下保存，用于RNA提取。剩余3株茶樹葉片經(jīng)105℃殺青約30?min后，在75℃下烘干48?h，磨碎后備用，用于測(cè)定糖含量和茶葉品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)含量。茶樹葉片葡萄糖、蔗糖和果糖含量參照Wu等[11]的方法進(jìn)行測(cè)定。茶葉總氨基酸、茶多酚和兒茶素含量采用張正竹[12]的方法進(jìn)行測(cè)定。

葉片總RNA使用TaKaRa MiniBEST Plant RNA Extraction Kit（日本Takara生物公司）進(jìn)行提取。RNA反轉(zhuǎn)錄使用PrimeScriptTM RT reagent kit with gDNA eraser（日本Takara生物公司）試劑盒進(jìn)行。利用qRT-PCR測(cè)定茶葉品質(zhì)相關(guān)基因谷氨酸脫氫酶（）、谷氨酰胺合成酶（）、谷氨酰胺-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶（）和3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶基因（）的相對(duì)表達(dá)量。基于NCBI數(shù)據(jù)庫獲得茶樹相關(guān)基因序列，其特異性引物采用Primer 5設(shè)計(jì)（表1），由上海生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成。以基因作為內(nèi)參基因，qRT-PCR在CFX96 real time PCR detection system（美國(guó)伯樂生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品有限公司）實(shí)時(shí)定量PCR儀上進(jìn)行。PCR反應(yīng)體系為10?μL，包括5?μL SYBR GREEN PCR Master Mix (Applied Biosystem)、3.5?μL ddH2O、0.5?μL cDNA，正義引物和反義引物各0.5?μL?；蛳鄬?duì)表達(dá)量測(cè)定和定量結(jié)果分析參照文獻(xiàn)[13]。

表1 茶葉品質(zhì)相關(guān)基因定量PCR引物

1.4 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用SAS軟件（8.1版本）ANOVA過程進(jìn)行處理間差異顯著性測(cè)驗(yàn)，采用LSD法（<0.05）作多重比較分析，運(yùn)用GLM過程作交互作用雙因素的差異顯著測(cè)驗(yàn)，用CORR過程分析變量間的相關(guān)系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 AM真菌對(duì)福鼎大白茶生長(zhǎng)的影響

在不接種AM真菌（–AMF）下，干旱脅迫（DS）顯著降低了福鼎大白茶樹葉片數(shù)量和各器官生物量（<0.05）。與不接種AM真菌（–AMF）相比，接種AM真菌（+AMF）顯著促進(jìn)了福鼎大白茶根、莖和葉生物量的積累（<0.05），各器官生物量在干旱脅迫（DS）下分別增加41.16%、12.23%和18.58%，在正常水分（WW）下分別增加27.93%、53.48%和12.20%（表2）。此外，干旱脅迫（DS）還顯著降低了福鼎大白茶根系菌根侵染率，與正常水分（WW）相比降低了41.95%（表2）。表明，干旱脅迫（DS）抑制了AM真菌對(duì)茶根系侵染，進(jìn)而影響AM真菌促生功能發(fā)揮，表現(xiàn)為該處理茶樹生長(zhǎng)指標(biāo)降低。

2.2 AM真菌對(duì)福鼎大白茶茶樹葉片糖含量影響

福鼎大白茶茶樹葉片蔗糖、葡萄糖和果糖含量分別為38.5~47.08?mg·g-1、38.02~58.34?mg·g-1和5.42~6.23?mg·g-1（表3）。在不接種AM真菌（–AMF）處理下，干旱脅迫（DS）顯著降低了蔗糖含量（<0.05），但對(duì)葡萄糖和果糖含量無顯著影響。與不接種AM真菌（–AMF）相比，接種AM真菌（+AMF）顯著提高了葉片蔗糖、葡萄糖和果糖含量，在正常水分（WW）下分別提高了7.73%、53.44%和6.13%，在干旱脅迫（DS）下分別提高了21.92%、28.49%和9.59%（表3）。

2.3 AM真菌對(duì)福鼎大白茶茶葉品質(zhì)的影響

由表3可見，福鼎大白茶茶樹葉片兒茶素、氨基酸和茶多酚含量分別為186.14~243.61?mg·g-1、2.25%~5.79%和22.57%~29.80%。在不接種AM真菌（–AMF）下，干旱脅迫（DS）顯著降低了葉片兒茶素含量以及氨基酸和茶多酚百分比，尤其以葉片氨基酸百分比下降最為明顯（<0.05）。與不接種AM真菌（–AMF）相比，接種AM真菌（+AMF）顯著增加了正常水分（WW）和干旱脅迫（DS）下福鼎大白茶樹葉片兒茶素的含量以及氨基酸和茶多酚百分比，且在干旱脅迫（DS）下增加效果更為顯著；具體表現(xiàn)為在正常水分（WW）下分別增加了18.97%、31.29%和6.77%，在干旱脅迫（DS）下分別增加了23.48%、39.11%和26.32%。此外，與不接種AM真菌（–AMF）相比，接種AM真菌（+AMF）顯著降低了正常水分（WW）下葉片酚氨比（<0.05），但是對(duì)干旱脅迫（DS）下葉片酚氨比無顯著影響。由此可見，干旱脅迫會(huì)抑制茶葉品質(zhì)相關(guān)物質(zhì)的積累從而影響茶葉品質(zhì)，而接種AM真菌在促進(jìn)其品質(zhì)相關(guān)物質(zhì)積累方面具有重要作用。

表2 不同水分條件下AM真菌對(duì)福鼎大白茶生長(zhǎng)的影響（n=6）

注：數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。表中不同的小寫字母表示接種不同處理?xiàng)l件下差異顯著（<0.05），下同

Note: Data followed by different letters indicate significant differences (<0.05) between different AMF treatments. The same below

表3 不同水分條件下AM真菌對(duì)福鼎大白茶茶葉品質(zhì)的影響（n=6）

Table 3 Effects of AMF on leaf quality parameters of Fuding Dabaicha seedlings under different water conditions

2.4 AM真菌對(duì)茶葉品質(zhì)相關(guān)基因表達(dá)量的影響

在不接種（–AMF）處理下，干旱脅迫（DS）顯著下調(diào)了和的表達(dá)量（<0.05）。與不接種AM真菌（–AMF）相比，接種AM真菌（+AMF）顯著上調(diào)了干旱脅迫（DS）下和的表達(dá)量，分別上調(diào)了19.88和2.66倍；在正常水分（WW）條件下，的表達(dá)量在接種AM真菌（+AMF）后下調(diào)了78%，無顯著變化（圖1）。

在不接種（–AMF）處理下，干旱脅迫（DS）顯著上調(diào)了和的表達(dá)量。與不接種AM真菌（–AMF）相比，接種AM真菌（+AMF）顯著下調(diào)了正常水分（WW）和干旱脅迫（DS）下的表達(dá)量，分別下調(diào)了57.49%和56.55%（<0.05）；但是的表達(dá)量在接種AM真菌（+AMF）后卻顯著上調(diào)，在正常水分（WW）和干旱脅迫（DS）下分別上調(diào)了1.88倍和2.0倍（<0.05）（圖1）。

2.5 茶根系菌根侵染率與茶葉品質(zhì)參數(shù)相關(guān)關(guān)系

由表4可見，在干旱條件（DS）下，菌根侵染率與蔗糖、葡萄糖、果糖、兒茶素、氨基酸和茶多酚的含量之間存在極顯著正相關(guān)（<0.01）；在正常水分（WW）下，菌根侵染率僅與葡萄糖和氨基酸含量存在極顯著正相關(guān)（<0.01），與果糖、兒茶素和茶多酚含量存在顯著正相關(guān)（<0.05）。結(jié)果顯示，水分條件影響了AM真菌侵染與茶葉品質(zhì)的相關(guān)性，干旱使得AM真菌與茶葉品質(zhì)相關(guān)性更強(qiáng)，進(jìn)一步表明在干旱條件（DS）下接種AM真菌更有利于改善茶葉品質(zhì)。

3 討論

AM真菌侵染可以促進(jìn)宿主植物生長(zhǎng)，這已在許多植物如枳[14]、梨[15]、茶[16]等上證實(shí)。在本研究中，無論在正常水分（WW）或干旱條件（DS）下，接種AM真菌均顯著促進(jìn)了福鼎大白茶生長(zhǎng)，表現(xiàn)在增加了福鼎大白茶樹葉片數(shù)量及各器官生物量，這種效應(yīng)在干旱條件（DS）下更為顯著。水分通常被認(rèn)為是限制植物生長(zhǎng)的最主要非生物因素之一，也是影響品質(zhì)的重要因素。在本研究中，干旱脅迫（DS）顯著抑制了茶樹生長(zhǎng)，降低了福鼎大白茶生物量，這可能是，一方面干旱脅迫（DS）降低了土壤養(yǎng)分的有效性，另一方面干旱脅迫（DS）降低了茶樹葉片光合效率，影響了碳的同化，抑制了有機(jī)物質(zhì)的積累。

圖1 不同水分條件下AM真菌對(duì)茶葉品質(zhì)相關(guān)基因表達(dá)量的影響

表4 不同水分條件下茶樹根系菌根侵染率與茶葉品質(zhì)參數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)

Table 4 Correlation coefficients between leaf quality parameter contents and root mycorrhizal colonization in Fuding Dabaicha seedlings under different water conditions %

注：“*”和“**”分別表示同行系數(shù)見差異達(dá)到顯著（<0.05）和極顯著（<0.01）水平

Note: * and ** denote the difference level at<0.05 and<0.01 among the coefficients of the same row,respectively

接種AM真菌可改善茶葉品質(zhì)。前期研究結(jié)果顯示，接種AM真菌可顯著改善實(shí)生茶苗和扦插茶苗葉中糖、氨基酸、蛋白質(zhì)、總多酚和咖啡因等品質(zhì)指標(biāo)[9,17]。在本研究中，無論在正常水分（WW）或是干旱脅迫（DS）下，接種AM真菌（+AMF）均顯著增加了福鼎大白茶樹葉片蔗糖、葡萄糖、果糖、兒茶素、氨基酸和茶多酚的含量，這與前人[9,18]的研究結(jié)果相同。表明AM真菌可通過促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)在茶葉中的合成與積累，從而改善茶葉品質(zhì)。此外，本研究還顯示，在正常水分（WW）和干旱脅迫（DS）下，茶根系菌根侵染率與茶葉中的糖、兒茶素、氨基酸和茶多酚含量之間存在顯著或極顯著地正相關(guān)關(guān)系（表4），這與Shao等[16]在福鼎大白茶上接種AM真菌所得到的研究結(jié)果相同，表明AM真菌侵染對(duì)茶葉有機(jī)物質(zhì)的積累具有顯著的促進(jìn)作用，進(jìn)一步證明AM真菌侵染對(duì)茶樹茶葉品質(zhì)改善具有重要意義。

AM真菌通過促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)在茶葉中的合成與積累，從而改善茶葉品質(zhì)[9]。在基因?qū)用?，接種AM真菌可調(diào)控相關(guān)合成關(guān)鍵酶基因的表達(dá)，從而促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的合成與積累。谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酰胺-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶（GOGAT）和谷氨酸脫氫酶（GDH）是氨基酸生物合成途徑中的關(guān)鍵酶[18]，接種AM真菌可通過改變這些酶基因的表達(dá)水平，從而影響宿主植物的氮代謝及其相關(guān)酶活性，進(jìn)而改變植物組織中氨基酸的含量[16,19]。GS能夠?qū)⑷~綠體和光呼吸再合成的銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化成谷氨酰胺[20]，進(jìn)而合成氨基酸。在本研究中，干旱脅迫（DS）顯著上調(diào)了茶樹葉片的表達(dá)量，表明干旱脅迫（DS）可通過促進(jìn)谷氨酰胺的合成從來增加氨基酸的含量。但是，接種AM真菌（+AMF）卻顯著下調(diào)了正常水分（WW）和干旱脅迫（DS）下福鼎大白茶樹葉片的表達(dá)，一方面可能是因?yàn)椴铇渫ㄟ^對(duì)氮進(jìn)行利用、轉(zhuǎn)化合成茶樹特有的氨基酸——茶氨酸，使得自身酶活性下降，表達(dá)減弱；另一方面可能是因?yàn)锳M真菌接種促進(jìn)了游離氨基酸在茶葉中的積累，游離氨基酸含量升高使得表達(dá)減弱[18]。此外，本研究中接種AM真菌（+AMF）后茶葉表達(dá)的下調(diào)可能與AM真菌改善了茶樹對(duì)養(yǎng)分（尤其是氮）的吸收有關(guān)，因?yàn)椴煌匦螒B(tài)會(huì)不同程度地影響GS基因的表達(dá)[21-22]。GOGAT能夠催化谷氨酰胺轉(zhuǎn)化谷氨酸從而促進(jìn)氨基酸積累，且主要在葉片中表達(dá)[18]。在本研究中，茶樹葉片中的表達(dá)量對(duì)水分和AM真菌接種的反應(yīng)較為相似。表現(xiàn)為干旱脅迫（DS）顯著上調(diào)了的表達(dá)量，接種AM真菌（+AMF）也顯著上調(diào)了正常水分（WW）和干旱脅迫（DS）下的表達(dá)量，表明AM真菌侵染可通過上調(diào)的表達(dá)從而激活GOGAT的活性，促進(jìn)茶樹葉片中氨基酸的積累，這也進(jìn)一步解釋了本研究中接種AM真菌后茶樹葉片中總氨基酸含量的較高的原因。GDH是調(diào)節(jié)銨態(tài)氮向氨基酸轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵酶之一，也是形成茶氨酸等氨基酸和酰氨的必經(jīng)途徑[18]。本研究結(jié)果顯示，干旱脅迫（DS）顯著下調(diào)了的表達(dá)，可能是由于干旱脅迫（DS）下，茶樹通過GOGAT途徑促進(jìn)了氨基酸的合成，從而抑制了GDH的活性[18]。然而，在正常水分（WW）下，AM真菌接種（+AMF）也下調(diào)了的表達(dá)，推測(cè)在正常水分（WW）下，一方面AM真菌接種改變了茶樹體內(nèi)銨態(tài)氮的利用，減少了茶樹體內(nèi)銨態(tài)氮向氨基酸的轉(zhuǎn)化，從而使得GDH活性降低，另一方面AM真菌接種通過上調(diào)的表達(dá)促進(jìn)了氨基酸（尤其是谷氨酸）的積累，從而降低了GDH的活性，因?yàn)楦邼舛鹊墓劝彼釙?huì)抑制GDH催化氨基化的作用[18]。但是，接種AM真菌顯著上調(diào)了干旱脅迫（DS）下茶樹葉片的表達(dá)，可能是由于干旱脅迫（DS）下AM真菌調(diào)控了GS的活性，將氨基酸不斷轉(zhuǎn)換成為谷氨酰胺、茶氨酸等酰胺類物質(zhì)[18]，從而增強(qiáng)了GDH酶基因的表達(dá)。這些結(jié)果表明，在不同水分條件下AM真菌可通過改變和的表達(dá)水平從而調(diào)控氨基酸的生物合成，但是其相關(guān)機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

此外，也有研究證明3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶（HMGR）基因的過表達(dá)，會(huì)通過增加萜類物質(zhì)含量改善作物品質(zhì)[23]。本研究結(jié)果顯示，接種AM真菌僅顯著上調(diào)了干旱脅迫（DS）下福鼎大白茶茶樹葉片中的表達(dá)量，對(duì)正常水分（WW）下的表達(dá)量并無顯著影響，這與Shao等[16]的研究結(jié)果相同。表明干旱脅迫（DS）下AM真菌對(duì)茶葉品質(zhì)的改善與HGMR更為密切相關(guān)，其相關(guān)機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

綜上所述，在干旱脅迫（DS）和正常水分（WW）下，接種可通過改變福鼎大白茶、和的表達(dá)量，從而改變氨基酸在福鼎大白茶茶樹葉片中的合成與積累，同時(shí)增加宿主植物兒茶素、茶多酚的含量，從而改善茶葉品質(zhì)。AM真菌的應(yīng)用或可作為促進(jìn)茶樹生長(zhǎng)和改善茶葉品質(zhì)的重要途徑之一。

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Influences of Arbuscular Myrorrhizal Fungi on Plant Growth and Tea Quality of Fuding Dabaicha Seedlings under Different Water Conditions

WANG Yujuan1,2, GAO Xiubing3, WU Qiangsheng1,2, JI Daobao1,2, CAI Fan1,2, LIU Chunyan1,2*

1. College of Horticulture and Gardening, Yangtze University, Jingzhou 434025, China; 2. Institute of Root Biology, Yangtze University, Jingzhou 434025, China; 3. Tea Research Institute, Guizhou Province Academy of Agricultural Science, Guiyang 550006, China

In order to evaluate the effect of an arbuscular mycorrhizal (AM) fungi on the plant growth performance and tea quality of FudingDabaicha under different water conditions,Fuding Dabaicha seedlings inoculated with (+AMF) or without AMF (–AMF)were evaluated in a pot experiment under drought (DS) and well-watered (WW) conditions. Plant growth performance and quality parameter such as leaf number, biomass, contents of sucrose, fructose, catechuic acid, amino acid, etc. were determined. The results showed that under WW and DS conditions, AMF inoculation markedly promoted plant growth and improved the tea quality, in particularly increased leaf numbers, biomass of each part (leaf, stem and root), and the contents of sucrose, glucose, fructose, catechuic acid, amino acids and tea polyphenols were significantly increased by 7.73%-21.92%, 28.49%-53.44%, 6.13%-9.59%, 18.97%-23.48%. 31.29%-39.11% and 6.77%-26.32% in Fuding Dabaicha seedlings compared with non-AMF seedlings, especially under drought stress condition. Meanwhile, drought stress (DS) significantly restrained root AM colonization and the plant growth of Fuding Dabaicha seedlings, and markedly decreased the quality of FudingDabaicha seedlings, whereas, AMF inoculation significantly relieved this inhibitory effect, promoted the accumulation of tea organic matters. In addition, AMF-colonized seedlings presented higher expressions of glutamate dehydrogenase gene (), glutamine oxoglutarate aminotransferase gene () and 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme gene () under drought stress condition. The results indicated that AMF inoculation could promote plant growth and improve tea quality by means of up-regulation of relevant gene expression in Fuding Dabaicha seedlings under different water conditions, especially under drought stress.

arbuscular mycorrhizal fungi, tea, drought stress, growth, quality

S571.1；Q938

A

1000-369X（2020）05-588-09

2020-01-19

2020-03-04

長(zhǎng)江大學(xué)2018年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（2018222）、貴州省農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目（[2016]2570）、貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目（2013[2155]）、貴州省農(nóng)科院高價(jià)值專利培育項(xiàng)目（黔農(nóng)科院專利培計(jì)[2018]02）

王玉娟，女，在讀本科生，主要從事茶樹菌根生理生態(tài)研究，498194724@qq.com。*通信作者：201573031@yangtzeu.edu.cn