干旱脅迫下叢枝菌根真菌對疏葉駱駝刺和多枝檉柳生長及生理的影響

麥格皮熱提古麗·達吾提,王海鷗,陳曉楠,伊麗努爾·艾力,馬曉東*

(1 新疆師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院;2 新疆特殊環(huán)境物種保護與調(diào)控生物試驗室,烏魯木齊 830054)

幼苗發(fā)育是植物生命中最關(guān)鍵而脆弱的階段,易受干旱等非生物脅迫的影響[1]。塔里木河下游屬于典型的極端干旱區(qū),對環(huán)境變化極為敏感、降水量稀少、蒸發(fā)強度大、土壤持水性差、具有自然資源相對豐富但生態(tài)環(huán)境極端脆弱的雙重性特點,該地區(qū)生長著喬木、灌木、草本等天然植被,駱駝刺與檉柳是該植被群落常相伴而生的優(yōu)勢物種,維持該區(qū)生態(tài)平衡起著重要的作用[2-3]。土壤水分主要通過影響植物根系生長速率、生物量的分配、土壤養(yǎng)分有效性、資源綜合利用等,最終影響植物的生理生態(tài)功能[4]。

疏葉駱駝刺(Alhagisparsifolia)是豆科,典型的荒漠深根草本植物,是塔克拉瑪干沙漠南緣適應(yīng)性強、根系發(fā)達、耐旱、耐鹽的優(yōu)勢種之一,防風(fēng)、固沙的重要植被,是該區(qū)域重要的牧草資源,也是藥用和花蜜來源的植物[5-6]。多枝檉柳(Tamarixramosissima)是檉柳科檉柳屬,具有耐旱的特征,塔里木河下游荒漠河岸林的關(guān)鍵物種,改善荒漠生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、荒漠河岸植被帶的恢復(fù)方面起著重要作用[7]。這2個重要的優(yōu)勢種在維持荒漠河岸林的生態(tài)系統(tǒng)中起著極其重要的作用。與全球其他生態(tài)系統(tǒng)相比,荒漠生態(tài)系統(tǒng)的荒漠土壤含水量較陸地低,干旱脅迫是影響荒漠植物生存的脅迫因子之一[8]。因此,研究荒漠植物在干旱脅迫下的生存策略和提高存活狀況對于維護荒漠生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要意義。

荒漠區(qū)植物通常與土壤微生物形成共生體系從而適應(yīng)嚴酷的生態(tài)環(huán)境[9]。叢枝菌根真菌(AMF)是存在于土壤中的根際微生物,與植物根系形成互利共生關(guān)系,具有能夠明顯提高植物抵抗自然生物危害和逆境的能力[10]。菌根真菌侵染宿主植物的根系后形成根外菌絲并不斷向外擴展侵染鄰近植物的根系,形成廣泛的菌根菌絲網(wǎng)絡(luò)[11]。有研究表明,AMF通過根外菌絲網(wǎng)絡(luò)直接吸收水分、提高養(yǎng)分吸收和根系的水分運輸能力、增強植物的光合能力、增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量和抗氧酶化活性[12]。 此外,菌根菌絲直徑小(2～5 μm),通過與土壤水分直接接觸吸收宿主植物根系無法獲得的水分,提高宿主植物對脅迫的耐受度[13]。Schutz等[14]在微體系當(dāng)中不同距離處理的木豆和谷子的研究證明,AMF與宿主植物的共生也跟菌絲傳遞距離有關(guān)。前人的研究[15-16]已證明,在干旱條件下,菌根真菌的接種顯著增加了根系生長指標。當(dāng)發(fā)生水分虧缺時,植株體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生與消除會被破壞,細胞器的完整性受到結(jié)構(gòu)和功能上的損傷, AMF 在根系定植后能夠激活抗氧化酶系統(tǒng),從而減輕脅迫對植株所帶來的傷害[17]。齊晨汐等[18]的研究表明,在干旱條件下接種AMF降低了MDA含量、增加了抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量,AMF在一定程度上增強鵝絨委陵菜(PotentillaanserinaL.)的抗旱能力。

近年來,荒漠植物疏葉駱駝刺、多枝檉柳等的研究多集中在單一物種在水分、鹽分條件下的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特性、光合生長以及影響因素和抗逆性方面[19-20]。疏葉駱駝刺和多枝檉柳作為生態(tài)優(yōu)勢物種和極其重要的菌根共生植物,在維持塔河下游的生態(tài)平衡中起著極其重要的作用,而關(guān)于干旱脅迫及不同菌絲傳遞距離下疏葉駱駝刺和多枝檉柳生長及生理方面的研究鮮有報道。叢枝菌根真菌的優(yōu)勢種廣泛分布在在豆科植物根部以及根際土壤的周圍,豆科植物與AMF的親和力高于其他生活型植物[21]。AMF通過菌絲網(wǎng)絡(luò)將植物與周邊的植物連接起來,維持該地區(qū)的植物多樣性起著極其重要的作用。因此本研究是以駱駝刺作為供體植物,多枝檉柳作為受體植物,設(shè)置供受體之間長距離(30 cm)和短距離(15 cm),研究干旱脅迫下菌絲傳遞距離對疏葉駱駝刺、多枝檉柳的根系形態(tài)和生理特征的的影響,探討它們的水分適應(yīng)策略,為荒漠植物的恢復(fù)和生態(tài)維護提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

疏葉駱駝刺、多枝檉柳種子和試驗用的土均來自于塔里木河下游地區(qū)。

播種前,解除疏葉駱駝刺種子休眠,再用75%的酒精浸泡10 min,最后用無菌水清洗備用,多枝檉柳用落水法播種。供試沙土經(jīng)過 2 mm 篩去除雜質(zhì)后,用清水洗3次,再用無菌水洗1次,經(jīng)110 ℃、0.14 MPa的條件下進行2 h 連續(xù)濕熱滅菌處理[22-23],沙土與蛭石按體積1∶3比例均勻混合成栽培基質(zhì),再裝入花盆內(nèi)。供試AMF采用摩西球囊霉(Glomusmosseae)和幼套球囊霉(Gl.etunicatum)(比例為1∶1)的混合菌株,購買于北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源研究所,菌劑孢子密度為22.87個/g。試驗開始之前,供試土壤的田間持水量為32.6%。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗于2022年3-10月進行。選取顆粒飽滿、大小基本一致的疏葉駱駝刺和多枝檉柳種子,在塑料花盆中育苗。將長勢一致且健康的疏葉駱駝刺及多枝檉柳幼苗分別移栽到試驗裝置的供體室和受體室,并在每個供體室、受體室留3株健壯的幼苗。

試驗設(shè)計包括3個因素即水分處理、接種處理、菌絲傳遞距離,根據(jù)前期研究[5,21,24]水分等級設(shè)定,共設(shè)定正常水分[土壤相對含水量(70±5)%,D0]、 中度水分脅迫[土壤相對含水量(40±5)%,D1]、重度水分脅迫[土壤相對含水量(20±5)%,D2]3個水分梯度;接種處理包括接種AMF與不接種AMF;菌絲傳遞距離包括供受體之間長菌絲傳遞距離(30 cm,L)和短菌絲傳遞距離(15 cm,S)。AMF的接種方法為:精確稱取叢枝菌根真菌接種物22.87 g,接種于供體室幼苗根部離土壤表層下5 cm處,對照組加入等量滅活菌土。

使用便攜式水分快速測定儀(WET-2)測定土壤含水量,計算失水量并用稱重補水法來控制土壤相對含水量。水分脅迫持續(xù)40 d,期間保證幼苗正常生長,采集功能葉片用于各生理指標的測定。

1.2.2 菌根侵染率測定

干旱脅迫培養(yǎng) 40 d后,疏葉駱駝刺及多枝檉柳帶著盆土收苗,再將幼苗浸泡到無菌水中,洗凈后取新鮮根樣剪成長度1～2 cm的根段,對其進行固定、堿解離、酸化、染色處理,制成裝片在顯微鏡下觀察。用網(wǎng)格交叉法計算菌根侵染率。計算公式為:AMF侵染率= 侵染根段數(shù)/全部根段數(shù)×100%。

1.2.3 生長指標測定

株高和基徑:在干旱脅迫處理開始的第1天和第40天,分別使用游標卡尺和卷尺測量不同處理組幼苗的基徑、株高,計算如下指標:

相對株高增長率=(最終幼苗高度-最初幼苗高度)/最初幼苗高度;相對基徑增長率=(最終幼苗基徑-最初幼苗基徑)/最初幼苗基徑。

生物量:不同處理組植物幼苗從地徑部分分為地上部分和地下部分,105 ℃殺青15 min后將其置于80 ℃的恒溫干燥箱中烘干至恒重,稱取生物量。

1.2.4 根系生長和生理指標測定

清水洗干凈后的幼苗根系用(EpsonV700, Japan)根系掃描儀掃描,使用根系分析軟件Win-Rhizo進行總根長、根表面積、根體積等指標分析。

SOD、POD、CAT活性分別采用羥胺法、愈創(chuàng)木酚法、鉬酸銨法進行測定?？扇苄蕴?、可溶性蛋白、游離脯氨酸含量測定分別用蒽酮比色法、考馬斯亮藍法、磺基水楊酸法。試劑盒來源于南京建成生物工程研究所和北京索萊寶科技有限公司。

1.2.5 葉綠素含量和葉片相對含水量測定

用乙醇丙酮混合提取法[25-26]測定各處理組幼苗葉綠素含量,用烘干法測定葉片相對含水量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2021進行數(shù)據(jù)整理和處理,通過SPSS 26.0分析軟件,采用單因素方差分析,用Duncan法對不同處理數(shù)據(jù)進行多重對比檢驗(P<0.05),結(jié)果用平均值±標準誤差表示。采用Origin 2021軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫下AMF對植物侵染率的影響

AMF與供體植物疏葉駱駝刺和受體植物多枝檉柳幼苗根系均能形成良好的菌根共生關(guān)系(表1)。對供體植物來說,隨著D0-D1-D2水分梯度變化侵染率和孢子數(shù)量呈下降的趨勢,各水分之間差異顯著(P<0.05)。在D1、D2水分處理下,受體植物在L處理下的侵染率比S處理分別顯著降低 39.74%、46.16%(P<0.05),D1水分處理下L處理的孢子數(shù)量比S處理的顯著降低 19.53%,D2水分處理下S與L處理孢子數(shù)量之間無顯著差異(P>0.05)。可見,干旱脅迫會降低菌根在供受體植物中的侵染和孢子數(shù)量,D2水分處理下嚴重降低了L處理下受體植物的侵染率和孢子數(shù)量。

表1 干旱脅迫下AMF對供體和受體植物侵染率的影響

2.2 干旱脅迫下接種AMF對植物表觀生長的影響

隨著干旱脅迫程度的增大,供、受體株高、基徑相對增長率均呈下降趨勢(圖1)。各水分處理下與未接種相比接種AMF顯著提高了供體植物株高、基徑相對增長率(P<0.05)。

柱上不同小寫字母表示處理間在0.05水平上存在顯著性差異(P<0.05)。D0為正常水分、D1為中度水分脅迫、D2為重度水分脅迫,S-AMF、 S+AMF、L-AMF、L+AMF分別表示短菌絲傳遞距離下未接種AMF,短菌絲傳遞距離下接種AMF,長菌絲傳遞距離下未接種AMF,長菌絲傳遞距離下接種AMF。下同。圖1 干旱脅迫下AMF 對供體(A、B)和受體植物(C、D)生長的影響Different lowercase letters on the columns indicate significant differences between treatments at the 0.05 level (P<0.05). D0 is normal moisture, D1 is moderate moisture stress, D2 is severe moisture stress, S-AMF, S+AMF, L-AMF, and L+AMF denote: Not inoculated with AMF under short hyphal transmission distance, inoculated with AMF under short hyphal transmission distance, not inoculated under long hyphal transmission distance, inoculated with AMF at long hyphal transmission distance, respectively. The same as below.Fig.1 Effects of AMF on the growth of donor (A, B) and receiver plants (C, D) under drought stress

對于受體植物,在D0、D1水分處理下與未接種相比接種AMF顯著提高了S和L處理受體株高、基徑相對增長率,在D2水分處理下AMF對S處理株高增長率具有顯著促進作用,增幅為 29.22%,對 L處理受體的株高、基徑增長率均無促進作用(P>0.05)。

可見,接種AMF能夠促進干旱脅迫下供、受體植物的生長,但在重度水分處理下,對長距離處理的受體植物生長無促進作用。

2.3 干旱脅迫下接種AMF對幼苗根系形態(tài)的影響

隨著脅迫程度的嚴重,供、受體植物總根長、根表面積、根體積逐漸呈降低的趨勢。各水分處理下,與未接種AMF相比,接種AMF提高了供體植物(圖2,A-C)總根長、根表面積、根體積,各水分處理間差異顯著(P<0.05)。對于受體植物多枝檉柳,各水分處理下接種AMF對S、L處理的總根長、根表面積、根體積均具有顯著促進作用(P<0.05),其中D0、D1水分處理下,總根長、根體積在S處理和L處理之間存在顯著差異,S處理的均高于L處理,D2水分處理下L處理根體積比S處理顯著降低36.48%。由此可見,在重度水分脅迫下AMF對L處理幼苗根系生長并不能起到跟S處理同樣的促進作用。

圖2 干旱脅迫下接種AMF對供體(A、B、C)和受體植物(D、E、F)根系形態(tài)參數(shù)的影響Fig.2 Effects of AMF inoculation on root morphological parameters of donor (A, B, C) and receiver plants (D, E, F) under drought stress

2.4 干旱脅迫下AMF對幼苗生物量的影響

由表2可知,與未接種處理相比接種AMF不同程度的提高了供、受體生物量(地上、地下、總生物量)。對于供體植物,各水分下接種AMF對地上、地下、總生物量均有顯著促進作用(P<0.05)。對受體植物,與未接種相比接種AMF在D0水分處理下的地上、地下、總生物量均有顯著促進作用(P<0.05),在D1水分處理下與未接種相比接種AMF對S、L處理地下部分干重和總干重均有顯著促進作用且S處理的顯著高于L處理(P<0.05),在D2水分處理下接種AMF僅對S處理地上、地下、總生物量具有顯著促進作用,增幅分別為 29.41%、73.91%、47.37%,對L處理地上、地下、總生物量在接種AMF與未接種AMF處理間無顯著差異(P>0.05)?？梢?接種AMF能夠促進干旱脅迫下供、受體植物的生物量積累,但在重度水分處理下,對長距離處理的受體植物生物量積累無促進作用。

表2 不同水分及接種處理下供體和受體植物生物量的變化

2.5 干旱脅迫下接種AMF對幼苗抗氧化酶活性的影響

供、受體SOD、POD活性變化隨干旱程度增加呈先增加后下降的趨勢;CAT活性變化隨著脅迫程度的增加持續(xù)增加。與未接種相比接種AMF提高了供體植物(圖3,A-C)的SOD、POD、CAT活性。對于菌根化受體植物,在D1水分處理下,S處理受體SOD 活性顯著高于L處理,增幅為14.11%,長、短距離處理下的POD、CAT活性差異均不顯著(P>0.05)。在D2水分處理下,S處理的SOD、POD活性比L處理分別顯著升高13.24%、13.02%,對L處理的SOD、POD、CAT活性均無顯著促進作用。由此可見,接種AMF均能提高供體植物抗氧化酶活性,其中中度水分脅迫處理下不同距離處理菌根化受體間POD、CAT活性無顯著差異,但在重度水分脅迫下AMF對L處理受體的抗氧化酶活性無顯著促進作用。

圖3 干旱脅迫下接種AMF對供體(A、B、C)和受體植物(D、E、F)抗氧化酶活性的影響Fig.3 Effects of AMF inoculation on the antioxidant oxidase activities of donor (A, B, C) and receiver plants (D, E, F) under drought stress

2.6 干旱脅迫下AMF對幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

由表3可知,隨著脅迫程度的增加供、受體幼苗可溶性糖和脯氨酸含量整體呈“先升后降”,可溶性蛋白含量逐漸降低。對于供體,各水分處理下,與未接種處理相比,接種AMF對可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量具有顯著促進作用(P<0.05)。對于受體植物,D1水分處理下AMF對S、L處理的3種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)均有顯著促進作用,S與L處理間無顯著差異(P>0.05),在D2水分處理下AMF僅對S處理可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量具有顯著促進作用,S處理可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量比L處理分別顯著升高23.92%、21.71%、22.14%。對L處理的3種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)均無促進作用?？梢?隨著干旱脅迫程度的增大,接種AMF均能夠顯著促進各處理供體植物滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累,對于重度水分處理下的長距離端受體均無促進作用。

表3 干旱脅迫下接種AMF對供體和受體植物滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

2.7 干旱脅迫下接種AMF對幼苗葉綠素含量和葉片相對含水量的影響

隨著脅迫程度的增加,葉綠素含量、葉片相對含水量逐漸降低。供體植物(圖4,A-C),各水分條件下,與未接種相比接種AMF不同程度增加了葉綠素含量和葉片相對含水量。

圖4 干旱脅迫下接種AMF對供體(A、B、C)和受體植物(D、E、F)葉綠素含量及葉片相對含水量的影響Fig.4 Effects of AMF inoculation on chlorophyll content and leaf relative water content of donor (A, B, C) and receiver plants (D, E, F) under drought stress

對于受體植物,在D0、D1水分條件下AMF對S、L處理受體葉綠素a、b、葉片相對含水量均具有顯著促進作用且S與L處理間無顯著差異(P>0.05)。D2水分處理下AMF僅對S處理葉綠素a、b、葉片相對含水量具有顯著促進作用(P<0.05),對L處理葉綠素a、b、葉片相對含水量均無顯著促進作用(P>0.05)。由此可見,隨著脅迫程度的增大AMF能夠促進供、受提植物葉綠素含量和葉片相對含水量,但在重度水分脅迫下對L處理受體無促進作用。

3 討 論

疏葉駱駝刺,作為塔里木河下游典型的荒漠深根草本植物,與AMF有很高的共生能力[20-21,24]。根際微生物—叢枝菌根真菌對植物沒有嚴格的專一性,接種AM真菌后形成的菌絲網(wǎng)絡(luò)將同種或不同種的菌根植物連接在一起[27]。本研究發(fā)現(xiàn),AM真菌侵染供體植物疏葉駱駝刺根系后,菌根向外伸長生長,跨過一定的距離會侵染受體植物多枝檉柳的根系,這與前人[28]的研究中得出的供體植物接種菌根真菌后第 8 周時,在供體和受體植物根系均檢測到菌根侵染的結(jié)論一致。研究[29-30]證明,摩西球囊霉是駱駝刺根系周圍AM真菌的優(yōu)勢種,促進幼苗生長方面摩西球囊霉的接種效果最優(yōu),提高幼苗抗旱性方面幼套球囊霉的接種效果最好,本研究中,干旱條件下根外菌絲跨越15 cm、30 cm距離能侵染受體植物且侵染率為16.33%～62.67%,桑鈺等[21]對多枝檉柳的研究中AMF侵染率為33.4%～86.4%,兩者相比相差不大,說明摩西球囊酶和幼套球囊霉的混合菌株對于菌絲傳遞研究效果最好。Fang等[31]的研究中,接種菌根真菌的供體植物(白三葉草)和受體植物(柑橘)之間成功建立了CMN,這與本試驗結(jié)果相符。遭遇干旱脅迫后供受體菌根侵染率均顯著降低,AMF對長距離、短距離處理的受體均有侵染,但是AMF對與供體植物較近的受體侵染率顯著高于比供體距離遠的受體,這與Schutz等[14]的研究結(jié)果一致。本研究又發(fā)現(xiàn),在重度水分脅迫下長距離處理受體與短距離處理受體之間的孢子數(shù)量無顯著差異,可能是因為植物遭受脅迫時,長、短距離處理的寄主植物都減少了對碳水化合物的供應(yīng),導(dǎo)致孢子萌發(fā)受到限制,AMF的孢子數(shù)量逐漸降低。

植物株高、基徑、生物量等生長指標是干旱脅迫下植物損傷最直觀的表現(xiàn)。本研究發(fā)現(xiàn),接種AMF可顯著提升供體株高、基徑的增長率和生物量;在正常水分和中度水分脅迫下,AMF顯著提升長、短距離處理受體植物的株高、基徑和生物量的積累。有研究[32]表明,AMF定殖的增加導(dǎo)致供體和受體植物生物量的顯著增加,這與本研究結(jié)果一致,可能根外菌絲增強了根系養(yǎng)分吸收表面積,從而促進了植物的生物量積累。趙第錕等[33]的研究中西瓜-水稻系統(tǒng)中接種并未影響植株的生物量,這表明寄主植物種類和AMF都可能對雙系統(tǒng)的生長反應(yīng)產(chǎn)生顯著影響。在重度水分脅迫下AMF對長距離處理受體株高、基徑增長率和生物量的促進作用未達到顯著水平,這可能是長距離端受體菌根定殖水平顯著變?nèi)?同時較細的根外菌絲對水分和養(yǎng)分吸收能力極其有限,從而無法對幼苗的光合碳積累做出貢獻,因此對幼苗株高、基徑的增長和生物量影響較低。根系形態(tài)參數(shù)是判斷植物抗旱性的重要指標[34]。本研究中供、受體幼苗各根系形態(tài)參數(shù)均隨著干旱脅迫加重而呈逐漸下降的趨勢。接種AM真菌后根系形態(tài)指標顯著增加,這與王寧等[35]和王如巖等[36]的研究結(jié)果一致,但與艾為黨等[37]的研究相反,對三葉草 (供體)接種菌根真菌后三葉草(供體)、黑麥草(受體)根長均有變短的趨勢,這可能源于宿主的不同。研究表明,各水分處理下接種AMF對長、短距離處理受體根系形態(tài)參數(shù)均具有顯著促進作用,這可能是因為根系作為直接與AMF聯(lián)系的部位,根內(nèi)菌絲以及向外延伸而形成的根外菌絲通過獲取地下水分來幫助宿主植物優(yōu)先促進根系的生長;但在重度水分處理下的短距離受體根體積顯著優(yōu)于長距離處理端受體的根體積,說明較長的傳遞距離不利于AMF對根體積這個與生物量的積累緊密聯(lián)系的指標產(chǎn)生顯著促進作用,這與前述生物量的研究結(jié)果相互印證。

POD、SOD和CAT 是植物細胞內(nèi)主要的抗氧化酶[38], 與生物機體的免疫水平密切相關(guān)[39],能夠清除細胞內(nèi)多余的活性氧、維持細胞的穩(wěn)態(tài),體內(nèi)SOD、POD和CAT活性較高的植物抗逆性較強[40]。AMF與植物的共生關(guān)系可以顯著促進幼苗的生長,增加抗氧化酶和滲透物質(zhì)的積累,減少干旱對植物的傷害,從而提高植物對干旱脅迫的耐受性[41]。本研究表明,AMF在正常水分和中度水脅迫處理下發(fā)揮更大的促進作用,提高受體植物抗氧化酶活性;在Ding等[42]的研究中,玉米和大豆以CMNs連接的處理當(dāng)中,受體植物POD活性比其他處理相比顯著提高了,本研究中接種AMF的供體相連的受體植株的抗氧化酶活性比未接種AMF相連的受體植物的抗氧化酶活性高。在重度水分脅迫下,AMF對短距離的促進作用顯著,對長距離處理下受體的3種酶活性均無顯著影響,這可能是在重度水分脅迫下由于受體植物細胞膜系統(tǒng)和AMF也會受到嚴重的損傷,導(dǎo)致AMF沒能明顯提升長距離端受體植物的抗氧化酶能力。干旱脅迫下,植物體為緩解干旱脅迫的影響會誘導(dǎo)或加速多種生理反應(yīng),如可溶性糖和脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累[43]。本研究表明,AMF對中度水分脅迫下的長距離端受體滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累發(fā)揮極大的促進作用,提高受體植物的滲透調(diào)節(jié)能力,從而提高其抗旱能力,但在重度水分處理下,受體植物本身就受到嚴重的干旱脅迫且菌根定殖水平顯著變?nèi)?導(dǎo)致AMF對長距離端受體3種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)均無顯著促進作用。

葉綠素含量是反映植物光合能力的重要因素[44];植物組織相對含水量是反映植物水分狀況的重要參數(shù)[45]。干旱脅迫會損害光合過程和植物含水量,葉綠體結(jié)構(gòu)破壞,從而影響光合色素的合成,對植物生長產(chǎn)生負面影響[46-47]。本研究發(fā)現(xiàn),干旱脅迫下接種AMF可增加供、受體植物葉綠素含量和葉片相對含水量,Muneer等[48]的研究中,與非菌根處理相比,在菌根處理中CMNs增加了供體和受體植物中的葉綠素含量(Chl a、Chl b和類胡蘿卜素),這與本試驗結(jié)果一致。本研究還發(fā)現(xiàn),在重度水分處理下AMF對長距離處理的受體葉綠素a、b含量和葉片相對含水量沒有顯著的促進作用,這可能是因為多枝檉柳以同化枝來代替葉片進行光合作用完成植物的生活史,遭受干旱脅迫時荒漠植物可通過減少光合色素的合成來適應(yīng)逆境,雖AMF可在一定程度上提高光合色素的合成,但仍抵消不了干旱脅迫對植物光合作用的傷害。

4 結(jié) 論

(1)干旱脅迫下供、受體植物AMF侵染率、孢子數(shù)量有所降低,在重度水分脅迫長距離處理下受體的侵染率和孢子數(shù)量顯著降低。

(2)AMF侵染可顯著促進供體植物在干旱脅迫下的表觀生長,增加生物量和根系生長,通過供、受體間的菌絲網(wǎng)絡(luò)也能促進受體植物的生長,但在重度水分處理下AMF僅對長距離受體總根長、根表面積、根體積有顯著促進作用,對長距離處理受體的表觀生長和生物量積累均無顯著作用。

(3)正常和中度干旱脅迫下,接種AMF顯著提高供、受體植物抗氧化物酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累,但在重度水分處理下AMF對長距離端受體無顯著作用。