（植物学专业论文）am真菌对不同盐生植物抗盐性的影响.pdf

山东师范大学硕士学位论文 a m 真菌对不同盐生植物抗盐性的影响 李涛于叮 ( 山东师范大学生命科学学院，2 5 0 0 1 4 ) 中文摘要 丛枝菌根( a r b u s e u l a rm y c o r r h i z a e ，a m ) 真菌与植物根系建立互惠共生 体后在土壤中形成庞大的菌丝网络，这对于生物间的物质交换、能量流动、 信息传递、保持土壤微生物区系平衡与稳定、增加生物多样性、稳定生态系 统具有不可替代的巨大作用。调查发现，a m 真菌广泛分布于各种盐渍化土 壤中，表明该类真菌自身具有忍耐高盐胁迫的能力，并且a m 真菌还能调节 植物多种生理生化代谢，这对于增强植物抗盐性是十分有意义的。 土壤盐渍化是一个全球性问题，严重威胁环境、农林牧业可持续发展。 因此，世界各国都在加紧研究改良盐渍化土壤的技术。目前，生物改良与修 复技术因其投资少、见效快、效益高等优点越来越受到关注。其中，筛选适 应高盐环境的优良抗盐生物种来开发和利用盐碱地、利用菌根真菌与植物的 共生关系来增加植物在盐渍土壤中的适应能力、提高盐渍地植物生产力等方 面已取得较大进展。然而，在很多方面的研究还不全面、不系统，尤其是缺 乏作用机制方面的系统工作。本研究旨在不同盐胁迫浓度条件下评价a m 真 菌g l o m u sm o s s e a e ，g l o m u sv e r s i f o r t n e ，g i g a s p o r am a r g a r i t a 对盐生植物盐地 碱蓬( s u a e d as a l s a ) ，中华补血草( l i m o n i u ms i n e n s e ) ，野大豆( g l y c i n e s o j al e g u m i n o s a e ) 抗盐性的影响、选出a m 真菌与供试盐生植物的最佳组合、 适合a m 真菌发挥作用的最佳盐浓度以及提高其抗盐性的可能机理。其主要 实验结果如下： 盐地碱蓬的最适菌种为g l o m u sm o s s e a e ，最适n a c l 浓度为4 0 0m m o l l 。 野大豆的最适菌种为g i g a s p o r am a r g a r i t a ，最适n a c l 浓度为2 0 0m m o l l 。无 论有无盐胁迫，供试3 种a m 真菌对中华补血草的侵染率都很低，达不到菌 根发挥作用的侵染程度，对中华补血草的抗盐性无显著影响。 a m 真菌能显著提高n a c l 胁迫下盐地碱蓬的株高、叶片数、分枝数、地 山东师范大学硕士学位论文 上部无机干重以及盐地碱蓬根的鲜重、有机干重、无机干重、根长，并且极 显著提高地上部鲜重和有机干重。随着n a c l 处理天数的延长，a m 真菌的侵 染率显著或极显著的下降；接种处理和不接种对照处理叶片中的丙二醛含量 都增加。但接种处理的增加幅度要小于不接种对照处理的，并且相同处理天 数接种处理的丙二醛含量要显著低于不接种对照。从下降幅度可以看出，n a c l 处理1 4d 时a m 真菌缓解效应最明显。 随n a c l 浓度升高，盐地碱蓬地上部和根k + 含量和刚n a 呈下降趋势， n a + 和c l 。含量呈上升趋势。但相同n a c l 浓度下接种处理的k + 含量和勋n a 显 著高于不接种对照，地上部n a + 和c l 。含量显著低于不接种对照，而根n a + 和 c l 。含量显著高于不接种对照。随n a c l 处理天数的延长，接种和不接种处理 叶片中的s o d 和c a t 活性都有相同的变化趋势，即先升高后降低，但是接 种处理的升高幅度要高于不接种对照，下降幅度低于不接种对照。在相同n a c i 处理天数和相同n a c l 浓度下，接种处理的s o d 显著或极显著高于不接种对 照；c a t 酶活性要高于不接种对照，1 4d 达到极显著水平，2 1d 也达到了显 著水平。其中n a c l 处理1 4d 时最为明显，接种处理有较高的f e s o d ， c u z n s o d l 和c u z n s o d 2 以及c a t l 和c a t 2 同功酶活性表达。 这些结果表明，a m 真菌能够通过提高叶片中的s o d 和c a t 活性，调节 离子平衡，降低叶片中丙二醛的含量等提高盐生植物的抗盐性，但其分子机 制有待于深入研究。 关键词：丛枝真菌；盐生植物；n a c l 处理；抗盐性 山东师范大学硕士学位论文 e f f e c t so fa m f u n g io ns a l tr e s i s t a n c eo fd i f f e r e n tt y p e so f h a l o p h y t e s l it a o ( c o l l e g eo fl i f es c i e n c e s ，s h a n d o n gn o r m a lu n i v e r s i t y , j i n a n ， 2 5 0 0 1 4 ) a bs t r a c t a f t e re s t a b l i s h i n gt h es y m b i o s i sb e t w e e na r b u s c u l a rm y c o r r h i z a l ( a m ) f u n g i a n dp l a n tr o o t s ，t h e yf o r mh u g em y c e l i u mn e t w o r ki nt h es o i l ，w h i c hp l a y sa n i m p o r t a n tr o l ei nt h ee x c h a n g eo fn u t r i e n t s ，e n e r g yf l o w ，a n ds i g n a ls u b s t a n c e t r a n s p o r t a t i o na m o n go r g a n i s m s ，m a i n t a i n i n gs o i lm i c r o b e f l o r ae q u i l i b r i u ma n d s t a b i l i t y ，i n c r e a s i n gb i o d i v e r s i t ya n de c o s y s t e ms t a b i l i z a t i o n i ts u g g e s t e dt h a t ，a m f u n g iw e r ea b l et or e s i s ts a l ts t r e s sb e c a u s eo f t h e i rw i d ed i s t r i b u t i o ni na l lk i n d so f s a l i n es o i l a mf u n g ic a n r e g u l a t em a n yp h y s i o l o g i c a la n db i o c h e m i c a l m e t a b o l i s m si np l a n t s ，w h i c hi sv e r ys i g n i f i c a n ti ns a l tr e s i s t a n c eo f p l a n t s i ti sp r e d i c t e dt h a ts a l i n es o i lt h r e a t e n ss e r i o u s l ys u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to f t h ee n v i r o n m e n ta n da 鲥c u l t u r e ，f o r e s t ，a n i m a lh u s b a n d r yp r o d u c t i o n ，w h i c h b e c o m eg l o b a lp r o b l e m s t h u s ，m a n yc o u n t r i e si nt h ew o r l da r es t u d y i n go nt h e t e c h n i q u e st or e m e d ya n dm o d i f ys a l i n es o i l s a tp r e s e n t ，b i o l o g i c a lm e a s u r e sa r e p a i dm o r ea n dm o r ec l o s ec o n c e r nb e c a u s eo ft h e i rl e s si n p u t ，g r e a t e re f f i c i e n c y a n dm o r eb e n e f i t s ，t h ep u r p o s eo fw h i c hi st os c r e e no u te x c e l l e n to r g a n i s mw h i c h i sa d a p t e dt oh i 曲s a l i n ee n v i r o n m e n t t h eo 唱a n i s m sc a l lb eu s e dt oe x p l o i ta n d u t i l i z es a l i n es o i l l o t so fw o r ki ni m p r o v i n g p l a n ta d a p t i v ea b i l i t ya n d p r o d u c t i v i t yi n s a l i n es i o lb ym a k i n gu s eo fm y c o r r h i z a lf u n g is h o w e dg r e a t p r o g r e s s h o w e v e lm a n yp a s tw o r k sw e r en o ts y s t e m a t i ca n dc o m p r e h e n s i v e f u r t h e rr e s e a r c hi sr e q u i r e du r g e n t l yt oe l u c i d a t et h em e c h a n i s m si n v o l v e da t m o l e c u l a rl e v e l i nt h i s e x p e r i m e n t ，s u a e d as a l s al ，l i m o n i u ms i n e n s ea n d i i i 山东师范大学硕士学位论文 i v g l y c i n es o j al e g u m i n o s a ew e r eu s e da sh o s tp l a n t sa n dg l o m u sm o s s e a e ，g l o m u s v e r s i f o f m ea n dg i g a s p o r am a r g a r i t aw e r ee m p l o y e da si n o c u l a t i n gf u n g i f r o m t r y i n go no p t i m a lc o m b i n a t i o nb e t w e e nd i f f e r e n tn a c lc o n c e n t r a t i o na n dd i f f e r e n t a mf u n g ia n dd o i n ge x p e r i m e n t su n d e rd i f f e r e n tn a c ic o n c e n t r a t i o nb a s e do nt h e o p t i m a lc o m b i n a t i o n ，w ep r i m a r i l yi n v e s t i g a t e dt h ee f f e c t so fa mf u n g ia n d n a c i s t r e s so nd i f f e r e n th a l o p h y t e sa n dt h ee f f e c t so fa mf u n g io nh a l o p h y t e su n d e r d i f f e r e n tn a c lt r e a t m e n t ，w h i c hm a d ef o rc h o o s i n go p t i m a lc o m b i n a t i o nb e t w e e n a mf u n g ia n dh a l o p h y t e sa n dt h eo p t i m a ln a c lc o n c e n t r a t i o nb e n e f i c i a lt o b r i n g i n gt h ef u n c t i o no fa mf u n g ii n t op l a y t h e n ，b a s e do nt h eo p t i m a lc o n d i t i o n ， t h er e l a t i v ei n d i c e ss u c ha sb i o m a s s ，t h ec o n t e n to fm d a ，k 十，n a 十a n dc i ，t h e a c t i v i t yo fs o da n dc a ta n da n a l y s i so fs p e c t r u mo fs o da n dc a ti s o e n z y m e a r ed e t e r m i n e dt oe l u c i d a t et h ep o s s i b l em e c h a n i s mo fa mf u n g ie n h a n c i n g r e s i s t a n c eo f h a l o p h y t et oh i g h e rs a l ts t r e s s t h em a i nr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 t h em o s ts u i t a b l ea mf u n g is p e c i e so fs u a e d as a l s ala n dg l y c i n es o j a l e g u m i n o s a ew a sg l o m u sm o s s e a ea n dg i g a s p o r am a r g a r i t a ，r e s p e c t i v e l y ，a n d t h eo p t i m a ln a c ic o n c e n t r a t i o nw a s4 0 0m m o l la n d2 0 0m m o v l ，r e s p e c t i v e l y s u r p r i s i n g l y , u n d e rc o n d i t i o n so f c o n t r o la n ds a l ts t r e s s ，t h ee f f i c i e n c yo ft h et e s t e d a m f u n g a lc o l o n i z a t i o no nl i m o n i u ms i n e n s ew a sl o w ，a n da mf u n g ic o u l dn o t w o r k h e n c e ，t h e r ew e r en os i g n i f i c a n te f f e c t so fa mf u n g io nl i m o n i u ms i n e n s e r e s i s t a n c et os a l ts t r e s su n d e rt h eg r e e n h o u s ec o n d i t i o n s 2 a mf u n g ic o u l ds i g n i f i c a n t l yi n c r e a s es u a e d as a l s alp l a n th e i g h t ，n u m b e r s o fl e a v e sa n db r a n c h e s ，s h o o ti n o r g a n i cd r yw e i g h ta n dr o o tf l e s hw e i g h t ，o r g a n i c a n di n o r g a n i cd r yw e i g h t ，l e n g t ho fr o o t s ，a n dp r o m o t er e m a r k a b l ys i g n i f i c a n t i n c r e a s eo fs h o o tf l e s hw e i g h ta n do r g a n i cd r yw e i g h t w i t hi n c r e a s i n go fn a c i t r e a t m e n tt i m e ，c o l o n i z a t i o nr a t eo fa mf u n g is i g n i f i c a n t l yd e c r e a s e d 3 w i t hi n c r e a s i n go fn a c lt r e a t m e n tt i m e ，t h el e a fc o n t e n to fm d ao f i n o c u l a t i o nt r e a t m e n ta n dn o n i n o c u l a t i o nt r e a t m e n ti n c r e a s e d b u ti n c r e a s ed e g r e e o fi n o c u l a t i o nt r e a t m e n tw a sl e s st h a nt h a to fn o n i n o c u l a t i o nc o n t r 0 1 m o r e o v e r ， a tt h es a m et r e a t m e n td a y ，t h ec o n t e n to fm d ao fi n o c u l a t i o n t r e a t e dp l a n t si s s i g n i f i c a n t l yl o w e rt h a nt h a to fn o n i n o c u l a t i o nc o n t r o l s t h ed e c r e a s ed e g r e e 山东师范大学硕士学位论文 s h o w e dt h a ta t14 也d a yo fn a c lt r e a t m e n t ，t h ei m p r o v i n gf u n c t i o no fa mf u n g i w a st h eb e s t 4 w i t ht h ei n c r e a s eo f n a c lc o n c e n t r a t i o n ，t h ec o n t e n to f k + a n dk n ar a t i oi n s h o o ta n dr o o t sd e c r e a s e d ，w h e r e a st h ec o n t e n to fn a + a n dc 1 w a sm a r k e d l y i n c r e a s e d h o w e v e r ，a tt h es a n l ec o n c e n t r a t i o no fn a c lt r e a t m e n t ，t h ec o n t e n to f a n dk f n ar a t i oo fi n o c u l a t i o n t r e a t e dp l a n t si n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l yc o m p a r e d w i t ht h a to fn o n i n o c u l a t i o nc o n t r 0 1 t h ec o n t e n to fn a + a n dc 1 i ns h o o tw a s s i g n i f i c a n t l yl e s st h a nc o n t r o l ，b u tt h es i t u a t i o ni nt h er o o t sw a sr e v e r s e w i t h i n c r e a s i n g o fn a c lt r e a t m e n tt i m e ，t h e a c t i v i t y o fs o da n dc a to f i n o c u l a t i o n - t r e a t e da n dc o n t r o lp l a n tl e a v e ss h o w e dt h es a n l et r e n d ，n a m e l y ， i n c r e a s i n ga tf i r s ta n dt h e nd e c l i n i n g b u tt h ei n c r e a s ea n dd e c r e a s ed e g r e eo f i n o c u l a t i o n - - t r e a t e dp l a n t sw a sh i g h e ra n dl o w e rt h a nt h a to fn o n - i n o c u l a t i o n c o n t r o l s ，r e s p e c t i v e l y a tt h es a m ec o n c e n t r a t i o no fn a c it r e a t m e n td a ya n dn a c l c o n c e n t r a t i o n ，t h ea c t i v i t yo fs o da n dc a to fi n o c u l a t i o n - t r e a t e dp l a n t si n c r e a s e d c o m p a r e dw i t ht h a to fn o n i n o c u l a t i o nc o n t r o l ，w h o s ei n c r e a s ed e g r e eb e h a v e d s i g n i f i c a n t l yo rr e m a r k a b l ys i g n i f i c a n t ，w h i c ht o o ko no n l ya t14d a y sa n d21d a y s w h e nc a tw a sd e t e r m i n e d a f t e r1 4d a y sn a c lt r e a t m e n t ，t h ei m p r o v i n gf u n c t i o n o fa m f u n g iw a st h eb e s t t h ea n a l y s i so fi s o e n z y m e so fs o da n dc a ti nt h e l e a v e sa t14d a y ss h o w e dt h a tf e - s o d ，c u z n - s o d1 ，c u z n s o d 2a n dc a t 1 ， c a t 2o fi n o c u l a t i o n t r e a t e dp l a n t sw e r eh i g h e rt h a nt h o s eo fn o n - i n o c u l a t i o n c o n t r o l s 5 t h e s er e s u l t ss u g g e s tt h a ta mf u n g ic o u l di m p r o v es a l tt o l e r a n c eo f h a l o p h y t e sb ye n h a n c i n gt h ea c t i v i t yo fs o da n dc a ti nt h el e a v e s ，r e g u l a t i n gt h e b a l a n c eo fi o na n d r e d u c i n gt h el e a fc o n t e n to fm d a f u r t h e rr e s e a r c hi su r g e n t l y r e q u i r e dt oe l u c i d a t et h em e c h a n i s m so fa mf u n g i - m e d i a t e di n c r e a s eo fs a l t t o l e r a n c eo fh a l o p h y t e sa tm o l e c u l a rl e v e l k e yw o r d s ：a r b u s c u l a rm y c o r r h i z a lf u n g i ；h a l o p h y t e ；n a c lt r e a t m e n t ；s a l t r e s i s t a n c e v 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 ( 注： 如没有其他需要特别声明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 杰：，委 忐fh 导师签字：易多占 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权堂撞可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文 在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 套：；蓦 导师签字： ，二夕 矿 签字日期：2 0 0 7 年6 月争日签字日期：2 0 0 9 年6 月细 山东师范大学硕士学位论文 第一章文献综述 我国盐渍化土地已达o 2 亿多公顷，约占全国可耕地面积的2 5 。随着我 国人口的剧增及工业的高速发展，可耕地面积急剧下降，而不合理灌溉又造成 了大量良田的次生盐渍化。因此，如何开发和利用大面积的盐渍化土地，提高 作物产量就成为我国农业生产中十分重要的问题【1 1 。盐渍土壤特点是含盐量高、 离子不均衡和有机质含量低掣2 1 ，导致作物生长不良、产量低。 1 土壤盐渍化对植物生理、生长发育和产量的影响 盐渍生境中，n a + 是一种主要的有害离子，植物细胞质膜内负外正的膜电势 和胞外n a + 浓度的升高建立起的n a + 电化学势梯度，都有利于n a + 从外界环境到植 物细胞内的被动运输【3 】。n a + 对植物的不利影响是各种因子的联合作用，包括渗 透胁迫、n a + 对酶的抑制作用以及与k + 相互竞争等，表现为植物叶片损害、植株 生长速率和根冠比率下降等【5 】。k + 是植物细胞中最丰富的游离态离子，对维持渗 透压、调节叶片和气孔运动以及细胞伸长等过程中发挥重要作用【4 】。植物细胞通 过拒n a + 作用或对n a + 离子进行区域化，并维持适当k + 浓度来保证细胞正常的生 理活动是植物适应盐胁迫的重要机制之一。越来越多的研究表明盐胁迫下限制 n a + 吸收、增j j i n a + 外排，同时保证k + 的吸收，维持细胞质低n a k + 比是植物抗 盐性的关键【6 】。c l 也是重要的毒害因子，以往对于植物受盐害的研究仅限于阳离 子如k + 和n a + 而对c l 的作用没有作深入研究。研究表明氯能使酶的活性失调，养 分吸收受抑制，叶绿体含量和光合能力下降，轻者影响农产品品质，重者使细胞 超微结构改变受害死亡【7 】。 盐害的另一方面毒害就是能够引起植物体内活性氧代谢的紊乱。活性氧 ( r e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s ，r o s ) 是指具有较高化学反应活性的氧的几种代谢产 物，如超氧化物阴离子自由基( 0 2 。) 、羟自由基( o h ) 、过氧化氢( h 2 0 2 ) 等。它们一直被认为是植物代谢过程中的毒副产品，能引起植物体内大分子物质 如脂类、蛋白质及d n a 的损伤，然而低浓度的r o s 可以作为传递生物信号物质【8 】。 活性氧的产生部位有叶绿体、线粒体、过氧化物体、细胞质、质膜等。其中，叶 绿体、线粒体、过氧化物体是活性氧产生的主要场所【9 1o ，】。为了保护细胞免受 山东师范大学硕士学位论文 r o s 的潜在伤害，植物体发展了一套完整的防御系统，包括酶促保护系统和非酶 促保护系统( 小分子化合物) 。酶促保护系统具有高效性与专一性，主要包括超 氧化物歧化酶( s o d ) 、抗坏血酸过氧化物酶( a p x ) 、过氧化氢酶( c a t ) 、 谷胱甘肽过氧化物酶( g p x ) 、谷胱甘肽还原酶( g r ) 、脱氢抗坏血酸酶( d h a r ) 等 1 2 , 1 3 】。在活性氧的产生与代谢过程中，抗氧化解毒酶催化不同的反应，终止活 性氧的级联反应；非酶促保护系统包括抗坏血酸( a s a ) 、谷胱甘肽( g s h ) 、 甘露醇、a 生育酚( ) 、类黄酮和胡萝卜素等。它们分布于不同亚细胞结构区 域中，清除不同种类的活性氧，这些物质既可直接同活性氧反应，将其还原，又 可参加酶促反应，作为底物在r o s 的清除中发挥重要作用【1 2 , 1 4 , 1 5 】，它们与抗氧 化剂物质协同起来，形成抗氧化系统。 在酶促保护系统中，超氧化物歧化酶( s u p e r o x i d ed i s m u t a s e ，s o d ) 和过氧 化氢酶( c a t a l a s e ，c a t ) 是两个重要酶。s o d 作为植物抗氧化系统的第一道防 线，清除细胞中多余的超氧根阴离子。s o d 根据辅基不同分为f e _ s o d 、 m n - - s o d 和c u z n s o d 三类，这些同工酶的亚细胞定位不同，通常m n - - s o d 位于线粒体中，f e _ s o d 位于叶绿体中，c u z n s o d 位于叶绿体和胞质中【l 6 j 。 s o d 是维持d n a 完整性及细胞正常寿命所必需的，在阻止r o s i j i 起细胞损伤和死 亡、保护需氧生物的过程中至关重要。c a t 广泛分布于植物中、数量很大，是含 有血红素的四聚体酶，目前发现c a t l ，c a t 2 和c a t 3 - - - 种主要同功酶 1 7 , 1 8 。c a t 的主要生理作用是催化h 2 0 2 分解为h 2 0 和0 2 ，保护细胞避免因h 2 0 2 累积而产生伤 害【1 9 】。c a t 活性与植物抗逆性有判2 0 ，2 1 2 2 1 ，与植物老化也有一定的关系，在老 化的组织中其活性较强【2 2 】。 因此，当植物受到盐害时，植物体内r o s 的产生与清除平衡机制不可避免 地受到破坏，使r o s 在细胞内积累，从而引起逆境诱导的氧化胁迫( o x i d a t i v e s t r e s s ) 2 3 2 4 , 2 5 】，造成氧化损伤，影响植物的正常生理功能。 2 改良盐渍化土壤研究进展 盐渍土是指土壤中含有钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、重碳酸盐等；或 者是土壤含盐量虽少，但土壤交换性钠占阳离子交换量达到了一定比例【2 6 1 。 我国盐渍化土地改良利用工作起步较晚。但是随着理论的完善和技术的改 2 山东师范大学硕士学位论文 进，改良盐渍化土地的方法也越来越实用与普遍。在改良初期，主要是利用灌溉 排水措施改良盐渍化土地。后来根据“盐随水来，盐随水去”是水盐运动的特点， 认为只要能控制土壤水分蒸发就可以减轻盐分在地表积聚，达到改良的目的。科 夫达【2 1 7 】在论证地下水与土壤盐碱化的关系时指出，在现代盐渍化过程的发生和发 展因素中，地下水的移动、埋深和平衡最为重要，在炎热而干旱的气候条件下， 气候虽然是形成盐渍土的条件之一，但如果地下水埋深在1 0m 以下，土壤的水 分蒸发就不会超过降雨总量，尽管气候干旱，土壤也不会发生盐渍化。但是如果 地下水滞留，埋深为1 , - 3m ，则易遭受强烈蒸发，导致盐渍化过程的发展【2 。 利用覆盖物改良盐渍化土地随之被提出。后来利用施加改良剂改良盐渍化土地， 发现改良剂能改变土壤结构，使作物明显增产，也起到了保护周边环境不受污染 的目的【2 6 】。以上的三种方法投资大，效益低，不能被大范围的施用。利用生物改 良盐渍化土地的观点随之被提出。引进和种植耐盐植物是改良利用盐渍化土地的 重要措施之一。目前，生物改良与修复技术因其投资少、见效快、效益高等优点 越来越受到关注【28 1 。 在盐渍化土地种植植物，应该选择耐盐碱、耐旱、生长快的树种和草种。同 时，应具有经济价值包括药用植物、观赏植物、饲料性植物、纤维原料植物等， 这样可以减少盐渍化土地改良过程中的资金投入，还可调动农民的积极性。盐渍 化问题的解决，还应在长期监测的基础上，适时地对各种措施加以调整和完善。 同时应加强对潜在盐渍化土地的预测和防止方面的研究【2 6 】。 3a m 真菌影响植物抗盐性的生物学基础 自然条件下，绝大多数植物根系都能与一类土壤真菌形成菌根 ( m y c o r r h i z a ) 。其中，丛枝菌根( a r b u s c u l a rm y c o r r h i z a s ，a m ) 以该类真菌在根 系皮层细胞内形成丛枝状结构而得名( 图版1 1 ) 。该真菌与植物根系建立共生 体后在土壤中形成庞大的菌丝网络，对于生物间的养分交换、能量流动、信息 传递、增加生物多样性、稳定生态系统具有不可替代的作用【2 8 】。 3 i i i 东师范人学碰 学付嘧立 图版l _ i 盐地碱蓬根内丛枝酉根结构观纂f a 为根内丛枝状菌丝，b 为根内泡囊1 f i 9 1 1a r b u u l a r m y c o r r h i z a lstciwithin i so f s u a e d a s a l s a n o t e ：a ，v e s i c l e s ；b ，a r b u s c u l e 3 1a m 真菌在盐渍化土壤中的分布与多样性 a m 典油“泛分布j 。内陆年u 滨海盐渍十壤c 1 】1 2 9 , 3 0 1 。从采白j 东、河南、w 匕等5 3 8 个盐渍上壤样铺巾，分离到a m 真菌4 属3 9 个分离物。以球囊辑届 ( g l o m u s ) 分巾频率最高。同槭内不同菌种分柿不平衡，也：g l o m u s 腻中以 摩两球囊霉( g l o m u sm o s s e f l c ) 出现频率最高，地表球囊耀( g i o m u s i f o r m e ) 次z 。而在有的盐渍十壤中地球囊霉( g l o m 船g e o s p o r u m ) l l l 优势。这说 叫摩西球囊霉和地球囊霉自身对n a + 有较强的慰耐力，是盐渍十壤中的优势菌 种，这就具备了增强植物抗盐性的首要条件。 3 2a m 真菌对盐渍土壤中植物根系的侵染 a m 真菌能够侵染生长在盐渍土壤叶1 大多数植物形成苗根i 引，这是a m 真 菌具备提高植物抗盐性的第二个最基本的条件。r o z e m a e ”慨察到盐渍环境f 分 布的2 1 种盐生植物中，冉1 1 种能被a m 真菌侵染，只根围士中存在大量a m 真菌他于。a m 真菌能不同程发地侵染巾欧海滨和内陆盐沼泽内生长的符种植 物，_ j 己其靠- f ：甲或盐害条件下藜科滨藜届的两种植物均能被a m 真苗侵染【”l 。 w a n g 等( 2 0 0 4 ) 调查黄河三三角洲中的野生植物芦苇、碱篷和大刺儿菜的结果表 明，所有植物根系都有明显的丛枝和泡囊结构。 山东师范大学硕士学位论文 3 3 a m 真菌对高盐胁迫的反应 离体条件下，a m 真菌的生长期只有数周，然后便停止生长，不能完成生活 史，目前尚未获得纯培养。j a h r o m i 等【3 6 】对根内球囊霉( g l o m u si n t r a r a d i c e s ) 进 行双重培养，实验结果表明用1 0 0m mn a c l 处理，真菌菌丝长度以及分枝数显著 小于无盐处理的。高盐胁迫通常抑制a m 真菌对植物根系的侵染，尤其是初侵染， 且不同真菌受抑程度不同。如侵染初期易误巨孢囊霉( g i g a s p o r ad e c i p e n s ) 比美 丽盾巨孢囊霉( s c u t e l l o s p o r ac a l o s p o r a ) 更易受氯化钠的抑制【3 7 1 。虽然氯化钠降 低早期侵染率，但后期则不然【3 8 , 3 9 】。这可能是其推迟孢子萌发所致。球囊霉属中 的一个未知种菌丝生长速率与对照相同，菌丝数量偏低【3 9 】，就是一个例证。土壤 中盐浓度增加会延缓或抑制孢子萌发、茵丝生长和菌根发育【4 0 】。十分有趣的是， 随盐浓度增加没有显著降低土壤中a m 真菌孢子数量【4 1 1 ，有时反而促进a m 真菌 产孢【4 1 1 。这意味着高盐胁迫根系侵染水平较低的情况下能产生更多的孢子。这可 能是由于除氯化钠外，自然盐化土壤中还存在着其它不同的盐，因此由氯化钠引 起的盐度与自然条件下的盐度有很大差异。并且相关分析证明，根系状态、土壤 p h 、砂粒与粘土比率、有效磷等与土壤中孢子数有关，而与土壤中离子浓度以 及盐渍化无直接关系【4 1 1 。关于这一点值得进一步研究，以阐明不同生态条件下盐 的种类和浓度影u l h j a m 真菌的机制。 4a m 真菌与植物的抗盐性 4 1 a m 真菌与盐生植物的抗盐性 盐生植物在高盐环境下正常生长并完成其生活史。并且一些真盐生植物在 正常土壤上生长不良，甚至不能开花结实。 a m 真菌能侵染一些盐生植物形成菌根。l a n d w e h r 等( 2 0 0 2 ) 【3 1 】观察到高 离子浓度和高电导率土壤中一些植物均有较高的菌根侵染率。对盐生植物如银 胶菊、羊茅等研究发现随着土壤盐度的增加，菌根化植株地上部和根干重以及 叶面积均大于非菌根化植株的，而且，随盐浓度增加，盐生植物对a m 真菌的 依赖性呈上升趋势【4 2 】。a m 真菌能减轻植物生理干旱，有利于植物高盐胁迫下 生存【4 3 】。s c h e l o s k e 等( 2 0 0 4 ) t 删对冰冻蚀刻碱菀根系，并用p i x e ( p r o t o n i n d u c e d 山东师范大学硕士学位论文 x r a ye m i s s i o n ) 定位根中n a + 、k + 和c 1 。发现接种与不接种的根细胞中c l 一浓 度几乎相同并且都存在较高浓度的l ( + 。不接种的根从表皮到中柱n a + 浓度是降 低的，且大部分n a + 局限于根外皮层细胞间隙与细胞中，其k + 浓度是n a + 的6 8 倍，需要多余的有机酸阴离子来平衡电荷，减少离子毒害；而接种的n a + 主要 分布在根内细胞中，并有较稠密的根细胞分布，用扫描透射离子显微镜无法分 辨出细胞中的液泡。k + 浓度与n a + 的差不多相等，k + 用以维持膜两侧的离子浓 度平衡，而且二者的浓度和c l 一的持平，这样接种a m 真菌处理的就能减少生 理干旱，具有更高的抗盐性。 4 2a m 真菌与非盐生植物的抗盐性 非盐生植物可分为盐敏感植物和耐盐植物。前者对盐渍敏感；后者具有较 强的抗盐能力可以在盐渍环境下良好生长，却不能完成生活史。 盐胁迫下a m 真菌能侵染非盐生植物根系形成菌根、促进植物生长，减轻因 盐害造成的产量损失【4 5 , 4 6 , 4 7 】，对非盐生植物在盐渍环境中的生存起了重要作用。 例如，j a h r o m i 等( 2 0 0 7 ) 【3 6 的研究结果表明盐胁迫条件下，接种球囊霉属的根 内球囊霉( g l o m u si n t r a r a d i c e s ) 的莴苣地上部干重高于非接种的；接种的相对 含水量高于非接种的；接种真菌的莴苣根部脱落酸( a b a ) 含量低于非接种的， 说明接种处理明显提高了植物的抗盐性，有利于植物在盐渍土壤中存活。这充分 证明了a m 真菌在提高盐渍土壤生产效率上的重要价值和应用潜能。盐渍条件下 接种a m 真菌可降低植物体内钠含量【4 8 ，4 9 】，增加磷、钾、锌的含量，并且高盐胁 迫下a m 真菌能改变寄主植物体内氨基酸和碳水化合物的组成，尤其是脯氨酸含 量的变化如a m 真菌提高了蚕豆脯氨酸的浓度【4 5 1 。这些事实证明a m 真菌能通过 直接