西北荒漠地区黑果枸杞深色有隔内生真菌资源的耐盐性研究

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黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)是茄科枸杞属多棘刺灌木,在我国西北干旱半干旱地区广泛分布,具耐旱、耐盐碱等特性,是治理土壤盐渍化的先锋树种。深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)是一类定殖于健康植物根系的小型真菌,与植物形成菌根共生体,帮助宿主植物抵御不良环境,促进植物生长。本研究以荒漠地区黑果枸杞为研究对象,采集其根系和土壤样品,研究不同环境因子对DSE定殖及物种组成的影响;通过体外盐胁迫试验,研究DSE耐盐机制;同时,通过盆栽接种试验,分别研究灭菌土壤和自然土壤条件下接种DSE对黑果枸杞生长及其耐盐效应。旨在发掘荒漠地区DSE菌种资源,揭示盐胁迫下DSE对黑果枸杞促生效应机制,为促进盐渍化地区植被恢复提供理论依据。主要研究结果如下:1.DSE能定居于黑果枸杞根系,形成典型的暗色有隔菌丝和微菌核结构。DSE分布具空间异质性,乌海样地平均总定殖率(60.00%)最大,显著高于安西(25.00%)、民勤(35.00%)、磴口(23.33%)和阿拉善样地(28.33%),而在不同土层间定殖率无显著差异。2.从黑果枸杞根系共分离鉴定DSE菌种13属13种,包括Alternaria tellustris、Neocamarosporium chersinae、Stolonocarpus gigasporus、Cyphellophora olivacea、Preussia terricola、Paraphoma pye、Bartalinia robillardoides、Darksidea epsilon、Exophiala aquamarina、Anthracina saxicola、Gaeumannomyces hyphopodioides、Trematosphaeria sp.、Sordariomycetidae sp.,其中4种DSE产孢。P.pye为黑果枸杞优势菌,在乌海、磴口和阿拉善样地均有分布。3.设置不同NaCl浓度对DSE菌株进行胁迫处理,结果表明DSE菌株对盐的耐受性有所差异。在PDA平板试验中,随着NaCl浓度增加,除Cladosporium sp.外,其他4个DSE菌株生长速率均低于对照组,DSE菌丝颜色加深,隔间距变短。MMN液体培养测定DSE菌株盐胁迫下理化性质发现,DSE菌株可以通过调节自身抗氧化系统来缓解盐胁迫带来的不利影响。主成分分析表明,可溶性蛋白、黑色素和丙二醛(MDA)是影响DSE菌株耐盐性的主要指标。4.在盆栽试验中,不同土壤环境下DSE在黑果枸杞根系成功定殖。土壤环境、DSE种类和NaCl胁迫均影响黑果枸杞幼苗生长。在灭菌土壤条件下,盐胁迫影响黑果枸杞生长,显著降低了植株生物量和根系形态。在3 g/kg NaCl浓度下,接种DSE提高植株地上形态、生物量和根系生长;在6 g/kg NaCl浓度下,接种Alternaria tellustris和Exserohilum pedicellatum显著提高植株叶片数、生物量和根系形态。在自然土壤条件下,轻度盐胁迫(3 g/kg NaCl)促进植物生长,但与对照相比未达显著水平。随着胁迫程度增加,植株生长显著受到抑制。在3 g/kg NaCl浓度下,接种Cladosporium sp.和E.pedicellatum显著提高植株叶片数、株高和生物量,接种A.tellustris显著提高植株总根长和根表面积;在6和9 g/kg NaCl浓度下,接种Cladosporium sp.和E.pedicellatum显著提高植株叶片数、株高、地上生物量、根体积、根表面积和总根长。5.在灭菌和自然土壤条件下,盐胁迫下接种DSE可以改善黑果枸杞生理指标。在3 g/kg NaCl浓度下,接种E.pedicellatum提高黑果枸杞叶绿素、脯氨酸和可溶性蛋白含量,接种A.tellustris和Cladosporium sp.降低MDA含量;在6 g/kg NaCl浓度下,接种E.pedicellatum显著提高可溶性蛋白和叶绿素含量。在9 g/kg NaCl浓度下,接种Cladosporium sp.和E.pedicellatum提高GSH和生长素含量,降低地上Na+含量、地上K+/Na+比和地上/地下Na+比。
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