干旱胁迫下AMF和间作大豆对金橘根际微生态特征的影响

来源 :广西师范大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:donnybaby
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金橘(Fortunella margarita(Lour.)Swingle)是广西的特色水果之一,其食、药用价值较高,深受人们的喜爱。广西地处喀斯特地貌连续分布的地区,干旱是影响该地区植物生长最大的胁迫因子。本研究对金橘幼苗接种一种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)幼套球囊霉(Glomus etunicatum,G.e)并间作大豆。共设(1)单作金橘(F,即CK1):(2)金橘接种G.e(F+A);(3)金橘间作大豆(F+S);(4)金橘接种G.e间作大豆(F+A+S);(5)单作金橘干旱(F+D,CK2);(6)金橘接种G.e干旱(F+A+D);(7)金橘间作大豆干旱(F+S+D);(8)金橘接种G.e间作大豆干旱(F+A+S+D),共8 个处理。其中 F 与 F+A,F+S 与 F+A+S,F+D 与 F+A+D,F+S+D 与 F+A+S+D,互为各自的不接种对照处理及相应的接种处理;F与F+D,F+S与F+S+D,F+A与F+A+D,F+A+S与F+A+S+D,互为各自的正常浇水对照及相应的干旱处理。通过探究AMF和间作大豆对金橘根际微生态特征的影响来揭示金橘抗旱节水的生理和分子机制,为提高金橘的抗旱性提供理论依据。本研究结果如下:1.与不接种G.e的4个处理相比,各接种G.e处理的金橘根系菌根侵染率各指标(M%、m%、F%)均高于相对应未接种处理,差异显著(p<0.05);与正常浇水的4个处理相比,各相对应干旱处理的金橘菌根侵染率(M%、m%、F%)均显著降低。各处理菌根侵染强度 M%的大小趋势为:F+A+S>F+A+S+D>F+A>F+A+D>F>F+S>F+S+D>F+D,差异显著(p<0.05)。2.各接种处理金橘的根系活力、蔗糖酶和磷酸酶活性与其相对应的4个不接种对照处理相比均显著升高(p<0.05),各处理蔗糖酶和磷酸酶活性的变化趋势相似,为F+A>F+A+S>F+A+D>F+A+S+D>F>F+D>F+S>F+S+D,脲酶活性虽有升高但各接种处理间差异不显著;与正常浇水对照处理相比,相对应的4个干旱处理金橘的根系活力和蔗糖酶、磷酸酶及脲酶均不同程度的下降。3.与不接种对照处理相比,相应的4个接种处理金橘根际土壤中细菌和放线菌数量显著增加(p<0.05),真菌的数量不同程度的降低;与正常浇水对照处理相比,各相对应的4个干旱处理金橘根际土壤中细菌和放线菌数量显著降低(p<0.05),真菌的数量升高。总之,F+A+S处理的细菌、放线菌数量最多,F+A处理次之,F+D处理最低,真菌的数量变化趋势与细菌相反。对不同处理的金橘根际土壤细菌16SrDNA进行PCR-DGGE分析可知,不同处理对金橘根际土壤细菌群落结构产生了不同影响,出现部分新种群,原有种群数量出现不同程度的增减。从多样性指数分析结果看,4个接种处理金橘根际土壤细菌物种丰富度指数较相对应的4个不接种对照处理高;与4个正常浇水对照处理相比,相对应的4个干旱处理金橘的土壤细菌物种丰富度指数均有不同程度的降低。其大小顺序为:F+A+S>F+A>F+A+S+D>F+A+D>F+S>F>F+S+D>F+D;Shannon-Wiener 指数的变化趋势与细菌物种丰富度指数的变化趋势相似,Pielou均匀度指数的变化趋势与细菌物种丰富度指数的相反。其中F+A+S处理的细菌物种丰富度指数和Shannon-Wiener指数最高,F+A处理次之,F+D处理最低;F+D处理的Pielou均匀度指数最高,F+A+S处理的最低。对DGGE图谱进行聚类分析,结果表明:8个处理共聚类为两支:F+D处理和F+S+D处理为一支,其余处理为另一支。可见,接种处理(F+A+D和F+A+S+D)可部分抵消干旱对细菌种群数量的不良影响,从而使它与其相应的正常浇水对照处理聚为一类。通过对DGGE凝胶的13条优势条带进行割胶、克隆、测序及Blast 比对,结果表明:大部分序列对应为不可培养的细菌,其中苯基杆菌、酸杆菌、鞘氨醇单胞菌、α-变形菌是接种后新增加的,梭菌属、慢性根瘤菌、芽单胞菌属、抗菌克里布所菌是原有的优势种群。4.接种G.e处理金橘叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和游离脯氨酸含量比相对应的4个不接种处理显著增加(p<0.05),丙二醛含量降低;与正常浇水处理相比,各相对应的干旱处理金橘叶片SOD、POD活性显著降低,脯氨酸和丙二醛含量增加。SOD活性高低变化趋势为:F+A+S>F+A>F+A+S+D>F+S>F+A+D>F>F+S+D>F+D,POD活性和脯氨酸含量变化与SOD活性变化趋势相似,丙二醛含量变化则与SOD活性变化趋势相反。5.与不接种G.e处理相比,相对应4个接种处理的金橘干重显著增加;与正常浇水处理相比,相对应的4干旱处理金橘的干重都显著降低(p<0.05),金橘的株高没有显著差异。各处理干重的大小关系为:F+A+S>F+A>F+A+D>F+A+S+D>F+S>F>F+S+D>F+D。综上所述,G.e和间作处理金橘后,通过提高根际土壤磷酸酶、蔗糖酶和脲酶等土壤酶及SOD和POD等保护酶活性,增加可培养细菌、放线菌数量和细菌群落多样性,增强根系活力等方面缓解水分胁迫对金橘叶片、根系的伤害程度,增强其抗旱性,增大生物量,最终促进金橘的生长。其中,F+A+S处理效果最好。
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