丛枝菌根真菌对白三叶幼苗耐盐性的影响情况学位论文.docx
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丛枝菌根真菌对白三叶幼苗耐盐性的影响情况学位论文
青岛农业大学
毕业论文
题目：
丛枝菌根真菌对白三叶幼苗耐盐性的影响
姓名：
学院：
园林与林学院
专业：
园林
班级：
1001
学号：
20108610
指导教师：
郭绍霞
2014年6月10日
毕业论文诚信声明
本人声明：
所呈交的毕业论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学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了谢意。
论文作者签名：
日期：
年月日
毕业论文版权使用授权书
本毕业论文作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文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和汇编本毕业论文。
本人离校后发表或使用该毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。
论文作者签名：
日期：
年月日
指导教师签名：
日期：
年月日
目录
摘要.................................................................................................................................Ⅰ
Abstract.........................................................................................................................Ⅱ
1前言1
1.1丛枝菌根对植物生长的影响1
1.2从枝菌根对植物耐盐性的影响1
1.3本研究的目的意义2
2材料与方法2
2.1实验材料2
2.2实验方法2
2.3项目测定3
2.3.1菌根侵染率、菌根依赖性的测定3
2.3.2生长指标的测定3
2.3.3根系参数的测定3
2.3.4生理指标的测定3
2.3.5耐盐系数的测定3
2.4数据分析4
3结果与分析4
3.1AM真菌对白三叶根系侵染率和菌根依赖性的影响4
3.2AM真菌对白三叶生长的影响4
3.3AM真菌对白三叶根系的影响5
3.4AM真菌对盐胁迫下白三叶叶绿素含量的影响6
3.5AM真菌对盐胁迫下白三叶细胞透性的影响6
3.6AM真菌对白三叶耐盐系数的影响7
4讨论8
参考文献10
致谢12
丛枝菌根真菌对白三叶幼苗耐盐性的影响
学生姓名姜准
指导教师
摘要：
为探讨丛枝菌根（arbuscularmycorrhizae，AM）真菌对白三叶（TrifoliumrepensL.）耐盐性的影响，选用摩西球囊霉（Glomusmosseae）和根内球囊霉（G.intraradices）两种菌种，分别研究单菌、混菌接种对盐胁迫下白三叶草生长和生理的影响。
结果表明，在NaCl胁迫下，接种AM真菌促进了白三叶根系的生长，提高了叶绿素含量，减少了丙二醛积累，降低了电导率，提高了白三叶的耐盐性，提高了其外观质量。
接种混合真菌处理的侵染率最高,接种摩西球囊霉次之，接种根内球囊霉最低。
接种混合真菌的效果优于单独接摩西球囊霉和根内球囊霉的效果。
关键词：
丛枝菌根真菌；白三叶；盐胁迫；园林绿化
EffectsofArbuscularMycorrhizalFungionSalinityToleranceof
TrifoliumrepensL.
StudentJiangZhun
Tutor
Abstract:
Inordertoinvestigatetheeffectofarbuscularmycorrhizal（AM）fungionsalttoleranceofTrifoliumrepensL.,wechoseGlomusmosseae,G.intraradicesandstudiedtheinfluencesofsingleinoculationandmixedinoculationonthegrowthandphysiologyofTrifoliumrepensthatexposedtosaltstress.Theresultsshowedthatinoculationcouldpromotethegrowthofroots,increasetheabsorptionofchlorophyll,reducetheaccumulationofmalondialdehyde，conductivityandimprovethesalttoleranceofplants.ThegrowthandappearancequalityscoresofTrifoliumrepenshadbeenimprovedgreatly.Themycorrhizalcolonizationofmixedinoculationwasthehighest,G.mosseaewassecondandG.intraradiceswasminimum.mixedinoculationcouldleadtobetterinfluence.
Keywords:
AMfungi,TrifoliumrepensL.,saltstress,landscaping
1前言
盐碱土是植物生长发育过程中最常见的逆境之一。
据统计，全世界的盐土约占陆地面积的三分之一[1]。
目前的盐碱地绿化技术主要是客土换填和排盐，这两种方法投资多，耗费人力较大，易造成次生盐碱化，效果不长久。
在自然生态系统中，80%以上的维管束植物具有丛枝菌根。
丛枝菌根（arbuscularmycorrhizae，AM）真菌接种技术作为一种能形成良好的生态循环的新技术，在改善植物营养、促进植物生长及增强植物抗盐性等方面的优势，预示了其在盐碱化地区园林绿化中的美好前景，对盐碱地绿化具有非常深远的意义。
1.1丛枝菌根对植物生长的影响
大量研究表明，菌根真菌的生长发育与寄主植物的生长发育休戚相关，菌根真菌参与植物许多生理代谢过程。
菌根真菌的主要功能之一就是改善植物的矿质营养，被誉为“生物肥料”[2]。
菌根真菌促进植物生长、增加植物生物量或干重，与其增强植物叶片光合作用和碳素营养有关。
接种AM真菌明显改善了绿豆和玉米叶片中的蒸腾速率，显著提高了叶绿素含量、净光合速率和光和效率，增加了植株生物量[3-4]。
AM真菌可以在正常供水条件下改善植物水分代谢状况，这已在洋葱、苹果等作物上得到证实[4]。
Dakessian等[4]发现AM真菌能通过利用土壤束缚水促进植物生长。
这说明菌根真菌能充分利用土壤中的水分，尤其是利用那些植物根系所不能利用的束缚水和细毛管水。
目前关于AM真菌的应用研究多集中于果树、蔬菜和农作物，而对园林植物的研究较少。
1.2丛枝菌根对植物耐盐性的影响
盐胁迫下，AM真菌能侵染植物根系形成菌根、促进植物生长，减轻因盐害造成的产量损失[5-10]，对植物在盐渍环境中的生存起了重要作用。
Jahromi等研究表明盐胁迫条件下，接种根内球囊霉（Glomusintraradices）的莴苣（Lactucasativa）地上部干重高于非接种的[11]。
贺忠群等[12]采用盆栽试验研究了在0.50%和1.00%浓度NaCl胁迫下，接种AM真菌对番茄（Lycopersiconesculentum）渗透调节物质含量的影响，发现接种促进了叶片和根系可溶性糖的积累。
AM真菌还能促进辣椒（Capsicumannuum）和大豆（Glycinemax）等的耐盐能力，提高其产量[13-14]。
1.3本研究的目的和意义
丛枝菌根真菌菌种不同，对植物影响亦不同。
利用AM真菌作为生物肥料和生物农药，可以增强山地、旱地、薄地等条件下宿主植物的抗旱性以及抗逆性，促进植物生长，并有利于水土保持。
白三叶（TrifoliumrepensL.）具有较强的保水、保土、减少尘埃以及美化环境的作用，是目前城市绿化美化的理想草种，并且白三叶对AM真菌的依赖性很强，AM真菌能明显增加其生长和营养的吸收[15-16]。
但AM真菌对白三叶耐盐性影响鲜有报导。
本研究旨在探究AM真菌对白三叶耐盐性的影响，以期为AM真菌生物技术在盐碱地绿化中的应用提供理论依据。
2材料与方法
2.1试验材料
供试菌种为摩西球囊霉（Glomusmosseae，记为G.m）和根内球囊霉（G.intraradices，记为G.i），用保存在三叶草根上的孢子、菌根根段和菌丝作为AM真菌接种物；供试草种为白三叶；基质为壤土（pH值7.96、有机质含量1.68%、全氮7.39%、速效磷43mg·kg-1、速效钾495mg·kg-1、含盐量0.06%）灭菌（121℃，2h）；盐处理液采用NaCl溶液。
2.2试验方法
接种处理：
将白三叶（TrifoliumrepensL.）种子用10%的过氧化氢消毒10分钟，于2014年2月28日播种。
育苗容器是一种圆形塑料花盆（顶部直径30cm，下口直径22cm，高15cm）。
播种时分别接种约5000接种势单位[17]的G.M,G.i及G.m+G.i混合菌剂，对照（CK）则加等量灭菌接种物和接种物滤液。
盐胁迫处理：
2014年4月25日进行盐胁迫处理。
每个处理设4个盐浓度（0.00%、0.80%、1.20%、1.60%），共16个处理，每个处理5盆，重复3次，随机排列。
盐胁迫前控水分数天，有利于盐水在培养土中迅速扩散。
盐胁迫处理时，为避免盐冲击效应，盐浓度每天递增，直至预定浓度，然后每2-3d按预定盐浓度（混有Hoagland营养液成分）浇灌1次，持续30天，每次浇至约2/3的溶液流出，以冲洗积余盐分，保持盐浓度的恒定。
2.3项目测定
盐胁迫前（2014年4月24日）测菌根侵染率，盐胁迫第30天时（5月24日）测菌根侵染率和其它各项指标。
2.3.1菌根侵染率、菌根依赖性的测定
依据刘润进和陈应龙[14]描述的方法测定菌根侵染率及菌根依赖性。
菌根侵染率（%）=
菌根依赖性（%）=
2.3.2生长指标的测定
盐胁迫后分别测定株高、鲜重、干重。
从露出培养土的部位开始到植株最高点作为株高。
将植株冲洗干净，吸收表面水分，然后置105℃烘箱中杀青10min，80℃干燥至恒重，称得干重。
草坪质量评定采用目测法。
参照美国NTEP的标准[18]，采用9分制评价草坪质量。
评分因素考虑草坪颜色、质地、密度、均匀性和总体质量。
9代表一个草坪能得到的最高评价，而1表示完全死亡或休眠的草坪，6级为可接受的正常草坪质量。
2.3.3根系参数的测定
利用根系分析仪（WinRHIZO）进行根系参数（根尖数、平均直径、根系长度、根系总表面积和根系总体积等）的测定。
2.3.4生理指标的测定
叶绿素相对含量采用手持式叶绿素计SPAD-502测量。
随机选取10株，每株测定3片叶，测定白三叶最顶端完全展开叶中部，避开叶脉，取平均值作为该处理叶片的叶绿素含量相对值，测定时间为当天的10:
00-11:
00（紫外线处于一天中的正常值）。
相对电导率、丙二醛（MDA）含量参照李合生的方法[19]。
2.3.5耐盐系数的测定
盐处理后，每天观察，每天进行日常的养护管理，以幼苗叶片出现黄叶作为盐害症状，耐盐系数为盐害症状出现前在不同浓度NaCl中生长的天数乘以百分比浓度的总和[20]。
2.4数据分析
采用DPSv7.5软件对所测数据统计分析，用LSD法对各测定数据进行多重比较。
3结果与分析
3.1AM真菌对白三叶根系侵染率和菌根依赖性的影响
随着盐浓度的增加，不同接种处理的白三叶菌根侵染率呈下降趋势。
在相同NaCl胁迫下，接种混合真菌处理的侵染率和菌根依赖性最高，接种摩西球囊霉次之，接种根内球囊霉最低，且3种接种处理的侵染率差异显著，接种混合真菌处理与接种根内球囊霉处理的菌根依赖性差异显著。
0.80%NaCl胁迫下，白三叶对混合真菌的菌根依赖性最大，1.60%NaCl胁迫下对根内球囊霉的菌根依赖性最小（表1）。
表1AM真菌对根系侵染率和菌根依赖性的影响
NaCl浓度（%）
AM真菌处理
菌根侵染率（%）
菌根依赖性（%）
盐胁迫第0天
盐胁迫第30天
0.00
G.m
36.4b
39.7bc
178.3ab
G.i
32.2c
35.0de
155.6bcd
G.m+G.i
44.3a
49.6a
192.9a
0.80
G.m
36.4b
31.3ef
179.0ab
G.i
32.2c
27.7fg
137.4cde
G.m+G.i
44.3a
43.4b
195.3a
1.20
G.m
36.4b
26.7gh
169.6ab
G.i
32.2c
22.8ij
127.7de
G.m+G.i
44.3a
36.3cd
182.9ab
1.60
G.m
36.4b
23.7hi
160.4bc
G.i
32.2c
19.5j
114.5e
G.m+G.i
44.3a
30.1fg
173.5ab
3.2AM真菌对白三叶生长的影响
随着盐浓度的升高，不同接种处理的白三叶的生长呈下降趋势。
相同NaCl胁迫下，接菌处理的生长指标均高于对照，接种混合真菌处理最高，接种摩西球囊霉次之，接种根内球囊霉最低。
接种混合真菌处理的白三叶植株的干重、鲜重、株高均显著高于对照，随着盐胁迫浓度增加至1.60%，接种混合真菌、摩西球囊霉和根内球囊霉处理的干重比对照分别提高了75.00%、62.50%和12.50%（表2）。
0.80%NaCl胁迫下，白三叶外观质量与非盐胁迫下的差异显著,所有处理的白三叶的外观质量下降至3分以下，大部分死亡，接种AM真菌处理的白三叶植株的目测质量显著高于对照，接种混合真菌处理最高，接种摩西球囊霉次之，接种根内球囊霉最低。
从1.20%开始，所有处理的白三叶的目测质量下降至1，此时白三叶已全部死亡（表2）。
表2AM真菌对盐胁迫下白三叶生长的影响
NaCl浓度（%）
AM真菌处理
株高（cm）
根长（cm）
鲜重（g）
干重（g）
外观质量分数
0.00
CK
22.00bc
11.83de
0.88de
0.15def
8.2b
G.m
25.76a
16.37b
1.34ab
0.26ab
8.6a
G.i
23.20b
14.56bc
1.23bc
0.23c
8.5a
G.m+G.i
27.17a
18.64a
1.54a
0.28a
8.7a
0.80
CK
18.27efg
9.09fg
0.47fgh
0.13f
1.5f
G.m
20.65cde
12.07de
1.03cd
0.23c
2.1d
G.i
20.32cde
13.28cd
0.78def
0.17d
1.8e
G.m+G.i
21.02bcd
14.49bc
0.87de
0.25bc
2.4c
1.20
CK
15.24hi
8.81fg
0.24hi
0.10gh
1.0g
G.m
19.05def
11.12e
0.85de
0.16de
1.0g
G.i
18.56defg
11.46de
0.54fg
0.12fg
1.0g
G.m+G.i
19.52cdef
13.23cd
0.93cde
0.18d
1.0g
1.60
CK
14.35i
7.69g
0.17i
0.08h
1.0g
G.m
17.50fgh
10.37ef
0.69efg
0.13fg
1.0g
G.i
16.27ghi
10.44ef
0.40ghi
0.09h
1.0g
G.m+G.i
18.40efg
12.23de
0.86de
0.14ef
1.0g
3.3AM真菌对白三叶根系的影响
接种AM真菌提高了白三叶根系的根尖数目、长度及直径，增大了白三叶根系的总表面积与总体积，促进了白三叶根系的生长。
接种AM真菌处理的白三叶根系根尖数目高于对照，1.60%NaCl胁迫下接种混合真菌、摩西球囊霉和根内球囊霉处理的白三叶的根尖数目分别比对照高了117.70%、85.00%和64.60%，且与对照间差异显著，而接种混合真菌处理表现最好。
接种AM真菌处理对白三叶平均直径的作用与对根尖数的作用类似，也是接种混合真菌处理的优于其他处理，1.60%NaCl胁迫下与对照相比，平均直径增多50.00%。
接种AM真菌处理的白三叶根系长度明显高于对照，随盐浓度增大到1.60%，接种混合真菌、摩西球囊霉和根内球囊霉处理的白三叶的根系总长度分别比对照高了54.30%、29.20%和9.10%，均与对照差异显著。
接种AM真菌处理的白三叶根系总表面积、总体积高于对照，而接种混合真菌处理的结果最好，1.60%NaCl浓度下比对照分别增加了94.60%和181.80%，且与对照差异显著（表3）。
表3AM真菌对盐胁迫下白三叶根系构型的影响
NaCl浓度（%）
AM真菌处理
根尖数（个）
平均直经（mm）
根系总长度（cm）
总表面积（cm2）
根系总体积（cm3）
0.00
CK
632.00e
0.49e
385.56d
38.00de
0.60e
G.m
887.00b
0.66b
449.23b
50.00b
0.79b
G.i
793.67c
0.60c
430.89c
45.00c
0.71c
G.m+G.i
1002.67a
0.79a
496.23a
58.00a
0.89a
0.80
CK
430.67h
0.43f
214.00h
26.00h
0.39h
G.m
606.33f
0.54d
295.67f
40.00d
0.60e
G.i
583.67g
0.50e
258.67g
35.00ef
0.52f
G.m+G.i
668.00d
0.59c
345.33e
45.00c
0.69d
1.20
CK
177.67mn
0.33h
155.00k
17.00i
0.24l
G.m
278.00j
0.44f
183.67i
29.00gh
0.35i
G.i
232.33k
0.40g
173.33j
27.00h
0.30j
G.m+G.i
314.67i
0.49e
210.33h
32.00fg
0.41g
1.60
CK
98.00o
0.28i
117.33m
8.22k
0.11n
G.m
181.33m
0.39g
151.67k
14.00ij
0.26k
G.i
161.33n
0.32h
128.00l
12.00j
0.21m
G.m+G.i
213.33l
0.42f
181.00ij
16.00i
0.31j
3.4AM真菌对盐胁迫下白三叶叶绿素含量的影响
随着盐浓度的增加，白三叶叶片的叶绿素含量成下降趋势。
在相同NaCl胁迫下，接种混合真菌处理最高，接种摩西球囊霉次之，接种根内球囊霉最低。
0.80%和1.20%NaCl胁迫下，接种混合真菌和接种摩西球囊霉处理的叶绿素显著高于对照，分别提高55.00%、44.10%、317.00%和267.00%（表4）。
3.5AM真菌对盐胁迫下白三叶细胞透性的影响
随着盐浓度的增加，白三叶叶片的丙二醛和电导率成上升趋势。
在相同NaCl胁迫下，接种混合真菌处理最低，接种摩西球囊霉次之，接种根内球囊霉最高，接种AM真菌处理的丙二醛显著低于对照，接种混合真菌和接种摩西球囊霉处理的电导率显著低于对照。
随盐浓度增大至1.60%，接种混合真菌、摩西球囊霉和根内球囊霉处理的白三叶叶片的电导率分别比对照降低了13.20%、10.70%和6.50%（表4）。
表4AM真菌对盐胁迫下白三叶叶片生理的影响
NaCl浓度（%）
AM真菌处理
叶绿素相对含量（SPAD）
丙二醛含量（μmol·g-1）
相对电导率（%）
0.00
CK
33.00c
2.82j
29.03ijk
G.m
38.63ab
2.30j
22.06k
G.i
38.50b
2.48j
25.23jkl
G.m+G.i
40.70a
1.91j
19.10l
0.80
CK
10.43f
13.97f
44.30fg
G.m
15.03de
10.20h
35.13hi
G.i
13.10e
12.23g
38.10gh
G.m+G.i
16.17d
7.50i
30.85hij
1.20
CK
1.00i
22.30c
61.03cd
G.m
3.67gh
16.53e
53.73de
G.i
2.67ghi
19.57d
57.00d
G.m+G.i
4.17g
15.43e
49.00ef
1.60
CK
1.00i
25.23a
75.10a
G.m
1.67hi
23.17bc
67.13bc
G.i
1.33i
24.37ab
70.20ab
G.m+G.i
1.87hi
22.23c
65.20bc
3.6AM真菌对白三叶耐盐系数的影响
耐盐系数反映了植株对盐胁迫的耐受能力，其值越高植株的耐盐能力越强。
接种混合真菌、摩西球囊霉和根内球囊霉处理的白三叶的耐盐系数分别比对照高了75.00%、58.30%和37.50%，均与对照间差异显著，且混合接种处理表现最好。
说明接种AM真菌显著增加了白三叶的耐盐能力（图1）。
图1AM真菌对白三叶耐盐系数的影响
4讨论
AM真菌能提高植物的耐盐性已得到广泛的共识[21-23]。
盐胁迫下，白三叶的生长受到明显的抑制，并随着盐浓度的升高，生长呈下降趋势，接种AM真菌促进了盐胁迫下白三叶的生长，接种混合真菌处理效果最好。
在盐胁迫下,接种AM真菌提高了白三叶根系的根尖数目、长度及直径，增大了白三叶根系的总表面积与总体积，促进了白三叶根系的生长，AM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，菌丝能伸展到根系难以到达的土壤小孔隙或土壤有机质中,菌根扩大了植物根系吸收营养的范围，从而大大提高了白三叶的生长量，提高了白三叶的外观质量。
叶绿素是植物进行光合作用的重要基础，叶绿素代谢是一个动态平衡过程[24]。
植物细胞膜
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