不同叶面肥营养调控下黄芪品质和DSE真菌多样性研究

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豆科多年生草本植物蒙古黄芪[Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao]的干燥根,是传统大宗药材之一,具有较高药用价值和药理作用。野生黄芪资源已不能满足市场需求,目前人工种植可以缓解资源短缺。黄芪的人工种植处于起步阶段,存在施肥盲目性、随机性及有效成分含量较低等问题。科学的施肥技术成为影响黄芪产量和品质的主要管理技术之一。与土壤施肥相比叶面肥具有用量少、污染小、养分吸收快、养分利用率高等特点,对提高作物产量和品质发挥着关键作用。深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE)是一类定殖于植物根组织后形成深色、具横隔菌丝和微菌核结构的内生真菌,具有类似菌根真菌生态学功能,能与宿主植物建立良好的互惠共生的关系,促进宿主植物对养分的吸收,增强对逆境的适应。本研究以喷施不同配方叶面肥的蒙古黄芪为研究对象,收获期在赤峰和包头两个样地采集黄芪根系和土壤样品。通过测定黄芪生长指标和有效成分,探明不同营养调控下黄芪的产量与品质;观察分析黄芪根系DSE真菌共生结构及定殖规律,探讨不同生态因子与DSE真菌定殖之间的关系;分离纯化DSE真菌,并经形态学、分子学鉴定方法鉴定DSE物种组成,同时选取部分菌株进行PEG 6000模拟干旱胁迫,探究DSE真菌对干旱胁迫的耐受性。为DSE真菌在农田生态系统发挥生态学功能提供参考。主要试验结果如下:1.不同叶面肥处理均能提高黄芪根生长指标、质量指标,其中大量元素肥料促进黄芪根生物量,微量元素肥料促进黄芪黄酮类物质积累。相关性结果显示,黄芪药用成分毛蕊异黄酮葡萄糖苷与黄芪根长、根粗、根干重显著正相关,芒柄花素与黄芪根粗显著正相关。2.DSE真菌可高度侵染黄芪根系形成典型的深色有隔菌丝和微菌核结构,菌丝定殖率高于微菌核定殖率。不同处理间,DSE平均总定殖率为处理1(63.23%)>处理2(61.15%)>处理3(60.50%)>对照(34.45%);不同样地间,赤峰样地(59.99%)DSE总定殖率高于包头样地(49.68%)。3.DSE真菌定殖结构在不同样地处理间存在明显差异,不同处理间,处理1平均菌丝隔间距(15.11μm)>处理2(14.75μm)>对照(13.89μm)>处理3(13.80μm),处理2平均菌丝直径(4.85μm)最高,处理3平均微菌核直径(7.55μm)最高;不同样地间,包头样地的平均菌丝隔间距(15.01μm)及菌丝直径(4.52μm)高于赤峰样地,而微菌核直径(7.43μm)赤峰样地高于包头样地。4.相关性分析表明,土壤p H、有机碳、有效磷、全氮、速效钾和碱解氮含量与DSE定殖显著负相关,黄芪毛蕊异黄酮葡萄糖苷、芒柄花素含量与DSE定殖显著正相关。方差分析结果显示,土壤因子和不同处理影响黄芪DSE真菌定殖。5.从两样地黄芪根系共分离鉴定9属11种DSE,均为子囊菌。分别是Curvularia buchloes、Edenia gomezpompae、Periconia epilithographicola、Poaceascoma helicoides、Alternaria doliconidium、Paraphoma chlamydocopiosa、Fusarium sp.、Dothidotthia symphoricarpi、Magnaporthiopsis panicorum、Cladosporium halotolerans、Cladosporium chasmanthicola。优势种为Curvularia buchloes、Alternaria doliconidium、Fusarium sp.分离频率分别为14.81%、14.81%、19.75%。6.设置不同浓度PEG 6000模拟干旱胁迫,发现DSE菌株具有较强抗旱性。固体胁迫养下,随着胁迫浓度增加,菌株生长速率表现为先升后减,隔间距缩短,菌丝直径变宽出现类似厚垣孢子结构,中度干旱胁迫下菌株黑色素含量最高,菌丝颜色较深,高浓度胁迫下部分菌株黑色素含量降低,菌丝颜色变浅。
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