【摘 要】
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干旱胁迫会破坏植物正常的生长发育,逐渐导致水土流失和生态退化,对环境造成严重危害。梭梭(Haloxylon ammodendron)隶属藜科梭梭属,超旱生小乔木。因其个体大,根系发达等优点,梭梭具有良好的抗旱特性,是我国西北荒漠地带恢复生态的先锋树种。然而在梭梭林建设中,水资源匮乏通常是限制其幼苗生长的主要因素,因而在荒漠地区使用最低用水成本种植梭梭亟待解决。目前,菌根生物技术由于能克服荒漠植被恢
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干旱胁迫会破坏植物正常的生长发育,逐渐导致水土流失和生态退化,对环境造成严重危害。梭梭(Haloxylon ammodendron)隶属藜科梭梭属,超旱生小乔木。因其个体大,根系发达等优点,梭梭具有良好的抗旱特性,是我国西北荒漠地带恢复生态的先锋树种。然而在梭梭林建设中,水资源匮乏通常是限制其幼苗生长的主要因素,因而在荒漠地区使用最低用水成本种植梭梭亟待解决。目前,菌根生物技术由于能克服荒漠植被恢复中气候干旱和土壤表层缺水等问题而被广泛认可。干旱胁迫会破坏植物正常的生长发育,逐渐导致水土流失和生态退化,对环境造成严重危害。其中,深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)是一类定殖于植物根部,具有深色有隔菌丝和微菌核结构的子囊菌或无性繁殖真菌,分布广泛,无宿主专一性,在促进植物生长,抵御逆境胁迫方面发挥着重要作用。本研究以干旱条件下DSE-梭梭共生关系为切入点,选取自然生境梭梭根系分离的DSE,通过设置聚乙二醇-6000(PEG-6000)浓度模拟不同程度干旱胁迫,研究其体外耐受性,并探究抗逆机制;温室试验设置无菌和模拟自然生境两种培养基质,考察干旱胁迫下DSE对梭梭生长和抗旱性的影响,探明DSE的生态功能及应用潜力,为进一步应用于荒漠植被恢复提供理论依据。主要试验结果如下:1.DSE体外干旱胁迫试验结果表明,梭梭根系分离的10种DSE菌株在不同干旱胁迫下均能良好生长,但不同真菌的生长响应不同。Alternaria chlamydospora(Ac)、Alternaria phragmospora(Ap)随干旱胁迫增加,菌落生长速率增加,但重度干旱胁迫下,菌落表面菌丝稀疏,菌丝生长量较少,仅扩展速率增加;Alternaria tellustris(At)、Neocamarosporium chichastianum(Nc)、Sordariales sp.(So)、Alternaria alstroemeriae(Aa)和Paraphoma radicina(Pr)随干旱胁迫升高菌落生长速率先升后降,且在最大生长速率下均显著高于对照;干旱胁迫对Cladosporium sp.(Cl)、Paraphoma chlamydocopiosa(Pc)和Microascus alveolaris(Ma)菌落生长速率影响不显著,仅Ma菌落生长速率在PEG浓度为35%时显著高于对照,但菌丝变稀疏。对其生物量分析表明,Ac、At、Ap、Pc、Pr随干旱胁迫升高呈先升后降趋势,干旱胁迫对Aa、Nc生物量表现出抑制作用而Cl生物量随干旱胁迫程度升高呈上升趋势。DSE对干旱胁迫的响应可能与其黑色素含量有关,除Aa黑色素含量随胁迫程度升高下降外,其余DSE在一定范围内,黑色素含量随胁迫程度增加而增加。对部分菌株的黑色素抑制试验表明,三环唑浓度增加导致真菌颜色变浅,生长量和生长速率下降。总体来说,Ac、At、Cl、Aa、Ap、Pc、Pr7株菌均具有较强的干旱胁迫耐受性。2.人工接种试验表明,所有供试菌株均能成功定殖于梭梭幼苗根系,且不会引起宿主病症。多数DSE菌株对宿主表现出明显的促生效应,但受到供水处理的影响。在干旱处理条件下,At、Cl和Pc在胁迫下对梭梭地上生物量、地下生物量、总生物量的积累表现出积极的正效应,而Aa和Pr在正常水分处理下对宿主生物量积累有益。3.DSE对宿主的有益影响与其提高梭梭渗透调节物质和抗氧化酶活性有关。同时接种DSE还影响了梭梭所在土壤的理化性质。在重度干旱胁迫下,多数接种梭梭土壤中有机碳、有效磷、铵态氮、硝态氮和土壤氨基酸含量低于对照处理。这可能与DSE对土壤有机物的分解或增加宿主的养分吸收有关。4.模拟自然生境试验表明,DSE同样能够成功定殖到梭梭根系中。At、Cl在干旱胁迫下对梭梭地上、地下和总生物量均呈现为显著的促进作用,同时,At在重度干旱胁迫下,提高了植株地上、地下可溶性糖含量,SOD活性和地下生长素的含量,而Cl则在植株地上和地下部分脯氨酸含量积累中表现为积极效应。5.3种DSE还显著改变了干旱条件下宿主所在土壤的理化性质,养分含量上升。相关性分析结果显示,土壤养分状况与植物生长指标存在显著的相关性,且在方差分解分析中土壤养分状况对梭梭生长指标贡献率最大(17.2%)。因此,DSE对土壤养分的改变可能与宿主植物的生长有关。总体来说,At、Cl能够缓解干旱胁迫为植物带来的不利影响,同时能够促进植物生长,在干旱条件下栽培梭梭具有应用前景。
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