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本文通过黄土高原半干旱区5种主要林木刺槐（Robinia pseudoacacia）、杜松（Juniperus communis）、青杨（Populus cathayana）、沙棘（Hippophae rhamnoides）和旱柳（Salix matsudana）根际丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）资源调查,分析了AMF与土壤因子的关系,研究了干旱胁迫下AMF对刺槐幼苗生长、光合作用、抗氧化酶活性等生理生化指标的影响,AMF对刺槐幼苗抗氧化酶基因和水孔蛋白基因表达的调控,初步揭示了AMF提高刺槐的抗旱机制。得出以下主要结果:1.黄土高原半干旱区AMF资源及其与土壤和气候因子的相关性从刺槐、杜松、青杨、沙棘和旱柳5种林木根际土壤分离到8属21种AMF:管柄囊霉属（Funneliformis）7种,为优势属,幼套近明囊霉（Claroideoglomus etunicatum）和网状球囊霉（Glomus reticulatum）是优势种。土壤脲酶、过氧化氢酶和全磷是影响AMF总侵染率和孢子密度最直接的因子;转化酶是影响AMF物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和Shannon均匀度指数最直接的因子。从6个不同半干旱区刺槐根际土壤分离得到9属23种AMF:管柄囊霉属6种,为优势属,根内根生囊霉（Rhizophagus intraradices）、两型管柄囊霉（Fun.dimorphicum）、聚丛根生囊霉（R.aggregatum）、单孢管柄囊霉（Fun.monosporum）、凹坑管柄囊霉（Fun.multiforum）、地管柄囊霉（Fun.geosporum）和幼套近明囊霉是优势种。通径分析表明降雨量是影响AMF状况和多样性指数最直接的因子。2.干旱胁迫条件下,AMF对刺槐光合作用的影响采用人工模拟干旱法研究根内根生囊霉（R.irregularis）对刺槐生长、叶绿素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数等的影响。结果发现,接种R.irregularis能够提高刺槐叶绿素a、类胡萝卜素、Fm、qP、NPQ和ΦPSII值,正常水分条件下,分别提高120.8%、44.7%、28.6%、3.4%、4.2%和7.0%;干旱胁迫条件下,分别提高69.5%、265.0%、12.8%、4.3%、3.8%和7.5%,与对照相比差异均达显著水平。菌根化刺槐叶片净光合速率和气孔导度也显著高于对照,正常水分条件下,分别增加16.4%和12.8%;干旱胁迫条件下,分别增加14.3%和8.1%。说明干旱胁迫条件下AMF与刺槐共生提高了宿主叶片PSII光化学活性与光合电子传递能力,保持高的光能利用效率与光合作用潜力,干旱胁迫条件下菌根化刺槐能更好地进行光合作用。3.干旱胁迫条件下,AMF对刺槐抗氧化能力的影响采用人工模拟干旱法研究根内根生囊霉（R.irregularis）对刺槐抗氧化能力的影响。结果发现,接种R.irregularis后,刺槐根系O2、H2O2和MDA含量降低,分别较对照显著降低20.5%、33.1%和26.8%,说明接种AMF缓解了干旱胁迫对刺槐造成的氧化损伤。正常水分条件下,菌根化刺槐叶片和根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性分别增加53.6%和33.3%、20.4%和16.3%、20.9%和10.3%、67.4%和36.4%、2.7%和11.0%;干旱胁迫条件下,分别增加1.1%和27.2%、25.7%和23.5%、13.5%和9.8%、78.3%和58.2%、22.7%和14.4%,其中干旱胁迫条件下接种与对照叶片SOD、POD、CAT、APX和GR活性差异均达显著水平。说明菌根化刺槐可以通过增强自身的抗氧化酶活性来清除干旱胁迫产生的活性氧。4.干旱胁迫条件下,AMF对刺槐抗氧化酶基因表达的影响采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术研究了R.irregularis对刺槐根、茎和叶片铜锌超氧化物歧化酶基因（Cu/Zn-SOD）、抗坏血酸过氧化物酶基因（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）基因表达的影响。结果发现,接种AMF上调了刺槐根、茎和叶片Cu/Zn-SOD、APX和GR基因的表达。正常土壤水分条件下,接种AMF上调了刺槐根、茎和叶片APX基因的表达,分别为对照的3.31、3.17和3.06倍;接种AMF也上调了刺槐叶片GR基因的表达,为对照的3.92倍。干旱胁迫条件下,接种AMF的刺槐根、茎和叶片Cu/Zn-SOD基因表达均表现为上调,分别为对照的1.47、1.62和1.49倍;接种AMF也上调了刺槐根系GR基因的表达,为对照的1.96倍。说明菌根化刺槐通过提高其根、茎和叶片Cu/Zn-SOD、APX和GR基因的表达来调控活性氧代谢,使其抗旱性增强。5.干旱胁迫条件下,AMF对刺槐水孔蛋白基因表达的影响采用qRT-PCR技术研究了接种R.irregularis对刺槐根、茎和叶片水孔蛋白（Aquaporin,AQP）基因表达的影响。从刺槐根部克隆得到RpTIP1;1、RpTIP1;3、RpTIP2;1、RpPIP1;1、RpPIP1;3和RpPIP2;1 6个水孔蛋白基因,6个RpAQPs cDNA全长为8251201 bp,含有750870 bp开放阅读框,编码249289个氨基酸,分子量为25.3731.06 kDa,等电点为5.098.96,RpAQPs编码的氨基酸序列与蒺藜苜蓿的同源性达89%97%。组织表达分析表明,刺槐RpPIP基因在根部高表达,而RpTIP基因（RpTIP1;3除外）在叶片高表达。干旱胁迫下,接种AMF的刺槐RpTIP2;1和RpPIP2;1基因在根中的表达表现出上调趋势,分别较对照提高54.7%和79.4%;在茎部,菌根化刺槐RpTIP1;1、RpTIP2;1和RpPIP2;1基因的相对表达量分别为对照的1.17、1.83和1.15倍;成熟叶片中,菌根化刺槐RpTIP2;1和RpPIP2;1基因相对表达量分别为对照的1.44和1.61倍。水孔蛋白家族基因在控制水分运输过程中发挥的作用不尽相同,接种AMF能通过促进刺槐水孔蛋白基因的表达来增强植物对干旱胁迫的适应性。