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本研究通过盐胁迫下对刺槐(Robinia pseudoacacia)接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)根内球囊霉(Rhizophagus irregularis),从生理、生化和基因表达等方面分析了盐胁迫下AMF对刺槐水分状况、光合作用、离子平衡和抗氧化能力的影响,揭示了AMF提高刺槐耐盐性的机制。主要结果如下:1.盐胁迫下AMF对刺槐生长和水孔蛋白基因表达的影响通过比较3个NaCl浓度(0、100和200 mM)下接种和不接种植株的生物量、根系形态、叶片相对含水量和水孔蛋白基因的表达,结果表明:盐胁迫显著降低了接种、不接种植株叶片相对含水量、植株生物量以及根系体积、表面积、根尖数和分枝数;接种显著提高了各个盐浓度下植株生物量以及根系体积、表面积、根尖数和分枝数,重度胁迫(200 mM NaCl)下总根长和叶片相对含水量的增加显著。盐胁迫下,不接种植株叶片RpPIP1;1、RpPIP2;1、RpTIP1;1和RpTIP1;3以及根系RpPIP1;3、RpPIP2;1、RpTIP1;1、RpTIP1;3和RpTIP2;1的表达下调;接种植株中,叶片RpPIP2;1和RpTIP1;3以及根系RpTIP1;3的表达下调,叶片RpPIP1;1与根系RpPIP1;3、RpPIP2;1和RpTIP1;1的表达上调。接种AMF上调了中度胁迫(100 mM NaCl)下叶片RpPIP1;1和RpPIP1;3的表达和重度胁迫下根系RpPIP1;1、RpPIP1;3、RpPIP2;1和RpTIP1;1的表达。说明AMF可以提高盐胁迫下刺槐地上部分和根系的生长,并通过调节水孔蛋白基因的表达改善刺槐的水分状况。2.盐胁迫下AMF对刺槐光合作用及相关基因表达的影响对接种和不接种植株叶绿素含量、净光合速率、气体交换参数、水分利用效率、光系统II(PSII)的光化学效率以及光合作用相关基因(RppsbA、RppsbD、RprbcL和RprbcS)的表达进行比较,结果为:盐胁迫显著降低了接种、不接种植株的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率以及RppsbA、RppsbD和RprbcL的表达。此外,不接种植株PSII反应中心最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSII实际光化学量子产量(ΦPSII)、PSII有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)和光化学淬灭系数(qP)随着盐浓度升高显著降低,而接种植株中4个参数随着盐浓度升高没有显著变化。胁迫条件下,接种植株叶绿素a、b含量、净光合速率、Fv/Fm、ΦPSII、Fv′/Fm′和RppsbA的表达量显著高于不接种植株,胞间CO2浓度显著低于不接种植株;重度胁迫下,接种植株qP显著高于不接种植株,非光化学淬灭(NPQ)显著低于不接种植株。结果说明,盐胁迫下接种AMF可以降低盐胁迫对PSII反应中心的损伤,提高PSII的光化学效率和PSII反应中心驱动电子传递的能力,进而提高植株的光合能力。3.盐胁迫下AMF对刺槐营养吸收、离子平衡和膜转运蛋白编码基因表达的影响通过比较接种和不接种植株中大量元素、微量元素和Na的含量、K/Na、叶片Na/根系Na以及K/Na平衡相关的膜转运蛋白编码基因(RpSOS1、RpNHX1、RpHKT1和RpSKOR)的表达,得到结果:随着盐浓度升高,接种、不接种植株叶片、根系Na含量和叶片Na/根系Na显著升高,同时叶片、根系K/Na下降;接种AMF降低了胁迫条件下叶片Na含量和重度胁迫下叶片Na/根系Na,提高了非胁迫和中度胁迫条件下叶片K/Na。AMF对植株中大量元素N、P、K、Mg和微量元素Mn、Cu、Zn的含量也有不同程度提高,随着组织和胁迫程度的不同而不同。盐胁迫下调了接种、不接种植株叶片RpSKOR的表达,上调了二者根系RpSOS1的表达。接种AMF上调了胁迫条件下叶片和根系RpSKOR以及根系RpSOS1的表达;重度胁迫下,AMF上调了根系RpHKT1的表达。结果说明,AMF可以增加盐胁迫下刺槐对营养元素的吸收,并通过调控膜转运蛋白编码基因的表达减少Na的吸收和向地上部分的转运,促进了刺槐的离子平衡。4.盐胁迫下AMF对刺槐活性氧清除能力和抗氧化酶编码基因表达的影响对接种、不接种植株H2O2、MDA、抗坏血酸和谷胱甘肽含量、叶片相对电解质渗出率(REL)以及SOD、POD、CAT、APX、MDHAR、DHAR和GR活性进行比较,结果表明:盐胁迫显著提高了接种、不接种植株叶片、根系H2O2和MDA含量以及叶片REL。接种植株叶片REL在胁迫条件下显著低于不接种植株,H2O2和MDA的含量在重度胁迫下显著低于不接种植株;接种植株根中MDA含量与不接种植株没有显著差异,H2O2含量在胁迫条件下显著高于不接种植株。盐胁迫下,接种植株叶片SOD、CAT、APX、MDHAR、DHAR和GR的活性以及总、氧化型抗坏血酸和总、还原型、氧化型谷胱甘肽的含量均高于不接种植株;根系SOD和POD的活性高于不接种植株,APX和MDHAR的活性以及总、还原型、氧化型抗坏血酸和总谷胱甘肽的含量低于不接种植株。此外,AMF上调了叶片RpCu/Zn-SOD、RpMn-SOD、RpFe-SOD、RpAPX2和RpGR在重度胁迫下的表达,下调了根系RpCu/Zn-SOD在非胁迫和中度胁迫条件下的表达。研究结果说明,盐胁迫下接种AMF对刺槐抗氧化能力的提高主要体现在叶部,AMF通过上调叶片抗氧化酶编码基因的表达、提高大多数抗氧化酶的活性和抗坏血酸、谷胱甘肽的含量提高了叶片对活性氧的清除能力。