丛枝菌根真菌和糖醇螯合钙对‘红颜’草莓生长及果实贮藏性的影响

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‘红颜’草莓(Fragaria×ananassa Duch.cv.‘Benihoppe’)是目前我国栽培较为广泛的优良草莓品种,但草莓果实含水量高、组织柔软娇嫩、生产季节集中,采摘、运输、销售过程中易受机械损伤与微生物侵染,采后不易贮藏。因此,在减少果实质量损耗、维持果实风味和营养的前提下,提高果实的硬度对草莓的贮藏保鲜具有重要意义。钙是果实成熟软化过程中酶和辅酶的激活剂,施用外源钙可有效保持果实硬度、延缓软化和衰老。有研究表明不同种类外源钙能延缓苹果果实硬度下降,抑制细胞壁修饰酶活性,其中以糖醇螯合钙保持果实硬度的效果最为显著。但植物对钙的利用存在效率不高的问题,作为可持续园艺中植物-微生物互作的重要组成部分,丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能有效侵染草莓根系,促进水分和矿质营养吸收,包括促进Ca2+吸收。虽然已有不少研究报道了单独接种AMF或单独施用外源钙对草莓植株生长或果实品质的影响,但AMF对果实品质特别是采后贮藏品质的影响少见报道,对草莓外源钙处理的研究主要集中在采后施钙对果实贮藏品质的影响,采前施钙对果实贮藏品质影响的研究较少。施钙方式也多为喷施,钙肥种类主要是CaCl2、Ca(NO3)2等传统钙肥,采前根施外源钙对草莓植株生长和果实采后贮藏品质及软化效应的研究较少,且AMF与外源钙的互作效应研究结果不一致。因此,有必要研究菌根化草莓采前施用不同浓度糖醇螯合钙对植株生长和果实采后贮藏品质的影响,AMF与糖醇螯合钙之间是否存在协同互作,以及菌根化草莓苗的适宜施钙浓度。这对提高钙肥利用率、促进草莓提质增产、维持草莓采后商品性、延长货架期具有重要意义。在西南大学9号温室内开展盆栽试验,试验以‘红颜’草莓为供试植株,以和‘红颜’草莓共生效果较好的摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)为供试菌剂,以糖醇螯合钙(156.03g/L)为供试钙剂,研究单独施用不同浓度糖醇螯合钙、单独接种AMF以及接种AMF配施不同浓度糖醇螯合钙复合处理对‘红颜’草莓植株生长、矿质营养及结果情况、果实采后贮藏品质和细胞壁修饰酶关键基因表达四个方面的影响。试验设计接种AMF、不接种AMF两种菌剂处理方式,糖醇螯合钙设置4个浓度(0、0.10%、0.15%和0.20%),共8个处理,每处理重复3次,完全随机区组排列。主要结果如下:1.在无土栽培条件下,摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)能有效侵染‘红颜’草莓根系,0.20%糖醇螯合钙显著提升了菌根侵染率。2.单独接种AMF或AMF配施不同浓度糖醇螯合钙能在一定程度上促进草莓植株根系生长和地上地下部分生物量积累。与单独接种AMF相比,AMF与不同浓度糖醇螯合钙复合处理效果更好。复合处理条件下草莓植株光合能力增强,其中0.15%和0.20%浓度与AMF复合处理效果好于0.10%浓度。3.接种AMF或接种施钙复合处理显著提升了基质和植株矿质营养含量,特别是提高了果实全钙和水溶性钙含量。复合处理显著提高了草莓果实产量,其中以接种AMF配施0.20%糖醇螯合钙效果最佳。4.0.20%糖醇螯合钙或接种施钙复合处理显著提升了果实总酚和TSS含量,抑制了细胞壁降解相关酶活性,降低了贮藏期间的果重和硬度损失。复合处理好于单独施钙,其中AMF联用0.20%糖醇螯合钙效果较好。5.施钙和接种施钙复合处理下调了果胶降解和软化过程相关基因FaPG1和FaβGal4的表达,接种施钙复合处理上调或保持了参与细胞壁强化的基因FaPME1的表达。接种施钙复合处理对FaPG1和FaβGal4表达的抑制作用和对FaPME1表达的上调作用强于单独施钙处理,其中,AMF联合0.20%糖醇螯合钙对FaPG1和FaβGal4表达的抑制作用较强,AMF联合0.15%糖醇螯合钙对FaPME1表达的上调作用较强。
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