潘傳威，劉小芳，屈鵬飛，吳強(qiáng)盛(長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北荊州434025）

溫度脅迫是植物經(jīng)常遭受的一種非生物學(xué)脅迫，它能?chē)?yán)重地抑制作物的生長(zhǎng)，影響植物的自然分布。作為南方重要果樹(shù)之一的柑橘，目前也面臨著溫度脅迫。柑橘的最適宜生長(zhǎng)溫度是22～30℃[1]，然而在夏季柑橘通常面臨持續(xù)高溫(35～42℃），或者在冬季遭受持續(xù)低溫雨雪冰凍災(zāi)害天氣(如2008年1～2月）。因此，提高柑橘的抗溫度脅迫能力顯得非常重要。

叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi）是一類(lèi)土壤習(xí)居菌，能與80%的高等植物根系建立互惠共生體——叢枝菌根(arbuscular mycorrhiza）[2]。有研究[3]表明，叢枝菌根真菌能夠改變植物對(duì)溫度脅迫的響應(yīng)。在草莓上接種Gigasporamargarita、Glomusfasciculatum、G．mosseae、G．sp．和G．a(chǎn)ggregatum后，觀察到在高溫條件下(＞35℃）菌根化的草莓植株生長(zhǎng)健壯。在玉米上，接種叢枝菌根真菌能通過(guò)改變植物的水分狀況、碳水化合物、抗氧化酶活性從而增強(qiáng)玉米的抗低溫能力[4-5]。這些研究充分表明，叢枝菌根真菌接種對(duì)于增強(qiáng)寄主植物的抗溫度脅迫能力具有一定的潛能。

本研究的目的是探討叢枝菌根真菌對(duì)柑橘砧木枳 [Poncirustrifoliata（L．）Raf．]根系抗氧化能力的影響，從而為叢枝菌根真菌應(yīng)用于柑橘抗溫度脅迫提供前期基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)材料

植物材料選用枳；供試叢枝菌根真菌為摩西球囊霉Glomusmosseae[菌種編號(hào)：BGC 501（XG-01）]，由北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源研究所 “中國(guó)叢枝菌根真菌種質(zhì)資源庫(kù)(BGC）”提供。

2009年3月20 日，取枳種子，播種于裝有預(yù)先經(jīng)過(guò)高壓蒸氣滅菌(121℃，2h）的土、蛭石、珍珠巖的混合基質(zhì)(5∶2∶1）的試驗(yàn)用盆(上口內(nèi)徑18cm、底內(nèi)徑12cm、高13cm）內(nèi)，在長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院塑料溫室進(jìn)行。

1．2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用2×3兩因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。因素一為G．mosseae接種和不接種，處理的每盆15g菌劑。因素二為3個(gè)不同的溫度，分別是15℃(低溫）、25℃(適溫）、35℃(高溫）。試驗(yàn)共6個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，共18盆，每盆3株枳實(shí)生苗，完全隨機(jī)排列。溫度處理在3個(gè)可控的生長(zhǎng)培養(yǎng)箱(PQX，寧波萊福科技有限公司）內(nèi)進(jìn)行。為了避免培養(yǎng)箱對(duì)試驗(yàn)的影響，每周輪流對(duì)換1次。植物生長(zhǎng)的條件控制在16h／8h（白天／黑夜），80%空氣相對(duì)濕度，1700lx光強(qiáng)度。于2009年6月8日開(kāi)始溫度脅迫，2009年8月15日結(jié)束處理。

1．3 測(cè)定方法

選取1～2cm長(zhǎng)的根段，依照吳強(qiáng)盛等[6]的方法測(cè)定菌根侵染率；過(guò)氧化氫酶(CAT）活性采用高錳酸鉀滴定法[7]測(cè)定，超氧化物歧化酶(SOD）活性采用氮藍(lán)四唑法[7]測(cè)定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250法[7]測(cè)定。運(yùn)用SAS（8．1）軟件的ANOVA作差異性的測(cè)驗(yàn)，采用LSD法進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 溫度脅迫對(duì)枳菌根侵染率的影響

從圖1可以看出，與適溫相比，高溫和低溫都顯著地抑制了菌根侵染率，而且高溫下的枳菌根侵染率也顯著地高于低溫下的。

圖1 溫度脅迫對(duì)枳菌根侵染率的影響

2．2 溫度脅迫下叢枝菌根真菌對(duì)枳根系可溶性蛋白含量的影響

由圖2可知，在溫度脅迫下根系可溶性蛋白含量受叢枝菌根真菌的影響較大。高溫或者低溫對(duì)菌根化和非菌根化根系可溶性蛋白含量沒(méi)有顯著影響。但在低溫、適溫、高溫3個(gè)溫度下，菌根化根系可溶性蛋白含量均顯著高于非菌根化根系的。

圖2 溫度脅迫下叢枝菌根真菌對(duì)枳根系可溶性蛋白含量的影響

2．3 溫度脅迫下叢枝菌根真菌對(duì)枳根系SOD活性的影響

由圖3可知，溫度脅迫對(duì)枳根系SOD活性有影響，表現(xiàn)在低溫、高溫均抑制了菌根化和非菌根化根系SOD活性，其中在非菌根化根系上更顯著。在相同溫度條件下，只有高溫和低溫條件下菌根化枳根系具有顯著更高的SOD活性，而適溫下沒(méi)有顯著差異。

圖3 溫度脅迫下叢枝菌根真菌對(duì)枳根系SOD活性的影響

2．4 溫度脅迫下叢枝菌根真菌對(duì)枳根系CAT活性的影響

由圖4中可以看出，與適溫相比較，低溫或者高溫均顯著地增強(qiáng)了菌根化和非菌根化枳根系CAT活性，而且高溫條件下的枳根系CAT活性均顯著高于適溫和低溫條件下生長(zhǎng)的枳根系CAT活性。在相同溫度條件下，菌根化枳根系較非菌根化枳根系均具有顯著高的根系SOD活性。

3 討論

已有的研究表明，土壤溫度是影響叢枝菌根真菌侵染宿主植物的主要因素[2，8]。在恒定的溫度下，蘆筍接種G．etunicatum菌根侵染率最高發(fā)生在25℃，接種Gigasporamargarita發(fā)生在25～30℃[9]。Schenck等[10]報(bào)道，大豆的最高侵染率、產(chǎn)孢率和最大促進(jìn)宿主生長(zhǎng)的最適溫度為30℃。本研究結(jié)果表明，高溫或低溫均顯著抑制叢枝菌根真菌對(duì)枳根系的侵染，且高溫下的菌根侵染率要顯著高于低溫下的。暗示低溫較高溫而言更顯著抑制了枳菌根侵染率。這可能是因?yàn)榈蜏匾种屏司婢咦用劝l(fā)。

圖4 溫度脅迫下叢枝菌根真菌對(duì)枳根系CAT活性的影響

本研究結(jié)果表明，在低溫或高溫條件下，接種叢枝菌根真菌均顯著提高了枳根系可溶性蛋白含量、SOD和CAT活性。這與前人[11-13]在干旱條件下或者鹽脅迫下的柑橘植物接種叢枝菌根真菌獲得的研究結(jié)果一致。在溫度脅迫下，菌根化枳根系擁有更高的可溶性蛋白含量、SOD和CAT活性，這表明菌根化柑橘根系具有更高的抗氧化能力，從而一定程度上增強(qiáng)菌根化柑橘的抗溫度脅迫能力。此外，菌根對(duì)抗氧化酶的影響可能主要與菌根侵染率或叢枝數(shù)有關(guān)，與侵入點(diǎn)和泡囊數(shù)無(wú)關(guān)[14]。

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