向嫘

長江大學園藝園林學院，湖北 荊州434025；長江大學根系生物學研究所，湖北 荊州 434025

陳新

(長江大學園藝園林學院，湖北 荊州434025)

劉春艷，吳強盛

長江大學園藝園林學院，湖北 荊州434025；長江大學根系生物學研究所，湖北 荊州 434025

菌根真菌和白三葉對枳碳水化合物積累的影響

向嫘

長江大學園藝園林學院，湖北 荊州434025；長江大學根系生物學研究所，湖北 荊州 434025

陳新

(長江大學園藝園林學院，湖北 荊州434025)

劉春艷，吳強盛

長江大學園藝園林學院，湖北 荊州434025；長江大學根系生物學研究所，湖北 荊州 434025

[摘要]以枳實生苗為試材，研究了叢枝菌根真菌Rhizoglomus intraradices和白三葉(Trifolium repens)對其葉片和根系葡萄糖、果糖和蔗糖含量的影響。結果顯示，白三葉顯著地提高了枳實生苗菌根侵染率。接種菌根真菌可顯著提高枳和白三葉葉片葡萄糖、果糖和蔗糖含量，而降低了枳根系葡萄糖、果糖和蔗糖含量，對白三葉根系碳水化合物含量沒有顯著影響；單獨的白三葉處理對枳根系果糖和蔗糖含量以及葉片蔗糖和葡萄糖含量有促進作用；同時，菌根真菌接種和白三葉處理對枳實生苗葉片和根系碳水化合物含量有明顯地促進效應。

[關鍵詞]叢枝菌根真菌；枳(Poncirus trifoliata)；白三葉(Trifolium repens)；葡萄糖；蔗糖

叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)能與80%陸生植物根系形成一種互利共生體——叢枝菌根(arbuscular mycorrhizas,AMs)。由于AMF是一種完全共生型真菌，自身不能制造碳水化合物，在促進宿主植物生長的同時，完全依賴宿主植物提供光合碳水化合物[1]。通常柑橘是淺根性植物，根毛數(shù)量少，主要依靠AMs的發(fā)達根外菌絲從土壤中吸收礦質養(yǎng)分和水分[2]。在同一個生態(tài)系統(tǒng)中，一種植物的根系被AMF侵染后，形成的發(fā)達根外菌絲同時能夠侵染相鄰的不同的植物種類或相同植物種類，從而在2個植物間形成菌根菌絲網絡[3]，該網絡可作為地下營養(yǎng)物質和信號傳導的通道[4,5]，并在水分和礦質養(yǎng)分循環(huán)與重新分布、植物之間競爭等方面發(fā)揮著重要的調控效應[6,7]。

生草栽培是柑橘園土壤管理的一種重要的模式，通常白三葉被用作生草植物，它可以改善果園小氣候，與土壤中根瘤菌共生固氮，與柑橘樹建立菌根菌絲網絡，以保持良好的土壤團粒結構、促進柑橘樹體對水分和養(yǎng)分的吸收[8]。此外，白三葉也用于AMF的繁殖宿主。研究已經證實，接種AMF可促進白三葉生長和其可溶性糖含量增加，也促進柑橘生長和果汁中可溶性糖的含量[9,10]。但是，在生草栽培條件下，AMs—柑橘—白三葉的共生體系中的碳水化合物變化還沒有相關研究。

鑒于此，本研究采用選用Rhizoglomusintraradices為AMF材料，白三葉(Trifoliumrepens)為生草植物，分析枳(PoncirustrifoliataL.Raf)實生苗根系、葉片中蔗糖、果糖、葡萄糖含量變化，以為進一步研究柑橘園生草栽培提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

以75%酒精消毒枳種子10min，播種于經高壓蒸汽滅菌處理的河沙中，在27/20°C(晝/夜)、740μmol/(m2·s)光量子密度、相對濕度80%的光照培養(yǎng)箱中催芽。選取無菌根的4葉齡枳實生苗移栽于塑料盆(11.5cm×8.5cm×14cm)中。在移栽的時候，Rhizoglomusintraradices的1300孢子與2.0 kg的栽培基質均勻地混合。不接種AMF的處理選用等量滅菌的接種體代替。移栽后3周，在枳實生苗根圍播種15粒白三葉種子，1周后間苗至10株白三葉/盆。試驗材料擺放在長江大學盆景園玻璃溫室內。試驗于2014年4月2日開始，2014年8月13日結束。

1.2試驗設計

試驗采用2×2雙因素試驗設計：AMF接種處理包括接種R.intraradices(+AMF)和不接種R.intraradices(-AMF)2個處理；白三葉處理分別為栽培白三葉(+WC)和不栽培白三葉(-WC)。試驗共4個處理，分別是：(1)不接種AMF，也不栽培白三葉(-AMF-WC)；(2)接種AMF而不栽培白三葉(+AMF-WC)；(3)不接種AMF，但栽培白三葉(-AMF+WC)；(4)接種AMF，也栽培白三葉(+AMF+WC)。每個處理重復4次，共16盆，隨機排列。

1.3測定方法

在接種處理133d后結束處理，收獲植株。將枳實生苗和白三葉分成地上部和地下部，于75℃烘干48h，然后研磨，過篩(1mm)。葉片和根系的葡萄糖、果糖和蔗糖采用80%的酒精提取，然后按照Wu等[2]描述的方法進行。

根系菌根侵染率采用曲利苯藍染色法[11]測定。

1.4統(tǒng)計分析

運用SAS(8.1)軟件的ANOVA對試驗處理間進行差異性測驗，采用鄧肯新復極差法(P<0.05)進行多重比較分析。

我國市場經濟的不斷發(fā)展，使高校的管理體制也從之前的以管為主逐漸向服務型管理模式轉變，但是，高校的很多管理體制仍舊存在較多的漏洞和弊端，這些問題的出現(xiàn)很難滿足新時代學生的管理需求。

2結果與分析

2.1白三葉對枳實生苗菌根侵染率的影響

不栽培白三葉的菌根化枳實生苗根系菌根侵染率為(45.0±5.5)%，菌根化根圍栽培白三葉后枳根系菌根侵染率達到(64.3±7.4)%，兩者間存在顯著差異(P<0.05)。說明白三葉顯著地促進了AMF對枳根系的侵染。

2.2不同處理對枳實生苗葉片和根系葡萄糖含量的影響

不同字母(a、b、c)表示不同處理之間差異顯著。圖2、圖3同。圖1　AMF和白三葉對枳實生苗根系和葉片中葡萄糖含量的影響

圖1顯示，與-AMF-WC處理相比較，-AMF+WC處理顯著地改變根系葡萄糖含量，+AMF+WC處理和+AMF-WC顯著地降低了根系葡萄糖含量，分別降低14%和21%。在葉片上，與-AMF-WC處理相比較，-AMF+WC、+AMF-WC和+AMF+WC處理均顯著地提高枳葉片葡萄糖含量，分別提高了21%、21%和42%。

2.3不同處理對枳實生苗葉片和根系果糖含量的影響

圖2　AMF和白三葉對枳實生苗根系和葉片中果糖含量的影響

圖3　AMF和白三葉對枳實生苗根系和葉片中蔗糖含量的影響

各處理的枳根系和葉片果糖含量見圖2。與-AMF-WC處理相比較，+AMF+WC處理顯著地增加了枳實生苗葉片和根系果糖含量，分別增加17%和96%；-AMF+WC 處理對枳實生苗葉片果糖含量沒有顯著影響，但顯著地增加了根系果糖含量，達55%；+AMF-WC處理對枳實生苗葉片果糖含量也沒有顯著的影響，但顯著地抑制了根系果糖含量，達63%。

2.4不同處理對枳實生苗葉片和根系蔗糖含量的影響

各處理對枳實生苗根系和葉片蔗糖含量的影響見圖3。與-AMF-WC處理相比較，+AMF+WC處理顯著提高了枳實生苗葉片和根系蔗糖含量，分別增加了67%和82%；-AMF+WC處理也對枳實生苗葉片和根系蔗糖含量有顯著地增加效應，分別提高了42%和25%； +AMF-WC處理顯著提高了枳實生苗葉片蔗糖含量(22%)，而顯著降低枳實生苗根系蔗糖含量(65%)。

不同字母(a、 b、 c)表示兩處理間差異顯著；不同字母(x、y、 z)表示同一處理間不同碳水化合物含量差異顯著。圖5同。圖4　AMF接種對白三葉葉片碳水化合物含量的影響

圖5　AMF接種對白三葉根系碳水化合物含量的影響

2.5AMF接種對白三葉碳水化合物含量的影響

4個處理中，只有+AMF+WC和-AMF+WC處理中有白三葉栽培，其他2個處理沒有定植白三葉。因此，白三葉碳水化合物含量只測定了+AMF+WC和-AMF+WC處理的植物。結果顯示，AMF接種對白三葉葉片葡萄糖、果糖和蔗糖含量沒有顯著的影響(圖4)，但顯著地增加了白三葉根系葡萄糖、果糖和蔗糖含量(圖5)。

3討論

本研究結果表明，白三葉對枳實生苗葉片和根系碳水化合物含量有一定的促進作用，這與吳強盛等[9]的研究結果一致。原因可能是白三葉為豆科作物，具有固氮作用，對枳實生苗碳水化合物具有一定促進作用。此外，白三葉也刺激了枳根系菌根侵染，導致了枳實生苗自身能夠更多地從根圍吸收水分和養(yǎng)分，從而更有利于宿主植物枳碳水化合物的合成。本研究結果還表明，+AMF-WC處理可明顯地促進枳實生苗葉片葡萄糖、果糖、蔗糖含量的積累，但這種促進效應在根系中消失，表現(xiàn)為抑制作用，這與鄒英寧等[12]的研究結果相似，可能是根系中存在著一個“菌根碳庫”，AMF的自身發(fā)育需要從根系中吸收碳水化合物，導致許多的根系碳水化合物被分解，供AMF吸收，從而降低了根系碳水化合物含量。在這個過程中，AMF主要吸收根系的葡萄糖，然而宿主植物為了維持其正常的葡萄糖濃度，將促使宿主植物根系蔗糖分解為葡萄糖[13]，導致本研究中+AMF-WC處理對枳根系蔗糖含量的降低效應要更高于根系葡萄糖。在本研究中，+AMF+WC處理對枳實生苗根系和葉片葡萄糖、果糖和蔗糖含量具有顯著的促進作用，其根系蔗糖含量比-AMF-WC處理的大約增加了1倍。這可能是由于接種AMF和栽培白三葉促進了枳實生苗根系生長，提高了葉片的光合作用，從而使得宿主植物碳水化合物通過長距離運輸轉運到根部。另一方面可能是由于菌根菌絲網絡的作用，它能夠同時消耗枳實生苗和白三葉的根部碳水化合物，從而導致枳實生苗根系碳水化合物維持一個較高的水平。

本研究結果表明，AMF接種對白三葉葉片葡萄糖、果糖和蔗糖含量沒有顯著地影響，但顯著地增加了根系葡萄糖、果糖和蔗糖含量。前人研究結果表明，AMF誘導的菌根菌絲網絡參與了植物間碳的轉運[3]。因此，更高的白三葉根系碳水化合物含量將有利于菌根菌絲網絡在白三葉和枳實生苗之間進行碳的轉移。。

總之，在柑橘園進行AMF接種和白三葉生草有利于柑橘樹的菌根侵染，且可以促進柑橘根系碳水化合物含量的積累，并存在白三葉根部碳水化合物經過菌根菌絲網絡轉移到柑橘樹根系中的可能性。

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[收稿日期]2016-01-07

[基金項目]長江大學根系生物學研究所開放基金項目(R201401)。

[作者簡介]向嫘(1987-)，女，碩士生，研究方向為菌根生理。通信作者：吳強盛，wuqiangsh@163.com。

[中圖分類號]S666

[文獻標識碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)15-0049-04

[引著格式]向嫘，陳新，劉春艷，等.菌根真菌和白三葉對枳碳水化合物積累的影響[J].長江大學學報(自科版) ，2016，13(15)：49～52,68.