摘要：以紅樹植物尖瓣海蓮幼苗為研究對象，采用盆栽方法，研究叢枝菌根真菌（AMF）侵染后，不同濃度鹽脅迫對尖瓣海蓮幼苗氮、磷、鉀含量的影響。結(jié)果表明，鹽脅迫抑制尖瓣海蓮幼苗對營養(yǎng)元素氮、磷、鉀的吸收和積累，接種AMF后能提高幼苗對3種營養(yǎng)元素的吸收和積累，說明AMF對促進(jìn)幼苗生長和緩解鹽脅迫毒害有重要意義。

關(guān)鍵詞：叢枝菌根真菌（AMF）；尖瓣海蓮；鹽脅迫；氮；磷；鉀

中圖分類號：S606 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）17-4394-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.17.010

Abstract： Taking Bruguiera sexangula var. rhynchopetala as the research object， the effects of arbuscular mycorrhizal fungi（AMF） on the concentrations of nitrogen and phosphorus and potassium of mangrove Bruguiera sexangula var. rhynchopetala under salt stress were estimated by using pot-cultivated experiments. Results showed that， the salt stress had inhibited all the absorption and accumulation of nutrient elements N，P，K in Bruguiera sexangula var. rhynchopetala seedlings. However the opposite results could be found in the seedlings after inoculation of AMF. It showed that the AMF could promote seedlings` growth and alleviate the destruction of salt stress.

Key words： Arbuscular mycorrhizal fungi（AMF）； Bruguiera sexangula var. rhynchopetala； salt stress； nitrogen； phosphorus； potassium

叢枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi， AMF）是一種普遍存在的內(nèi)生共生菌，能與80%的陸生植物形成共生體[1]，AMF在鹽漬條件下與植物共生最早是在1928年由Mason提出[2]。AMF還具有提高植物對氮、磷、鉀的吸收，緩解鹽脅迫對其生長的影響[3-6]。隨著對紅樹植物與AMF共生的探究，其作用也越來越廣泛，研究其對提高紅樹植物耐鹽能力的作用和機(jī)制具有重要的生態(tài)學(xué)意義[7]。

紅樹林是生長在熱帶亞熱帶海岸潮間帶的木本植物群落，具有防風(fēng)消浪、促淤護(hù)岸、凈化生態(tài)環(huán)境和維護(hù)生物多樣性[8]等重要作用。尖瓣海蓮（Bruguiera sexangula var. rhynchopetala）是紅樹科木欖屬常綠喬木，高可達(dá)15 m，分布于海南島東海岸。目前，鹽脅迫對尖瓣海蓮生長的影響有少量研究，但關(guān)于AMF侵染尖瓣海蓮后可提高其耐鹽能力的研究還未見報(bào)道。本研究通過鹽脅迫下AMF對尖瓣海蓮幼苗氮磷鉀的吸收和積累情況來了解其緩解鹽脅迫的能力，為提高紅樹植物耐鹽性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1）試驗(yàn)所用尖瓣海蓮胚軸采自海南東寨港紅樹林保護(hù)區(qū)，挑選生長狀況良好的個(gè)體，用1%的次氯酸鈉溶液消毒5 min，再用清水和蒸餾水各沖洗3次。供試基質(zhì)采用高溫高壓滅菌過的河沙。試驗(yàn)在海南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，采用盆栽法，將胚軸插入完全Hoagland營養(yǎng)液生根和長葉培養(yǎng)，每7 d換營養(yǎng)液一次，待胚軸長出4片真葉后將小苗移到高溫高壓滅過菌的河沙和Hoagland營養(yǎng)液混合基質(zhì)中進(jìn)行培養(yǎng)[9]。

2）在東寨港紅樹林采集植物的細(xì)根和土壤，用樣品袋將根際土樣和根樣一起帶回實(shí)驗(yàn)室，并在 24 h內(nèi)對樣品進(jìn)行前處理。

1.2 叢枝菌根侵染

首先將采集的紅樹植物的根樣用自來水沖洗干凈，保存于FAA固定液中。選擇合適的根部，剪成約1 cm的根段，放入含有8%的KOH的錐形瓶內(nèi)，90 ℃水浴40 min，加2%的HCl酸化5 min，用0.01%酸性品紅乳酸甘油染色液在90 ℃水浴中染色約40 min，之后用水分色；挑取30條根段整齊擺放在載玻片上，滴加乳酸甘油，蓋上蓋玻片并小心壓片。在顯微鏡下觀察根段AMF侵染的情況[10]，侵染率在80%以上的根段剪碎保留。

采用根段侵染法將已充分形成菌根的根段剪成1 cm小段，每盆培養(yǎng)沙內(nèi)接種0.5 g新鮮根段，將含有AMF的根段埋于培養(yǎng)沙里，AMF即可侵染尖瓣海蓮幼苗根系。經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)，取尖瓣海蓮幼苗部分根段在顯微鏡下觀察菌根侵染情況。

1.3 試驗(yàn)方法

AMF侵染尖瓣海蓮幼苗后，將其移栽到經(jīng)高溫高壓滅菌的河沙中進(jìn)行培養(yǎng)，一周后開始進(jìn)行不同濃度的NaCl溶液脅迫處理，所加溶液體積剛好淹沒河沙基質(zhì)。試驗(yàn)設(shè)2因子（AMF和鹽分含量0%、1%、2%和3%）、2水平[AMF侵染組（AM）和無AMF侵染組（NAM）]兩個(gè)處理。每隔3d補(bǔ)充一次NaCl溶液，使河沙基質(zhì)含鹽量分別保持在0（不加NaCl的對照）、1%、2%、3%，脅迫時(shí)間為90d。

1.4 尖瓣海蓮幼苗全氮、全磷、全鉀含量測定

全氮采用FOSS 8400全自動(dòng)凱氏定氮系統(tǒng)[11]測定；全磷采用鉬銻抗分光光度法測定；全鉀采用火焰光度法[12]測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 10.0和Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，顯著水平設(shè)定為5%。

2 結(jié)果與分析

2.1 AMF對尖瓣海蓮幼苗侵染結(jié)果

在顯微鏡下觀察AMF在尖瓣海蓮幼苗根系上的侵染情況，并拍照記錄觀察到的典型AMF結(jié)構(gòu)（圖1）。

AMF侵染尖瓣海蓮幼苗后鹽脅迫前，囊泡侵染率為66.67%，菌絲侵染率為86.67%，總侵染率為93.33%。侵染率=侵染根段數(shù)量/根段總數(shù)量×100%

從表1可以看出，每個(gè)鹽濃度AMF都能成功侵染幼苗，最低侵染率為83.3%，達(dá)到試驗(yàn)要求。在鹽脅迫下，AMF對幼苗的侵染率隨著鹽濃度的增加而降低，在3%鹽濃度時(shí)侵染率為80%。

2.2 鹽脅迫下AMF對尖瓣海蓮幼苗全氮、全磷、全鉀含量的影響

在高鹽環(huán)境中尖瓣海蓮幼苗對氮磷鉀的吸收明顯下降，但在AMF侵染下尖瓣海蓮幼苗氮、磷、鉀元素含量較NAM組明顯增加。

2.2.1 鹽脅迫下AMF對尖瓣海蓮幼苗全氮含量的影響 從圖2可以看出，AMF侵染組（AM組）隨著鹽濃度的增加，尖瓣海蓮幼苗對氮元素的吸收呈升高—下降的趨勢，在鹽濃度增大時(shí)會(huì)抑制尖瓣海蓮幼苗對氮元素的吸收。無AMF侵染組（NAM組）的結(jié)果與AM組一致，但AMF侵染后幼苗對氮元素的吸收比無AMF侵染時(shí)吸收能力增強(qiáng)，且在2%和3%高濃度下AM組顯著高于NAM組（P<0.05）。

2.2.2 鹽脅迫下AMF對尖瓣海蓮幼苗全磷含量的影響 從圖3可以看出，AMF侵染組（AM組）隨著鹽濃度的增加，尖瓣海蓮幼苗對磷元素的吸收呈升高—下降趨勢，當(dāng)鹽度為3%時(shí)尖瓣海蓮幼苗對磷元素的吸收最低。無AMF侵染組（NAM組）的結(jié)果與AM組一致，但AMF侵染后幼苗對P吸收的強(qiáng)度比NAM組強(qiáng)，即AMF侵染可提高幼苗對P的吸收，在對照、1%、2%鹽濃度時(shí)AM組顯著高于NAM組（P<0.05）。同時(shí)，在濃度為3%時(shí)，AM組高于NAM組，但無顯著差異。

2.2.3 鹽脅迫下AMF對尖瓣海蓮幼苗全鉀含量的影響 從圖4可以看出，AMF侵染組（AM組）隨著鹽濃度的增加，尖瓣海蓮幼苗對鉀元素的吸收與對照組比較有所加強(qiáng)，但在3%鹽濃度時(shí)又降低。在1%、2%和3%鹽濃度下AM組顯著高于NAM組（P<0.05）。無AMF侵染組（NAM組）的結(jié)果與AM組一致，但3%濃度時(shí)明顯低于AM組，可見AMF侵染可提高幼苗對鉀的吸收。

3 小結(jié)與討論

氮磷鉀是植物生長所需的大量元素，而鹽分能降低植物對營養(yǎng)元素的吸收[13]。研究表明，鹽脅迫能降低植物體對氮元素的吸收和積累，這是因?yàn)樵邴}脅迫下大量鈉離子進(jìn)入植物體引起細(xì)胞膜去極化[14]。在本研究中，隨著鹽濃度的升高，尖瓣海蓮幼苗含氮量均顯著下降，說明鹽脅迫可抑制尖瓣海蓮幼苗對氮元素的吸收，從而影響了幼苗的生長。但在AMF侵染的AM組的幼苗全氮含量顯著高于無AMF侵染的NAM組，說明AMF能提高幼苗對氮元素的吸收，從而提高植物的抵逆性。

磷在植物體內(nèi)以多種形式參與植物的新陳代謝和生長發(fā)育[15]。土壤中全磷含量較高而有效磷含量較低，致使植物對磷的利用率大大降低，而AMF可以從土壤中吸收和轉(zhuǎn)化大量的磷元素，從而提高植物對磷的利用率，促進(jìn)植物生長[16]。本研究中，鹽脅迫下AMF侵染尖瓣海蓮幼苗后磷的含量顯著高于無AMF侵染的NAM組，這與前人的研究結(jié)果基本一致。

鉀在調(diào)節(jié)植物葉片、氣孔運(yùn)動(dòng)和維持滲透壓中起著重要作用。在鹽脅迫下植物最常見的元素缺乏為鉀和鐵等的缺乏[17]。前人在鹽脅迫下AMF對植物大量營養(yǎng)元素影響的研究主要集中在氮磷兩種元素上，對鉀元素的研究相對較少。本研究中，AMF對尖瓣海蓮幼苗鉀元素含量的影響，在3個(gè)鹽濃度下都較NAM組顯著提高，說明鉀元素也能夠抵抗鹽對其的毒害。

可見當(dāng)紅樹植物尖瓣海蓮根系存在AMF時(shí)，能提高尖瓣海蓮在鹽脅迫下的抗逆性，通過加強(qiáng)對營養(yǎng)元素氮磷鉀的吸收從而增強(qiáng)尖瓣海蓮在逆境下的生長，這對緩解鹽脅迫對尖瓣海蓮的毒害具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] SMITH S E，READ D J. Mycorrhizal symbiosis[M].San Diego： Academic Press，1997：302-305.

[2] MASON E.Note on the presence of mycorrhizae in the roots of salt-marsh plants[J].New Physiologist，1928，27：193-195.

[3] JAKOBEN I，GAZEY C，ABBOTT L K.Phosphate transport by communities of arbuscular mycorrhizal fungi in intactsiol cores[J].New Phytologist，2001，149（1）：95-103.

[4] EFROSYNI D，KARANIKA，ANDREAS P，et al. Arbuscularmycorrhizas contribution to nutrition， productivity， structureand diversity of plant community in mountainousherbaceous grassland of northern Greece[J].Plant Ecol，2008，199（2）：225-234.

[5] GEORGE E，MARSCHNER H，JAKOBSEN I. Role of arbuscularmyeorrhizal fungi in uptake of Phosphorus and nitrogenfrom soil[J].Critical Review of Biotechnology，1995，15（3）：257-270.

[6] FREY B，H SCHUEE P P. Acquisition of nitrogen by externalhyphae of arbuscular myeorrhizal fungi associated withZeamays L[J].New Phytologist，1993，124（2）：221-230.

[7] STREITWOLF ENGEL R，VANDER HEIJDEN M G A，WIEMKEN A，et al.The ecological significance of arbuscular mycorrhizal fungal effects on clonal reproduction in plants[J].Ecology， 2001，82（10）：2846-2859.

[8] DAS S，VINCENT JR. Mangroves protected villages and reduced death toll during Indian super cyclone[J].Proc Natl Acad Sci，2009，106：7357-7360.

[9] 劉潤進(jìn)，焦 惠，李 巖，等. 叢枝菌根真菌物種多樣性研究進(jìn)展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2009（9）：2301-2307.

[10] PHILLIPS J，HAYMAN D. Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapidassessment of infection[J].Transaction of the British Mycological Society，1970，55：158-160.

[11] LIMA，MONTENEGRO，PINTO A P.Determination of total nitrogen in food by flow injection analysis （FIA） with a potentiometric differential detection system[J].Fresenius' Journal of Analytical Chemistry，1999，364（4）：353-357.

[12] KIRK A B，SMITH E E，TIAN K，et al. Perchlorate in milk[J].Environmental Science Technology，2003，37（21）：4979-4981.

[13] 徐 靜，董寬虎，高文俊，等.叢枝菌根真菌提高植物耐鹽能力的作用機(jī)制[J].草業(yè)與畜牧，2010（6）：5-8.

[14] SUHAYDA C G，GIANNINI J L.BRISKIN D P，et al. Elestrostatic changes in Lycoperscion esculentum root plasma membrance resulting from salt stress[J].Plant Physiology，1990，93：471-478.

[15] FRIESEN D K，RAO I M，THOMAS R J，et al. Phosphorus acquisition and cycling in crop and pasture systems in low fertility tropical soils[J].Plant and Soil，1997，196（2）：289-294.

[16] 弓明欽，陳應(yīng)龍，仲崇祿. 菌根研究及應(yīng)用[M].北京：中國林業(yè)出版社，1996：103-107.

[17] SPICKETT C M，SMIRNOFF N，RATCLIFF R G. An in vivo nuclear magnetic resonance ivestigation of ion transport in maize（Zea mays） and spartina anglica roots during exposure to high salt concentrations[J].Plant Physiology，1993，102：629-638.