李文彬，寧楚涵，李偉，李峰，郭紹霞*

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)菌根生物技術(shù)研究所，山東 青島 266109；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與林學(xué)院，山東 青島 266109)

隨著工業(yè)化和城市化進程的加快，加上煤礦等的開采以及工業(yè)“三廢”的排放、污水灌溉、化肥農(nóng)藥的不科學(xué)使用等問題導(dǎo)致土壤有機物污染日益嚴重，由此帶來的生態(tài)和食品安全等問題受到廣泛關(guān)注[1]。具有兩個以上苯環(huán)以稠環(huán)形式相聯(lián)合的化合物菲和芘屬于多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)，因其具有廣泛存在性、易富集和三致(致癌、致畸、致突變)效應(yīng)[2]，對人體造成了潛在危害[3-4]，已被各國列為優(yōu)先控制的有毒有害污染物。有研究發(fā)現(xiàn)，PAHs的濃度會影響植物的耐受力；高濃度下，PAHs可在植物根系表層形成膜狀物，阻止植物從土壤中吸收水分和礦質(zhì)元素，進而抑制植物生長，降低生物量[5]。Dupuy等[6]研究發(fā)現(xiàn)，在菲濃度高于50 mg·kg-1時玉米(Zeamays)植株生長受到嚴重抑制。芘、屈、苯并(b)熒蒽和苯并(k)熒蒽4種PAHs處理下可降低紫松果菊(Echinaceapurpurea)的株高和生物量；紫松果菊在PAHs總濃度為183.6 mg·kg-1時仍存活，并對PAHs污染土壤具有較強的耐性[7]?；谝陨涎芯?，增強植物抗性、穩(wěn)定被有機物污染的城市綠地系統(tǒng)，是值得探究的問題。其中，菌根真菌、細菌和植物聯(lián)合提高植物抗逆性、保持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)生產(chǎn)力的作用備受青睞[8-10]。

研究表明，一定種類的叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)和植物根圍促生細菌(plant growth-promoting rhizobacteria，PGPR)能互相促進對方的定殖和侵染，改善土壤理化特性和植物營養(yǎng)條件，促進植物生長并協(xié)同發(fā)揮生理生態(tài)效應(yīng)[11]。石油烴污染脅迫下，燕麥(Avenasativa)單獨接種PGPR粘質(zhì)賽氏桿菌(SerratiamarcescensBC-3)或與根內(nèi)根孢囊霉(Rhizophagusintraradices)混合接種處理下，植物表現(xiàn)出更好的生長；混合接種處理植株的鮮重和干重分別是未接種對照的1.5和1.4倍，燕麥葉片SOD、CAT和POD活性高于對照，且表現(xiàn)為PGPR和AMF共接種的植物酶活性最高[12]?？莶菅挎邨U菌(Bacillussubtilis)和地斗管囊霉(Funneliformisgeosporum)協(xié)同作用可以有效提高紅三葉(Trifoliumpratense)對石油污染脅迫的耐受性，單一接種或混合雙接種均能顯著增加紅三葉地上部和根系干重，可溶性糖含量和脯氨酸含量均顯著升高，葉片CAT、POD活性顯著升高，丙二醛含量明顯減少[13]。甲胺磷污染下，番茄(Lycospersiconesculentum)接種AMF摩西斗管囊霉(Funneliformismosseae)、幼套近明球囊霉(Claroideoglomusetunicatum)、PGPR枯草芽胞桿菌(Bacillussubtilis)、熒光假單胞菌(Pseudomonasfluorescens)后表明，接種摩西斗管囊霉顯著增加了根區(qū)土壤和根內(nèi)PGPR定殖數(shù)量，而熒光假單胞菌處理顯著提高了AMF侵染率，100 μg·g-1甲胺磷水平下，摩西斗管囊霉+熒光假單胞菌處理的番茄株高顯著高于其他處理，地上部干重最大，根系干重顯著高于對照、PGPR各處理和AMF處理[14]。

PAHs的環(huán)境污染[15]、轉(zhuǎn)移、降解[16-17]及對人和動物的危害一直是研究的熱點問題。關(guān)于植物的研究主要集中在植物修復(fù)、耐毒性和生理影響上，對植物生長以及光合特性的影響研究較少。高羊茅(Festucaelata)是中國北方典型冷季型城市草坪草，不僅適應(yīng)氣候能力強，而且具有較強的耐鹽堿、耐熱性等，在國內(nèi)城市草坪綠地中被廣泛采用[18-19]。研究表明，高羊茅接種摩西斗管囊霉并用不同濃度NaCl處理后能增加葉片抗氧化酶活性和抗氧化劑含量、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量；降低丙二醛和膜透性[20]；土壤壓實脅迫下，接種AMF處理的高羊茅葉片超氧化物歧化酶活性、過氧化物酶活性、過氧化氫酶活性、抗壞血酸過氧化物酶活性以及硝酸還原酶活性均不同程度高于對照，而丙二醛含量和葉片相對電導(dǎo)率低于對照，表明接種AMF能有效地增強高羊茅對土壤壓實的抵抗力，以混合雙接種摩西管柄囊霉+根內(nèi)根孢囊霉的效應(yīng)最大[21]。然而，有關(guān)AMF+PGPR對高羊茅生理適應(yīng)PAHs的作用機制了解甚少。本試驗在前期研究的基礎(chǔ)上，繼續(xù)選用高羊茅為試驗材料，從生理生態(tài)學(xué)角度研究接種AMF和PGPR后高羊茅對多環(huán)芳烴污染的適應(yīng)機制，為今后修復(fù)多環(huán)芳烴污染的研究提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試植物為高羊茅品種‘艾瑞3號’(購自山東中農(nóng)種業(yè)有限責任公司)。供試AMF菌種為變形球囊霉(Glomusversiforme，Gv)，PGPR細菌為熒光假單胞菌(Pseudomonasfluorescens，Ps2-6)。變形球囊霉為青島農(nóng)業(yè)大學(xué)菌根生物技術(shù)研究所自有，由三葉草擴繁，以保存于其根系及基質(zhì)中的孢子、菌絲和菌根根段為接種物(孢子密度380個/50 g，菌絲侵染率為65%)；熒光假單胞菌自三葉草和苜蓿根圍分離、鑒定和保存，采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基和無機鹽培養(yǎng)基培養(yǎng)PGPR菌種備用。供試土樣為121 ℃高溫高壓蒸汽滅菌2 h后的園土。于2018年4月上旬將高羊茅種子用10% H2O2浸泡10 min進行表面消毒，然后置于濾紙上晾干。將150粒高羊茅種子播種至上盆口直徑25 cm、下盆口直徑17 cm、高15 cm的塑料盆內(nèi)(每盆3 kg土)，根據(jù)溫室濕度、光照和溫度狀況進行人工調(diào)控。出芽前，每周澆2～3次水。根據(jù)培養(yǎng)基質(zhì)肥力水平和植株生長需要于中后期適當補充200 mL 30%的Hoagland營養(yǎng)液。土壤基本理化性質(zhì)：pH為6.86，有機質(zhì)含量5.4 g·kg-1，全氮含量1.2 g·kg-1，全磷含量0.4 g·kg-1，全鉀含量5.6 g·kg-1，堿解氮含量56.0 mg·kg-1，有效磷含量4.7 mg·kg-1，速效鉀含量50.2 mg·kg-1。

1.2 試驗方法

試驗于2018年4-6月在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室大棚內(nèi)進行，采用盆栽試驗，設(shè)菲和芘水平各0、50、100、150 mg·kg-1下，接種變形球囊霉、熒光假單胞菌以及二者混合接種和不接種對照(CK)，共16個處理，隨機排列，每個處理重復(fù)5次。將各0、50、100、150 mg·kg-1濃度菲和芘的丙酮溶液均勻噴灑在土壤表層，多次攪拌，過篩，混合均勻，放置于儲藏架上靜置7 d。接種AMF的劑量為12000接種勢[IP=N×W×K+S，IP為接種勢單位，N為單位長度根段內(nèi)含有的泡囊數(shù)量，W為根重(g)，K為單位質(zhì)量根系長度(cm)，S為單位質(zhì)量或體積接種劑內(nèi)孢子數(shù)量]，對照(CK)則接種等量滅菌接種物，以保持相同的其他根圍微生物區(qū)系環(huán)境。高羊茅出苗后2周接種PGPR每盆10 mL菌液(1×108cfu·mL-1)。

高羊茅種子用10% H2O2浸泡消毒10 min后置于濾紙上晾干。每盆播種50粒。用75%酒精溶液消毒盆栽容器。播種后出芽前，每周澆2次水，澆水均勻而充足。出芽后每7 d澆1次營養(yǎng)液，以保證養(yǎng)分供給，管理期間注意溫度、光照強度、通氣條件的控制，嚴禁積水。播種后3個月，植株高度約25 cm和密度為50%～80%時，測定各項指標。

1.3 指標測定

1.3.1AMF侵染率的測定 采集高羊茅須根系，洗凈，加入5% KOH溶液，80 ℃水浴5 min，清洗3次，加2% HCl浸泡5 min后，加入0.1%酸性品紅-乳酸甘油染色液，室溫下過夜，加乳酸脫色，制片鏡檢，計算菌根侵染率[22]。

菌根侵染率=∑(0×根段數(shù)+10%×根段數(shù)+20%×根段數(shù)+…+100%×根段數(shù))/總根段數(shù)
菌根依賴性=(接種處理干重-未接種處理干重)/接種處理干重×100%

1.3.2防御性酶活性的測定 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、過氧化氫酶(catalase，CAT)活性、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、丙二醛(malonaldehyde，MDA)含量的測定均采用王學(xué)奎[23]描述的方法。

1.3.3高羊茅光合參數(shù)的測定 選擇晴朗少云的天氣(9:30-11:30)用光合儀CIRAS-3(北京精測電子科技有限公司)測定葉片的氣體交換參數(shù)。測定凈光合速率(net photosynthetic rate，Pn)、蒸騰速率(transpiration rate，Tr)、氣孔導(dǎo)度(stomatal conductance，Gs)、細胞間隙CO2濃度(intercellular CO2concentration，Ci)等參數(shù)。

1.3.4葉綠素含量測定 用95%乙醇提取法測定高羊茅葉片葉綠素含量。

1.3.5葉綠素熒光測定 選擇晴朗少云的天氣(9:30-11:30)，用Pocket PEA熒光儀(北京精測電子科技有限公司)測定葉片的葉綠素熒光參數(shù)。葉片暗適應(yīng)30 min后，測定暗適應(yīng)后的光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)的最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)和PSⅡ潛在活性(Fv/Fo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003軟件對數(shù)據(jù)進行處理和繪圖，采用DPS 7.5和SPSS 11.5統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行差異顯著性檢驗(LSD法，α=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 菲和芘脅迫下AMF和PGPR對高羊茅葉綠素含量的影響

同一菲和芘濃度下，接種AMF和PGPR顯著增加了高羊茅葉片Chl(a+b)含量，不同接種間表現(xiàn)為變形球囊霉+熒光假單胞菌>熒光假單胞菌>變形球囊霉>CK，且差異顯著(P<0.05)。同一接種處理下，隨菲和芘濃度的增加，總?cè)~綠素(a+b)含量呈先增加后下降的趨勢，與Chl a和Chl b變化相同，Chl a/b有下降的趨勢。菲和芘100 mg·kg-1下，與CK相比，雙接種變形球囊霉+熒光假單胞菌處理的高羊茅葉片Ch(a+b)、Chl a和Chl b含量分別增加了51.8%、57.7%和41.7%，熒光假單胞菌處理下分別增加了41.5%、31.7%和58.3%，變形球囊霉處理下分別增加26.7%、 23.6%和31.9%(表1)。 由以上結(jié)果可知，接種熒光假單胞菌處理對總?cè)~綠素和葉綠素a、b含量增加優(yōu)于變形球囊霉，表明接種變形球囊霉和熒光假單胞菌均能不同程度促進菲和芘脅迫下高羊茅葉片光合色素合成，提高葉片葉綠素含量；菲和芘脅迫下雙接種變形球囊霉+熒光假單胞菌處理增加高羊茅葉綠素含量的效應(yīng)最大。菲和芘與接種處理對高羊茅葉綠素含量的影響無交互作用(P>0.05)。

表1 AMF和PGPR對高羊茅葉片葉綠素含量的影響Table 1 Effects of AMF and PGPR on the content of chlorophyll in leaves of F. elata

注：同列不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

Note： In each column, different lowercase letters mean significant difference among treatments (P<0.05). The same below.

2.2 菲和芘脅迫下AMF和PGPR對高羊茅葉綠素熒光參數(shù)的影響

同一菲和芘濃度下，雙接種變形球囊霉+熒光假單胞菌處理增加了高羊茅葉片PSⅡ潛在活性(Fv/Fo)，對高羊茅葉片PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)無顯著影響。隨菲和芘濃度的增加(0～100 mg·kg-1)，F(xiàn)v/Fm值和Fv/Fo值下降。接種AMF和PGPR后，F(xiàn)v/Fm值和Fv/Fo值呈增加的趨勢。100 mg·kg-1下，與CK相比，雙接種變形球囊霉+熒光假單胞菌處理的高羊茅葉片F(xiàn)v/Fm值和Fv/Fo值分別增加2.2%和8.8%；變形球囊霉處理下Fv/Fm值與對照無差異，F(xiàn)v/Fo值比CK增加32.9%；熒光假單胞菌處理下Fv/Fm值和Fv/Fo值分別比CK增加1.3%和5.9%(圖1)?？梢?，供試菲和芘所有濃度下，變形球囊霉和熒光假單胞菌處理不影響Fv/Fm值(P>0.05)。 接種熒光假單胞菌處理增加Fv/Fo值的效果大于變形球囊霉的處理。以上結(jié)果表明接種變形球囊霉和熒光假單胞菌均能不同程度提高Fv/Fo值，且共同接種處理的效果最大。方差分析表明菲和芘脅迫以及接種處理的交互作用對高羊茅葉綠素熒光參數(shù)無顯著影響(表2)。

圖1 菲和芘脅迫下AMF和PGPR對高羊茅PSⅡ最大光化學(xué)效率和潛在活性的影響Fig.1 Effects of AMF and PGPR on Fv/Fm and Fv/Fo of F. elata under phenanthrene and pyrene stress CK: 不接種對照Non-inoculation control； Gv：變形球囊霉G. versiforme； Ps2-6：熒光假單胞菌P. fluorescens；Gv+Ps2-6：混合菌種G. versiforme+P. fluorescens。不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。The different lowercase letters mean significant differences among treatments (P<0.05). The same below.

2.3 菲和芘脅迫下AMF和PGPR對高羊茅光合參數(shù)的影響

同一菲和芘濃度下，接種AMF和PGPR顯著增加了高羊茅葉片凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、胞間CO2濃度(Ci)和氣孔導(dǎo)度(Gs)。同一接種處理下，隨菲和芘濃度的增加，Pn、Tr、Ci和Gs均呈先增加后下降的趨勢。菲和芘100 mg·kg-1下，接種變形球囊霉處理的高羊茅葉片Pn、Tr、Ci和Gs分別增加2.9%、28.6%、1.1%和19.0%；接種熒光假單胞菌處理后分別增加35.3%、57.1%、2.9%和47.6%，雙接種變形球囊霉+熒光假單胞菌處理后分別增加70.6%、100.0%、4.5%和78.6%，以上結(jié)果表明雙接種處理的高羊茅光合參數(shù)高于變形球囊霉和熒光假單胞菌各處理(圖2)。上述表明，供試菲和芘所有濃度下，單一接種變形球囊霉或熒光假單胞菌處理均可增加植物的凈光合速率，以雙接種變形球囊霉+熒光假單胞菌處理的效應(yīng)最大，接種熒光假單胞菌處理增強光合作用的效應(yīng)大于變形球囊霉的處理。菲和芘處理與接種處理對高羊茅凈光合速率、氣孔導(dǎo)度以及胞間CO2濃度的影響存在交互作用(表2)。

2.4 菲和芘脅迫下AMF和PGPR對高羊茅生理的影響

同一菲和芘濃度下，雙接種變形球囊霉+熒光假單胞菌處理的高羊茅葉片SOD、CAT活性、可溶性糖和脯氨酸含量顯著高于對照，差異顯著；MDA含量顯著低于對照。隨菲和芘濃度的增加，SOD、CAT活性、可溶性糖含量先增加后減小，在100 mg·kg-1下達到最大，脯氨酸和MDA含量在菲和芘0～150 mg·kg-1濃度下一直增加。100 mg·kg-1下，與CK相比，雙接種變形球囊霉+熒光假單胞菌處理的高羊茅葉片SOD、CAT活性、可溶性糖、脯氨酸含量分別增加57.5%、54.6%、134.2%、176.0%，MDA含量下降46.0%；變形球囊霉處理下CAT活性與對照差異不顯著，SOD、可溶性糖、脯氨酸分別比CK增加33.0%、50.0%、8.3%，MDA下降23.6%；熒光假單胞菌處理下SOD、CAT、可溶性糖、脯氨酸分別比CK增加37.6%、9.0%、139.5%、72.9%，MDA下降29.2%(表3)。綜上，供試菲和芘所有濃度下，單一接種變形球囊霉或熒光假單胞菌處理均可增加菲和芘脅迫下植物的抗氧化酶活性，以雙接種變形球囊霉+熒光假單胞菌處理的效應(yīng)最大，接種熒光假單胞菌處理提高抗氧化酶活性的效果大于變形球囊霉的處理。方差分析表明菲和芘脅迫以及接種處理的交互作用對高羊茅SOD、CAT、可溶性糖和脯氨酸含量有極顯著影響(表2)。

圖2 菲和芘脅迫下AMF和PGPR對高羊茅Pn、Tr、Ci和Gs的影響Fig.2 Effects of AMF and PGPR on Pn、Tr、Ci and Gs of F. elata under phenanthrene and pyrene stress

2.5 菲和芘脅迫下AMF和PGPR對高羊茅生長和菌根侵染率的影響

同一菲和芘濃度下，接種AMF和PGPR顯著增加了高羊茅株高和地上鮮重。隨菲和芘濃度的增加，高羊茅株高和地上鮮重呈先增加后下降的趨勢，且在100 mg·kg-1菲和芘濃度下達到最大值。菲和芘100 mg·kg-1下，與對照相比，雙接種變形球囊霉+熒光假單胞菌處理的高羊茅株高和地上鮮重分別提高63.0%和69.6%(表4)。同一菲和芘濃度下，接種PGPR顯著增加了高羊茅根系侵染率。隨菲和芘濃度的增加，對AM真菌侵染率無明顯影響。菲和芘100 mg·kg-1下，雙接種變形球囊霉+熒光假單胞菌處理的高羊茅根系侵染率最高為48.4%；單接種變形球囊霉處理的侵染率達46.4%(圖3)。說明供試條件下AMF與高羊茅可建立一定的共生關(guān)系，接種PGPR可促進AMF的定殖?？梢?，供試菲和芘所有濃度下，單一接種變形球囊霉或熒光假單胞菌處理均可增加菲和芘脅迫下植株的生物量，以雙接種變形球囊霉+熒光假單胞菌處理的促進效應(yīng)最大。方差分析表明菲和芘脅迫以及接種處理的交互作用對高羊茅株高和地上鮮重有顯著影響(表2)。

表2 菲和芘脅迫下高羊茅各指標方差分析Table 2 Correlation analysis of F. elata under phenanthrene and pyrene stress (PAHs)

注：NS表示不顯著；*表示在P<0.05水平差異顯著；**表示在P<0.01水平差異極顯著。

Note： NS means no significant difference；*means significant difference atP<0.05 level； **means extremely significant difference atP<0.01 level.

表3 菲和芘脅迫下AMF和PGPR對高羊茅生理的影響Table 3 Effects of AMF and PGPR on physiology of F. elata under phenanthrene and pyrene stress

圖 3 不同處理下高羊茅根系叢枝菌根真菌侵染的情況 Fig.3 Mycorrhizal colonization of F. elata roots under different treatments

處理Treatments菲和芘濃度Phenanthrene and pyrene potency (mg·kg-1)株高Plant height(cm)地上鮮重Fresh weight(g·plant-1)菌根侵染率Colonization(%)菌根依賴性Mycorrhizal dependency(%)不接種對照Non-inoculation control018.7±0.3h0.22±0.01hi--5016.2±0.6i0.23±0.01ghi--10019.2±0.4gh0.23±0.01ghi--15015.8±0.8i0.18±0.01j--變形球囊霉G. versiforme019.9±0.4fg0.27±0.02ef41.4±3.4b5.5±0.4f5020.2±0.5f0.26±0.01efg38.6±2.5bc3.4±0.6f10021.3±0.6e0.29±0.01de46.4±1.8a10.1±0.5e15018.9±0.9h0.21±0.01ij35.3±0.9c12.6±0.5d熒光假單胞菌P. fluorescens023.3±0.5de0.31±0.01cd--5023.4±0.9d0.27±0.01ef--10025.7±0.7c0.33±0.01bc--15016.7±0.4i0.27±0.05ef--混合菌種G. versiforme+P. fluorescens028.7±0.3b0.32±0.01cd45.3±1.2a16.9±1.4c5030.5±0.5a0.36±0.01ab46.7±1.6a22.8±1.6b10031.3±0.4a0.39±0.02a48.4±3.4a25.7±2.4a15021.7±0.2e0.25±0.05fgh37.5±1.5c13.0±1.5d

3 討論

研究表明叢枝菌根真菌或根圍促生細菌單獨接種均能促進多環(huán)芳烴脅迫下植物的生長[24]。菲和芘不同濃度脅迫下，接種變形球囊霉和熒光假單胞菌均促進高羊茅生長，同時有助于增強光合作用，但雙接種變形球囊霉和熒光假單胞菌對高羊茅株高、生物量、葉綠素含量、葉綠素熒光Fv/Fm值和Fv/Fo值以及光合特性的提高效果優(yōu)于單獨接種變形球囊霉或熒光假單胞菌的效果(表1～4)。本試驗表明低濃度菲和芘(0～100 mg·kg-1)下高羊茅葉綠素含量增加，而高濃度(150 mg·kg-1)下則降低，這可能是植物受到低濃度菲和芘的刺激作用促進葉綠素的合成；而高濃度下，植株生理代謝紊亂，葉綠素的合成途徑受到阻礙，酶活性比例失調(diào)，或葉綠素快速分解，植株失綠[25]。葉綠素含量的降低，阻礙光合色素和光合成電子成分傳遞，從而導(dǎo)致高羊茅葉片氣孔阻力增加，CO2進入氣孔受阻，細胞間CO2濃度下降，葉片蒸騰速率和凈光合速率下降，光合作用降低，進而抑制植株的生長。環(huán)境脅迫對植物的最直接影響是生長狀況不良，大部分的植物對PAHs具有一定的最大耐受量，低濃度PAHs下，植物的不受影響或者影響較小，甚至刺激植物生長，而較高濃度植物生長受阻[26]。接種AMF和PGPR處理提高葉綠素含量、增強光合作用和生物量增加，這與AMF的菌絲與高羊茅根系結(jié)合擴大了根系的吸收面積、PGPR促進AMF對根系的侵染、增強N等礦質(zhì)元素的吸收面積和轉(zhuǎn)化能力不無關(guān)系[27-28]；另外接種AMF和PGPR能通過菌絲吸附菲和芘，促進高羊茅根系對菲和芘的吸收，緩解植物脅迫與損傷，從而有利于植株的生長發(fā)育。 葉綠素熒光參數(shù)表現(xiàn)植物葉片在光合作用過程中光系統(tǒng)對光能的吸收、傳遞、耗散、分配等[29]。Fv/Fm值、Fv/Fo值是反映植物光抑制的重要指標。本試驗菲和芘0～100 mg·kg-1下，F(xiàn)v/Fm值和Fv/Fo值下降幅度降低，說明菲和芘脅迫下高羊茅葉片發(fā)生了光抑制現(xiàn)象；150 mg·kg-1菲和芘脅迫下與對照差異不顯著，可能是由于在室內(nèi)光環(huán)境相對較弱造成的。接種AMF和PGPR后對Fv/Fm影響不顯著，F(xiàn)v/Fo顯著升高，說明接種處理能夠增強植物葉片在光合過程中的傳遞等。在自然條件下有關(guān)菲和芘脅迫引起高羊茅光抑制的機制及原因有待進一步試驗證明。

細胞膜能夠調(diào)節(jié)和控制植物細胞內(nèi)外環(huán)境之間的物質(zhì)運輸和交換，在菲和芘脅迫下，植物體內(nèi)會產(chǎn)生較多的O2-、過氧化物和含氧自由基等，其不斷積累會造成細胞膜脂過氧化，產(chǎn)生大量的MDA[30]，同時植物體內(nèi)存在著清除活性氧的關(guān)鍵酶(SOD、CAT等)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)(可溶性糖、脯氨酸等)等能夠維持細胞膜結(jié)構(gòu)的完整性，減輕活性氧自由基對細胞膜的傷害[31]。本試驗觀測到，與不施加菲和芘的對照相比，隨著菲和芘濃度的增加，高羊茅葉片SOD、POD、可溶性蛋白含量先升高后下降，丙二醛和脯氨酸則逐漸升高，這與劉靜等[32]的研究在菲和芘脅迫下互花米草(Spartinaalterniflora)抗氧化酶活性高于對照的結(jié)果一致，表明高濃度菲和芘脅迫下，細胞中活性氧自由基積累到一定程度，會使抗氧化酶的結(jié)構(gòu)破壞或活性降低。接種AMF和PGPR均能緩解菲和芘脅迫，高羊茅葉片的SOD、CAT、可溶性糖和脯氨酸含量顯著提高，MDA含量顯著降低；雙接種AMF+PGPR優(yōu)于單獨接種的效果可能是因為AMF自身繁殖和生長除依靠與植物根系形成共生體外，其外生菌絲也可以吸收有機污染物轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水或作為養(yǎng)分，同時外生菌絲能不斷延伸并產(chǎn)生龐大的菌絲網(wǎng)絡(luò)，通過菌絲網(wǎng)絡(luò)強大的吸附能力與橋梁作用來吸收土壤中的菲和芘；而PGPR與植物構(gòu)建的共生體系通過生物代謝消耗、氧化還原、生物浸取、螯合、分泌表面活性劑、分泌胞外聚合物、影響有機物轉(zhuǎn)運等途徑吸附土壤中的菲和芘。植物與AMF結(jié)合形成的共生體能夠幫助植物從土壤中吸收利用營養(yǎng)物質(zhì)和水分，加強了對氧自由基的清除能力，減緩活性氧對植物體內(nèi)的傷害和膜脂過氧化程度，提高了高羊茅的抗逆性，進而影響植物根圍微生物群落組成，而AMF和PGPR組合能夠促進PGPR的定殖，同時PGPR能夠促進AMF的孢子發(fā)育，增加侵染位點數(shù)以及侵染率，促使泡囊叢枝結(jié)構(gòu)的形成。因此，在菲和芘脅迫下雙接種AMF+PGPR能夠達到更大的效果。

4 結(jié)論

綜上所述，接種AMF和PGPR可提高菲和芘脅迫下高羊茅葉片的葉綠素含量、抗氧化酶活性，降低MDA含量，增加葉片凈光合速率、蒸騰速率和胞間CO2濃度，顯著增加植株的生物量。說明AMF和PGPR可以通過提高菲和芘脅迫下高羊茅葉片葉綠素含量和抗氧化能力，來增強植物光合作用能力和降低膜脂過氧化水平，從而緩解菲和芘脅迫對高羊茅造成的傷害，促進植物生長，提高植株的生物量。調(diào)控高羊茅在菲和芘脅迫下的基因表達以及AMF、PGPR與高羊茅對菲和芘污染土壤的遺傳適應(yīng)機制等有待進一步深入研究。