王亞晶，郝莎莎,2，衛(wèi)旭芳，李 洋，張綏林，蘇淑釵，侯智霞*

(1 北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院省部共建森林培育與保護(hù)重點實驗室，北京 100083；2 太原市國土綠化中心，太原 030012)

文冠果(XanthocerassorbifoliaBunge.)又名木瓜，為無患子科文冠果屬落葉喬木或灌木，是中國北方很有發(fā)展前途的木本油料植物[1]。文冠果花、葉可制作茶葉，具有降血壓的功效；種仁含油率高達(dá)55%～67%，且其中的不飽和脂肪酸比例高[2-3]，是一種高檔木本食用油[4-5]，同時，文冠果油也可生產(chǎn)生物柴油、汽油等，以其加工制成的生物柴油被認(rèn)為是中國 21 世紀(jì)最具潛力的可再生綠色能源，可作為高級潤滑油、增塑劑、化妝品、食品添加劑等工業(yè)原料[6]。另外，文冠果果殼、果柄的提取物可以增強(qiáng)記憶力，預(yù)防和治療老年癡呆癥，還可以調(diào)節(jié)血脂、血壓，軟化血管，預(yù)防心腦血管等疾病[7]。

植物寄生線蟲是危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素之一[8]。全世界每年由線蟲危害而造成的農(nóng)業(yè)損失高達(dá)上千億美元[9]。根結(jié)線蟲(Meloidogyneincognita)寄主范圍很廣，超過3 000種植物，分屬于114科，遍及糧食、油料、煙草、果樹、蔬菜、花卉等，而在文冠果中根結(jié)線蟲相關(guān)研究尚不多見。明確根結(jié)線蟲對文冠果苗木養(yǎng)分分布特性的影響，能夠為了解根結(jié)線蟲對文冠果苗木養(yǎng)分吸收、利用、運轉(zhuǎn)及生長發(fā)育特性的影響提供重要的理論依據(jù)，增強(qiáng)文冠果苗木生產(chǎn)中對于線蟲危害的預(yù)防和管理，減少損失。

根結(jié)線蟲的侵害目標(biāo)是寄主植物當(dāng)年生新根，并在根尖建立取食位點，一方面根系受害后吸收礦質(zhì)元素的能力減弱，影響到各器官的生長發(fā)育進(jìn)程[10]；另一方面根結(jié)形成后成為根系上新的養(yǎng)分庫，與其他器官間存在營養(yǎng)競爭關(guān)系，根結(jié)線蟲侵染植物時分泌酶以及其他活性物質(zhì)等促使巨細(xì)胞的形成與發(fā)育，巨細(xì)胞為根結(jié)線蟲提供養(yǎng)分，有利于線蟲的發(fā)育。使這種競爭偏向于根結(jié)，保證其生長繁殖對營養(yǎng)元素的需求，同樣影響植物各器官的生長發(fā)育，但一般根系受到的影響最明顯。根結(jié)破壞植物根部的維管組織，電解質(zhì)滲透率增大，根系活力下降，使根系吸收能力受到了一定的影響并阻礙水分和養(yǎng)分在植物體內(nèi)的正常運輸，影響植物的正常代謝，進(jìn)而影響了植物的生長發(fā)育[11]。根結(jié)線蟲的侵染會刺激寄主根系形成巨細(xì)胞，根系重量明顯增加，這也是根結(jié)線蟲引起植株生長指標(biāo)變化的最典型特征[12]，根結(jié)線蟲一方面通過分泌信號物質(zhì)干擾根系正常的代謝活動，打破原有代謝平衡；另一方面改變根系內(nèi)基因表達(dá)進(jìn)程，從根本上為其建立穩(wěn)固的寄生關(guān)系服務(wù)[13]。

植物根系是礦質(zhì)元素吸收和運輸?shù)闹饕鞴伲瑢τ谥参锏纳L發(fā)育有重要的作用。在前期研究過程中，作者發(fā)現(xiàn)文冠果苗木根系有不同程度根結(jié)線蟲侵染現(xiàn)象。當(dāng)前關(guān)于文冠果研究主要集中在鹽脅迫、抗旱、抗?jié)?、需水、需肥等方面[14-16]，根結(jié)線蟲對文冠果苗木生長發(fā)育和生理代謝的影響尚不清楚。本研究針對受不同程度根結(jié)線蟲侵染的文冠果1年生苗木，分析了苗木的生長發(fā)育以及主要礦質(zhì)養(yǎng)分在苗木中的分布特性，并明確了不同礦質(zhì)元素與線蟲侵染的關(guān)聯(lián)關(guān)系，旨在為進(jìn)一步明確根結(jié)線蟲對文冠果苗木生長發(fā)育特性的影響提供重要的理論基礎(chǔ)，以利于文冠果苗木生產(chǎn)中對線蟲危害的預(yù)防和管理。

1 材料和方法

1.1 研究地概況

研究區(qū)位于山東省濰坊市，地處北溫帶季風(fēng)區(qū)，四季分明，年均溫可達(dá)12.3 ℃，年均降水量在650 mm左右。土壤養(yǎng)分中全氮含量約1.3～2.1 mg/g,全磷含量約4.07～4.43 mg/g，全鉀含量約15.7～20.46 mg/g，鈉含量0.8～0.9 mg/g、鎂含量4.02～4.70 mg/g、鈣含量17.7～20.07 mg/g。

1.2 研究材料

于2019年10月采集山東省濰坊市文冠果基地不同程度線蟲侵染的文冠果一年生實生苗，并根據(jù)病害嚴(yán)重度分級標(biāo)準(zhǔn)[8]進(jìn)行分級(按照根結(jié)發(fā)生情況分級)。其中， 0 級，根系上無根結(jié); 1 級，輕度感染，僅有少量的小根結(jié)，根結(jié)率在3.0%及以下；2級，根結(jié)率為3.1%～25%; 3級，根結(jié)較多，根結(jié)率為25.1%～50%；4級，在根結(jié)上有再次根結(jié)，50.1%～75%根系有根結(jié)；5級，根結(jié)相互連接成根結(jié)團(tuán)塊，75%以上根系有根結(jié)。最終，將本研究中的文冠果植株分為0級(對照組，根系上無根結(jié))、2級(根結(jié)率為3.1%～25%)、3級(根結(jié)較多，根結(jié)率為25.1%～50%)、4級(在根結(jié)上有再次根結(jié)，根結(jié)率為50.1%～75%)4個級別(圖1)。采集不同線蟲侵染程度的文冠果苗木為試驗材料。

圖1 文冠果苗木根結(jié)發(fā)生狀況等級Fig.1 Occurrence grade of root knot of Xanthoceras sorbifolia seedlings

1.3 研究方法

隨機(jī)選取不同線蟲侵害程度的文冠果苗木，0～4級每個級別選取15株，重復(fù)3次，共取苗木180株，分為12組樣本。將每個重復(fù)(每組樣本)的15株苗木分別分為根、莖、葉三部分。選取部分根系樣品經(jīng)FAA固定(具有根結(jié)的根中選取根結(jié)中直徑最大處，無根結(jié)根部選取其直徑與根結(jié)相近的部位進(jìn)行取樣和觀察)，制作石蠟切片[17]，用于根部解剖結(jié)構(gòu)觀察；將根部剩余樣品與莖、葉樣品置于105 ℃烘箱中殺青30 min，然后80 ℃下烘干至恒重，將樣品粉碎后用于礦質(zhì)元素的測定。

精確稱取烘干樣品0.2 g，經(jīng)濃H2SO4-H2O2消煮后，用連續(xù)流動分析儀測定氮、磷元素含量；再精確稱取樣品0.2 g，經(jīng)HNO3-HClO4消煮后，用原子吸收光譜儀分別測定鉀、鈣、鈉、鎂、鐵、錳、鋅、銅元素含量[18]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 17.0整理分析數(shù)據(jù)，用Excel 2007作圖, 對文冠果株高、地徑、礦質(zhì)元素含量等數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析(ANOVA)，采用Duncan新復(fù)極差測驗法(P<0.05)進(jìn)行顯著性分析。另外，使用 R語言4.0.5版本軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，以探究根結(jié)線蟲發(fā)生嚴(yán)重程度與文冠果幼苗根部、莖部、葉部各礦質(zhì)元素含量的相關(guān)關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 線蟲侵染對文冠果根系解剖結(jié)構(gòu)的影響

將經(jīng)固定液固定的線蟲侵染文冠果具根結(jié)根段橫切，切面上有白點不斷地出現(xiàn)，位置無規(guī)律性(圖2，A)；挑取白點部位組織于解剖鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)根結(jié)線蟲雌蟲體(圖2，B)。文冠果根結(jié)線蟲經(jīng)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)植物線蟲實驗室鑒定為南方根結(jié)線蟲(Meloidogyneincognita)。

圖2 經(jīng)石蠟包埋后的具根結(jié)的文冠果根及根結(jié)線蟲雌蟲體Fig.2 Encapsulated rootknot and M. incognita female body of X. sorbifolia

文冠果苗木正常根系(圖3,A、B)皮層及維管束組織細(xì)胞排列整齊；韌皮部細(xì)胞排列較緊密，細(xì)胞間隙較?。痪S管形成層由排列緊密的幾層細(xì)胞組成，形成層以內(nèi)是木質(zhì)部和射線；木質(zhì)部細(xì)胞數(shù)量多且分布均勻，與木射線細(xì)胞間隔排列，木射線由1～2層細(xì)胞組成，呈輻射狀分布；韌皮細(xì)胞內(nèi)含物較少(圖3，B)。具根結(jié)的文冠果苗木根系(圖3，C-F)的皮層相對較厚，排列整齊；維管束組織排列不規(guī)律，尤其是木質(zhì)部，多數(shù)排列扭曲，導(dǎo)管較少；由薄壁細(xì)胞構(gòu)成的射線數(shù)目較少且分布不均勻，靠近皮層一側(cè)的韌皮細(xì)胞內(nèi)含物明顯較多。韌皮部可見由于根結(jié)線蟲侵害所致的巨細(xì)胞(Gc)以及有空泡的巨細(xì)胞(圖3，C、E)，可見線蟲痕跡以及巨細(xì)胞崩解形成的空腔(圖3，D、F)，多分布于皮層與中柱細(xì)胞之間(圖3,C、F)以及韌皮部(圖3，C-F)。

2.2 根結(jié)線蟲對文冠果苗木生長的影響

表1顯示，有根結(jié)的文冠果2～4級苗木的株高均顯著高于正常植株(P<0.05)，分別比正常苗木的株高增加17%、27%和25%；有根結(jié)植株的地徑也不同程度地高于對照，2級和4級根結(jié)植株與對照差異不顯著，3級根結(jié)植株的地徑顯著高于對照19%。同時，具2～4級根結(jié)的文冠果苗木生物量相對于正常植株均發(fā)生顯著變化(P<0.05)。其中，它們的地上部分生物量分別比對照顯著增加1.6倍、11%和1.6倍，總生物量分別顯著增加46%、17%和44%；而2級和4級根結(jié)苗木的地下部分生物量比對照分別顯著下降25%和29%，3級根結(jié)植株的地下部分生物量比對照卻顯著上升21%?？梢?，線蟲侵染所致根結(jié)的存在并沒有減弱一年生文冠果苗木的生長量，反而使其顯著高于未侵染苗木，同時使得地上部和總生物量也顯著增加。

表1 根結(jié)線蟲對文冠果株高、地徑、生物量的影響

2.3 根結(jié)線蟲對文冠果苗木器官礦質(zhì)元素分布特性的影響

2.3.1 根部元素含量由表2可知，具2～4級根結(jié)的文冠果苗木根部N含量較正常植株分別顯著下降7.8%、16.0%和29.5%(P<0.05)，根部Fe、Zn、Na含量較正常植株顯著增加(P<0.05)，其中Fe含量較正常植株分別增加1.56倍、0.81倍和3倍，Zn含量較正常植株分別增加1.11倍、1.56倍和1.78倍，Na含量較正常植株分別增加1.57倍、0.78倍和3.38倍。具2級和3級根結(jié)根部P、Ca含量與正常植株無顯著差異，4級根結(jié)根部P含量較正常植株顯著降低(P<0.05)，而其Ca含量則顯著增加。具2級根結(jié)的根部K含量較正常植株無顯著差異，而具3級和4級根結(jié)根部K含量顯著增加(P<0.05)；具2級和4級根結(jié)根部Mg含量較正常植株顯著增加(P<0.05)，其Mn含量則顯著降低(P<0.05)；具2級根結(jié)根部Cu含量較正常植株顯著增加(P<0.05)，而3級、4級根結(jié)根部Cu含量與正常植株差異不顯著。

表2 根結(jié)線蟲對文冠果苗木根部不同元素含量的影響

2.3.2 莖部元素含量由表3可知，具2～4級根結(jié)的文冠果苗木莖部N、P、Mg含量較正常植株顯著下降(P<0.05)，其中N含量分別顯著下降30.7%、46.3%和41.7%，P含量分別顯著下降33.0%、51.5%和42.0%，Mg含量分別顯著下降24.1%、27.6%和17.2%；具3級根結(jié)苗木莖部Fe含量較正常植株顯著增加66.7%(P<0.05)，2和4級Fe含量與正常植株差異不顯著；具4級根結(jié)苗木莖部Cu含量較正常植株顯著下降40%(P<0.05)，具2和3級根結(jié)苗木莖部Na含量較正常植株顯著增加(P<0.05)，其Ca、Mn、Zn含量與正常植株均差異不顯著。

表3 根結(jié)線蟲對文冠果苗木莖部不同元素含量的影響

2.3.3 葉部元素含量由表4可知，具2～4級根結(jié)文冠果苗木葉部N、P、Mg、Mn、Zn、Cu、Na含量均與正常植株差異不顯著；具2級和4級根結(jié)苗木葉部K含量較正常植株分別顯著下降61.5%和47.0%，具3級根結(jié)苗木葉部K含量與正常植株無顯著差異；具2級根結(jié)苗木葉部Ca含量較正常植株顯著增加26.6%，具3和4級根結(jié)苗木葉部Ca含量與正常植株無顯著差異；具4級根結(jié)苗木葉片F(xiàn)e含量較正常植株顯著增加，2和3級Fe含量則與正常植株無顯著差異。

表4 根結(jié)線蟲對文冠果苗木葉部不同元素含量的影響

2.4 文冠果苗木生物量和線蟲侵染程度與苗木不同器官礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性分析

根結(jié)線蟲對文冠果苗木根部、莖部、葉部各元素含量的影響程度不盡相同。首先，文冠果苗木根系中N元素含量與根系線蟲侵染率呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，Zn、K元素所受影響次之，二者含量與侵染率均呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。但總體而言，文冠果苗木根系中各元素含量與植株生物量相關(guān)性并不顯著。其次，在受到根結(jié)線蟲侵染時，文冠果幼苗葉部的Mg、Zn兩種元素的含量變化與侵染率分別呈顯著負(fù)相關(guān)和正相關(guān)(P<0.05)，即不同程度的侵染使得幼苗葉部這兩種元素含量發(fā)生顯著變化。除了葉部的K元素含量與文冠果幼苗受根系線蟲侵染后的整株生物量總體上呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)之外，其他元素含量的變化與苗木生物量變化之間的相關(guān)性并未達(dá)到顯著水平。再次，根結(jié)線蟲對文冠果苗木莖部各元素含量的影響較根系、葉部小，但在莖部各元素中仍是N元素含量所受影響最大，P元素含量所受影響次之，二者在文冠果幼苗莖部的含量與根結(jié)線蟲侵染率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(表5)。

表5 文冠果苗木根、莖、葉各元素含量與根結(jié)線蟲侵染率、植株生物量相關(guān)系數(shù)

3 討 論

3.1 根結(jié)線蟲侵染文冠果苗木的生長發(fā)育特征

根結(jié)線蟲與植物的互作機(jī)理分為易感寄主與抗性寄主兩種對根結(jié)線蟲響應(yīng)。易感品種對根結(jié)線蟲本身無影響，只能被動接受根結(jié)線蟲的取食，單方面被線蟲傷害；而抗性寄主在受害的同時也會通過其他途徑影響根結(jié)線蟲，抑制其為害，寄主與線蟲可相互作用，根結(jié)線蟲最終能否建立寄生關(guān)系與蟲體毒力和寄主抗性強(qiáng)弱有關(guān)[13]。

本研究發(fā)現(xiàn)，具根結(jié)的1年生文冠果苗木的株高、地徑較正常苗木發(fā)生了顯著變化。其中，2級和3級侵染條件下植株株高、地徑較對照依次增加，這可能與文冠果苗木在受到根結(jié)線蟲侵染后，產(chǎn)生了一定的抗性反應(yīng)，反而導(dǎo)致其生長量增加有關(guān)。而在4級程度的侵染條件下，文冠果苗木的株高、地徑較3級侵染增加的少，可能與苗木對于線蟲侵染的嚴(yán)重程度有限有關(guān)，目前尚未見類似文獻(xiàn)報告。然而，根結(jié)線蟲對植物的侵害是一個持續(xù)過程，后續(xù)文冠果苗木的生長狀況將如何變化，有待于進(jìn)一步觀察。

3.2 根結(jié)線蟲侵染文冠果苗木根系的解剖結(jié)構(gòu)特征

具有侵害性的根結(jié)線蟲二齡幼蟲通常由根尖部位侵入寄主植物根系，并向上遷移到中柱維管束附近[19]，建立取食點，誘導(dǎo)寄主細(xì)胞發(fā)生異常細(xì)胞分裂，形成5～7個多核的巨細(xì)胞[20]，為根結(jié)線蟲的發(fā)育提供營養(yǎng)[21]，而根結(jié)線蟲固定在巨細(xì)胞的細(xì)胞壁中間，通過其在巨細(xì)胞中構(gòu)建的取食管吸取營養(yǎng)[22]。巨細(xì)胞具有細(xì)胞壁增厚，細(xì)胞質(zhì)稠密[23]和多核[24]等特點。巨細(xì)胞不斷發(fā)育形成根表面肉眼可見的根結(jié)或根癭[25]。巨細(xì)胞中營養(yǎng)被侵入的根結(jié)線蟲耗盡則出現(xiàn)空腔[21]。本研究結(jié)果表明根結(jié)線蟲對文冠果苗木根系解剖結(jié)構(gòu)的影響主要體現(xiàn)在，改變了根系韌皮部細(xì)胞排列緊密程度，使細(xì)胞內(nèi)含物增多；打亂木質(zhì)部細(xì)胞分布結(jié)構(gòu)，使其呈不規(guī)則分布，導(dǎo)管變少；多個巨細(xì)胞及細(xì)胞空腔主要存在于韌皮部細(xì)胞。與已報道的線蟲危害的病理癥狀[19-25]類似。本研究中盡管文冠果苗木受到根結(jié)線蟲的侵染并形成大量根結(jié)，但是生長勢并沒有受到消弱。南方根結(jié)線蟲對抗性不同的黃瓜[26]、煙草[27]的侵染研究認(rèn)為，過敏性壞死、細(xì)胞空洞化是抗線蟲侵染共有的防御特征，抗病材料的抗性特征主要表現(xiàn)為抑制巨細(xì)胞形成、周圍細(xì)胞廣泛空洞化以及提早空洞，巨細(xì)胞空洞化出現(xiàn)越早抗性效果越積極[21]。寄主根系一旦出現(xiàn)根結(jié),病理組織結(jié)構(gòu)中不但出現(xiàn)了巨細(xì)胞, 還有維管組織的異常分化[28]。本研究中可見多個巨細(xì)胞空腔，進(jìn)一步表明文冠果苗木對于根線蟲的侵染有較強(qiáng)的抗性或者耐受性。另外，根結(jié)的形狀與根結(jié)線蟲侵染位置和巨細(xì)胞來源有關(guān)，巨細(xì)胞出現(xiàn)在寄主根系中央，根結(jié)與根系中心對稱；當(dāng)巨細(xì)胞由維管柱外側(cè)韌皮薄壁細(xì)胞、中柱鞘及皮層細(xì)胞分化而來時，出現(xiàn)在根的維管柱一側(cè), 根結(jié)偏于根系中心一側(cè)[21，26]。本研究發(fā)現(xiàn)文冠果苗木根結(jié)存在多種形狀，同時在皮層與維管束細(xì)胞之間以及韌皮部中都發(fā)現(xiàn)有巨細(xì)胞存在，與前述研究一致。

維管系統(tǒng)是植物運輸營養(yǎng)物質(zhì)的重要通道，根結(jié)線蟲對于根系結(jié)構(gòu)尤其是對維管束細(xì)胞破壞性的寄生方式會導(dǎo)致寄主植物水分和營養(yǎng)物質(zhì)運輸?shù)恼系K[27]。而本研究中的苗木根系結(jié)構(gòu)盡管出現(xiàn)了根結(jié)線蟲侵染的各種危害表型，但對生長發(fā)育的消弱并未體現(xiàn)出來，推測這一方面與文冠果苗木本身對根結(jié)線蟲的抗性有關(guān)，另一方面可能與苗木生長處的環(huán)境條件等綜合因素有關(guān)。本研究組從具根結(jié)的文冠果苗木根系中分離出了具有促生作用的內(nèi)生細(xì)菌[29]，或許與具根結(jié)的文冠果苗木生長狀況的差異有一定關(guān)系，其間的聯(lián)系有待于后續(xù)研究揭示。

3.3 根結(jié)線蟲侵染文冠果植株各器官礦質(zhì)元素分布特征

根結(jié)線蟲通常為害植物的當(dāng)年生新根，具根結(jié)的吸收根隨著侵害的加劇，逐漸喪失吸收運輸水分和礦質(zhì)營養(yǎng)的功能，使植物吸收的元素總量減少，必需營養(yǎng)元素在不同器官間重新分配，改變了植物體礦質(zhì)營養(yǎng)原有的運輸分配規(guī)律[30]，影響植物的生長發(fā)育；另外，根結(jié)線蟲為了滿足發(fā)育和繁殖的需求，從其他器官征調(diào)需要的營養(yǎng)，與正常組織器官存在營養(yǎng)競爭關(guān)系，而且具備競爭優(yōu)勢。

對線蟲敏感性不同的植物種類或品種被侵染后，植物生理生化響應(yīng)范圍和強(qiáng)度有明顯的不同[31-32]，這與線蟲毒力和寄主的耐抗性水平有關(guān)。本研究中具根結(jié)的文冠果植株根、莖、葉部位的氮、磷含量均下降。 N、P 和 K 在被侵染根系中積累與線蟲生長發(fā)育關(guān)系密切，前人研究也表明根系中 N、P 和 K 積聚對根結(jié)線蟲發(fā)育有促進(jìn)作用，這種促進(jìn)作用與碳水化合物的積累有關(guān)[33]。本研究中具根結(jié)根系中的N、P含量降低，而K含量在根部顯著增加，葉部較正常植株減少，表明文冠果苗木中的根結(jié)線蟲可能對于K的需求更敏感。鉀在根部的積聚可以增加根結(jié)內(nèi)可食性營養(yǎng)物質(zhì)，從而有利于根結(jié)線蟲的發(fā)育。

鎂是葉綠素的必需成分，存在于葉綠素分子結(jié)構(gòu)的卟啉環(huán)中心，與光合作用直接有關(guān)[34]，受根結(jié)線蟲侵染的文冠果苗木，葉中鎂含量下降，將對植物的光合作用產(chǎn)生重要的影響；可能低密度的根結(jié)刺激了鐵的吸收，而高密度的根結(jié)抑制了鐵的吸收。本研究中具2、4級根結(jié)苗木莖中的鐵含量低于正常苗木，而3級苗木的鐵含量高于正常苗木，與李文超等[8]的研究結(jié)果一致。具4級根結(jié)苗木葉中鐵的含量高于正常苗木，說明可能線蟲侵染使苗木發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)促進(jìn)鐵元素的運輸，而根部鐵含量較對照增加，能促進(jìn)細(xì)胞壁形成和木質(zhì)化進(jìn)程[35]。鐵含量的上升，可能使酶活性增加促進(jìn)巨細(xì)胞的生長，為根結(jié)線蟲的生長和發(fā)育提供有利條件。葉部錳含量較對照降低，錳在光合過程中參與希爾反應(yīng)，同時光合系統(tǒng)中的反應(yīng)中心至少需要4個錳原子參與[36]。持續(xù)穩(wěn)定的錳含量是光合作用得以順利進(jìn)行的條件，低含量的錳可能影響植株光合作用的正常進(jìn)行。VanGundy等研究得出，線蟲浸染的根系中有較高的鎂、鈉、鉀、銅和鐵[37]，與本研究結(jié)果一致，在具根結(jié)文冠果根系中有較高的鎂、鈉、鉀、銅和鐵含量。

本研究發(fā)現(xiàn)具根結(jié)的苗木鋅元素在根系中顯著增加，鋅為吲哚乙酸的前體色氨酸合成所必需，較高含量的鋅能促進(jìn) IAA 的合成，而高濃度的 IAA 有利于根結(jié)線蟲的侵入和發(fā)育[38]；鋅又是多種酶的組成成分和激活劑，缺鋅影響植物的碳水化合物代謝和蛋白質(zhì)的合成，使光合作用受阻。銅是植物生長所必需的微量元素，是多種蛋白質(zhì)的輔因子，參與呼吸代謝的氧化還原反應(yīng)，在葉綠素合成及其保護(hù)葉綠素的穩(wěn)定中起重要的作用。李文超等[8]研究表明接種線蟲的密度越大，銅含量越低。本研究發(fā)現(xiàn)具根結(jié)苗木的莖和葉片中銅含量低于正常苗木，根系中銅元素有所上升，表明根線蟲侵染會影響苗木對銅元素的吸收及運輸，郭衍銀等[39]在生姜上得出了相同的結(jié)論。

植物體中的 Ca、Mg、Cu、Zn 和 Fe 元素在構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、葉綠素合成、構(gòu)成酶活性中心和參與酶促反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。本研究中具根結(jié)線蟲的文冠果苗木根系中的 Cu、Zn 和 Fe 含量升高，積聚效應(yīng)明顯。這種積聚作用可能與根結(jié)截留根系吸收的礦質(zhì)元素，使其無法外運有關(guān)；也可能是根結(jié)線蟲發(fā)育需要高濃度的離子環(huán)境。通過某種途徑富集各種礦質(zhì)元素營造適宜的生存環(huán)境，具體是哪種原因還有待進(jìn)一步探討。

具根結(jié)的一年生文冠果苗木生長勢并未受消弱，其根、莖、葉部中不同礦質(zhì)元素對根結(jié)線蟲侵染的響應(yīng)不同。根系響應(yīng)最強(qiáng)，其次是葉片，莖部響應(yīng)較弱。根系中N元素含量與根系線蟲侵染率顯著負(fù)相關(guān)，Zn、K元素含量所受影響次之，二者含量與侵染率均顯著正相關(guān)(P<0.05)；葉部的Mg、Zn元素含量受到根線蟲侵染率的影響較為顯著，而葉部K元素響應(yīng)生物量變化最顯著(P<0.05)，與根線蟲侵染后生物量的變化顯著負(fù)相關(guān)；莖部N、P元素含量變化顯著，與根結(jié)線蟲侵染率呈負(fù)相關(guān)。該研究結(jié)果為根結(jié)線蟲侵染對文冠果苗木生長發(fā)育的影響及其機(jī)理的挖掘奠定了較好的基礎(chǔ)。

致謝：感謝青島農(nóng)業(yè)大學(xué)植物線蟲實驗室趙洪海教授對本研究的大力支持。