陳建妙，劉楚瑜，陳 城，吳 楚

（長江大學 園藝園林學院，湖北 荊州 434025）

干旱是一個全球性的問題，已經(jīng)成為制約全球糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)發(fā)展的最重要因素[1]。干旱脅迫影響著植物的生長發(fā)育，從而引起一系列的形態(tài)、生理生化反應。在植物外部形態(tài)上干旱脅迫具有最直觀的影響，包括株高、地徑、葉面積等[2]。水分的缺乏抑制光合色素的合成，影響氣孔導度，限制CO2供應，進一步抑制光合作用以及凈光合速率和蒸騰速率，最終造成生物量合成的降低。葉綠素熒光參數(shù)反映植物光系統(tǒng)對光能的吸收、傳遞、耗散等，也是反映干旱脅迫對光合作用影響的重要指標[3]。其次，干旱脅迫下植物細胞內(nèi)的水分外滲導致原生質(zhì)體收縮，嚴重時甚至會發(fā)生質(zhì)壁分離，造成植物細胞死亡。植物通過滲透調(diào)節(jié)降低滲透勢，提高細胞吸水或保水能力來適應脅迫環(huán)境。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)主要包括無機離子和有機溶劑[4]。其中，可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸等有機物質(zhì)能有效地維持細胞膨壓，保持膜的穩(wěn)定性和細胞含水量，是重要的抗逆性生理指標[5]。再者，在干旱脅迫下植物體內(nèi)會產(chǎn)生大量活性氧（ROS），如超氧陰離子、過氧化氫和羥基自由基等。ROS 的過度積累會引發(fā)氧化脅迫，植物通過抗氧化酶[6]和抗氧劑共同組成的抗氧化系統(tǒng)來清除ROS 毒害。其中抗氧化酶包括過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）和谷胱甘肽還原酶（GR）等，抗氧化劑包括抗壞血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）。該系統(tǒng)保護細胞免受氧化脅迫，從而緩解干旱脅迫帶來的傷害[7]。同樣，過氧化氫（H2O2）作為ROS 的一種，有著毒害和信號分子的雙重作用，能反映植物受干旱脅迫的程度[8]。另外，超氧陰離子和羥基自由基這類氧自由基在植物體內(nèi)的過量累積會與細胞膜中的蛋白質(zhì)和酶發(fā)生膜脂過氧化反應并產(chǎn)生丙二醛（MDA）[9]。而MDA 含量的增加會對細胞膜造成嚴重損害[10]，細胞膜系統(tǒng)破壞后導致細胞膜通透性增加，細胞液外滲，使植物的相對電導率提高。所以通過MDA 和相對電導率能反映植物細胞膜脂過氧化程度和膜系統(tǒng)的受損程度[11]。

外生真菌與植物建立共生關(guān)系，能增加根系的吸收面積，促進寄主植物的養(yǎng)分獲取，改善水分狀況，促進植物的生長發(fā)育，提高植物的抗旱性和適應力[12]。外生菌根真菌彩色豆馬勃Pisolithus tinctorius具有分布廣泛、寄生宿主廣、能與多種林木形成菌根、且能在干旱等惡劣的環(huán)境中對寄主植物有益等優(yōu)點，被廣泛用于與森林喬木的共生[13]。櫟屬Q(mào)uercus約有300 種，分布于世界各地，是組成闊葉林的重要樹種，也是彩色豆馬勃的主要宿主植物之一。其中麻櫟Quercus acutissima是殼斗科Fagaceae 的落葉喬木，大部分在我國溫帶與亞熱帶地區(qū)分布[14]，其根系發(fā)達，適應性強，多用于荒山瘠地造林的先鋒造林樹種和保持水土，而這些地方多為干旱地區(qū)。因此，研究外生菌根真菌彩色豆馬勃與麻櫟幼苗共生對其抗旱性的影響，以增強林木樹種培育以及提高抗旱性，對干旱地區(qū)植被恢復以及水土保持具有重要意義。本試驗以麻櫟幼苗為研究對象，接種彩色豆馬勃共生形成外生菌根，并施加一定程度的干旱脅迫，觀察不同處理麻櫟幼苗的生長狀況以及對干旱脅迫的適應情況，為森林植物的抗旱性研究提供一定的理論依據(jù)，為菌根真菌在農(nóng)林生產(chǎn)中的推廣應用尋找新的途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試菌種彩色豆馬勃Pisolithus tinctorius（Marx 270）由北納生物公司購買（www.bnbio.com）。麻櫟Quercus acutissima種子采集于恩施土家族苗族自治州建始縣青里壩村。

1.2 麻櫟播種

本試驗在長江大學園藝園林學院農(nóng)科大樓進行。2020年4月進行播種，選取顆粒飽滿大小一致的麻櫟種子，75%乙醇消毒5 min，蒸餾水清洗3 次，4%次氯酸鈉消毒20 min。麻櫟種子消毒后，進行沙藏催芽處理。播種于藍色塑料筐（規(guī)格：55 cm×40 cm×30 cm）中播種，基質(zhì)為細沙，厚度7 ～8 cm，種子橫臥于細沙上，種子間隔3 cm，表面覆細沙2 cm，催芽期間噴灑蒸餾水保持細沙濕潤。種子胚根突破種皮時，移栽至1 加侖塑料花盆，每盆一株，基質(zhì)為園藝育苗基質(zhì)，每盆基質(zhì)為0.9 kg。光培養(yǎng)∶暗培養(yǎng)為15 h∶9 h，25 ℃恒溫生長室培養(yǎng)。試驗用盆提前用乙醇進行消毒，基質(zhì)預先用高壓蒸汽滅菌鍋（博迅YXQLS-50A）121 ℃滅菌70 min。

1.3 彩色豆馬勃菌液的制備

彩色豆馬勃用KJA 固體培養(yǎng)基（50 ml/L KAGOMA 蔬菜汁+0.5 g/L CaCO3+15 g/L 瓊脂粉，pH 值6.5）進行活化，25 ℃暗培養(yǎng)。從活化后的菌落邊緣切取1 cm×1 cm 菌塊，接種到裝有100 mL KJA 液體培養(yǎng)基（50 mL/L KAGOMA 蔬菜汁+0.5 g/L CaCO3，pH 值6.5）的150 mL 三角瓶中，每瓶1 塊，25 ℃，180 r/min 振蕩培養(yǎng)。10 d 左右，待菌絲長滿基質(zhì)后進行接種。

1.4 試驗設(shè)計

在麻櫟種子長至4 片真葉時，挑選生長一致的植株，進行4 個處理。1）對照組（CK）：正常水分管控；2）干旱組（D）：干旱脅迫處理；3）接種彩色豆馬勃組（Pt）：接種彩色豆馬勃的同時進行正常水分管控；4）接種彩色豆馬勃+干旱組（Pt+D）：接種彩色豆馬勃同時干旱脅迫處理。每個處理組30 盆，共120 盆。其中Pt 和Pt+D 組進行每盆10 mL 的灌根接種，對照組采用等量滅活菌液，接種時間為2021年5月。干旱處理在2021年6月統(tǒng)一澆足水后，停止?jié)菜?，根?jù)土壤墑情測定儀（型號JL-19，德國Heraeus）監(jiān)控基質(zhì)中水分含量的情況并進行澆水，澆水量控制在正常澆水量（對照）的20%左右。處理60 d后收集葉片，用液氮處理后置于-80 ℃超低溫冰箱，用于后續(xù)各項生理指標測定。

1.5 指標測定

1.5.1 根系鏡檢與菌根定殖率的測定

2021年6月干旱處理前，采用臺盼藍染色法[15]對分別隨機選取兩個接種處理的5 株麻櫟幼苗根系進行菌根鏡檢。使用顯微鏡（Nikon ECLIPSE Ci，日本尼康）進行鏡檢拍照。菌根定殖率根據(jù)Biermann 的方法進行計算[16]。將根段侵染程度分為0%、10%、20%、30%，…，100%，按照以下公式計算菌根定殖率：

菌根定殖率=Σ（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)。

1.5.2 生理指標的測定

干旱處理45 d 后，采用便攜式葉綠素熒光儀（Junior-PAM，德國Walz）測定葉綠素熒光相關(guān)指標。測定時，PAR 設(shè)置為190 μmol/(m2s)。每個處理隨機選取5 盆，選取每株幼苗中部3 片完全展開的健康葉片，測前麻櫟幼苗暗處理15 min。氣體交換參數(shù)的測定選擇天氣晴朗的上午9:00—11:00 進行，將麻櫟幼苗在陽光下直射15 min 后進行測量。每個處理植株葉片的選取方式同葉綠素熒光。采用便攜式光合儀（Li-6400，美國Li-Cor）進行，使用Li-6400-02 B 紅藍光光源分別測定凈光合速率（Photo）、氣孔導度（Cond）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Trmmol）及水汽壓虧缺（VpdL）。

處理60 d 后，每個處理隨機選取15 株，用卷尺和游標卡尺測量株高和地徑。每個處理隨機選取10 株對幼苗的第4 片真葉編號后進行形態(tài)指標測定，用游標卡尺測量葉片厚度，用彩色圖像掃描儀（Epson V700）對不同處理的葉片掃描，之后70 ℃干燥箱烘干3 h，稱取葉片質(zhì)量，獲得參數(shù)為葉片厚度、單片葉面積、單片葉干質(zhì)量、特定葉面積和葉片組織密度。

光合色素含量的測定采用乙醇法[17]；SOD 活性采用氮藍四唑法測定[18]；POD 活性采用愈創(chuàng)木酚法測定[19]。CAT 和GR 活性分別使用Solarbio 的活性檢測試劑盒測定。APX 活性采用Subramanyam等[20]的方法測定。AsA 含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測定[21]；GSH 含量采用二硫代硝基苯甲酸法測定[22]；H2O2含量采用碘化鉀比色法測定[23]；MDA 采用硫代巴比妥酸法測定[24]；相對電導率使用浸泡法測量[25]。Pro 含量采用茚三酮顯色法測定[26]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[27]；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250 法測定[28]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019 軟件進行數(shù)據(jù)的初步整理和計算，采用SPSS 20.0 軟件進行方差分析，使用Duncan 檢驗進行多重比較，以P=0.05 為顯著性檢驗水平，所用數(shù)據(jù)均重復3 次。運用SigmaPlot 14.0 軟件進行相關(guān)圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 彩色豆馬勃與麻櫟幼苗共生的根系鏡檢與菌根定殖率

干旱脅迫下的Pt+D 處理與正常澆水的Pt 處理相比菌根結(jié)構(gòu)無明顯差異，根系表面均被致密的菌絲覆蓋。在主根、側(cè)根、根尖以及主根側(cè)根交界處，菌絲均有分布（圖1）。其中Pt 處理的菌根定殖率為38.67%，Pt+D 處理的菌根定殖率略高于Pt 處理，為40.67%（圖2）。

圖1 不同處理麻櫟幼苗根系切片F(xiàn)ig. 1 Microscopic examination of Q. acutissima roots under different treatments

圖2 不同處理麻櫟幼苗菌根定殖率Fig. 2 Mycorrhizal colonization rates of the Q. acutissima seedlings under different treatments

2.2 不同處理對麻櫟幼苗形態(tài)指標的影響

本研究發(fā)現(xiàn)彩色豆馬勃與麻櫟幼苗共生能有效促進其生長。在株高和地徑方面，與CK 相比，Pt 處理分別提高了52%和44%，而Pt+D 處理比D 處理分別提高了49%和52%（圖3A—B，P＜0.05）。再者，D 處理的株高和地徑均低于CK 處理，但無顯著性差異（P＞0.05），而Pt+D 處理的株高和地徑與Pt 處理無明顯差異（圖3A—B）。葉片形態(tài)指標方面，D 處理比CK 處理的麻櫟幼苗葉片厚度、單片葉干質(zhì)量和單片葉面積均減?。▓D3C—E），其中葉片厚度顯著性減少（P＜0.05）。而Pt+D 處理與Pt 處理的麻櫟幼苗葉片厚度無明顯變化，另外單片葉干質(zhì)量和葉面積均顯著減?。≒＜0.05）。Pt 處理的葉片厚度與CK 處理間無顯著性差異（P＞0.05），但單片葉干質(zhì)量和單片葉面積分別顯著提高了53%和55%（P＜0.05）。Pt+D處理的麻櫟幼苗葉片厚度、單片葉干質(zhì)量和單片葉面積比D 處理均有顯著性提高（P＜0.05），分別為51%、54%和55%。此外，D 處理的葉片組織密度均顯著高于其他3 個處理（圖3G，P＜0.05），而其他3 個處理間均無明顯差異（P＞0.05）。對于特定葉面積指標（圖3F），4 個處理間均無顯著性差異（P＞0.05）。

圖3 不同處理對麻櫟幼苗形態(tài)指標的影響Fig. 3 Effects of different treatments on the morphological indexes of Quercus acutissima seedlings

續(xù)圖3Continuation of Fig. 3

2.3 不同處理對麻櫟幼苗光合指標的影響

2.3.1 不同處理對麻櫟幼苗光合色素含量的影響

由表1 可知，4 個處理中的葉綠素a、葉綠素b 和總?cè)~綠素含量變化模式相同，均為Pt 處理＞Pt+D 處理＞CK 處理＞D 處理。接種彩色豆馬勃能有效提高麻櫟幼苗葉片的葉綠素含量，Pt 處理葉綠素b 含量比CK 處理顯著高出25%（P＜0.05），而葉綠素a 和總?cè)~綠素分別提高了13%和16%。干旱脅迫下葉綠素含量在各處理間有顯著性差異（P＜0.05），Pt+D 處理的葉綠素a、葉綠素b 和總?cè)~綠素含量比D 處理分別提高了98%、92%和97%，而D 處理比CK 處理均顯著性減?。≒＜0.05）。但接種彩色豆馬勃后能緩解干旱導致的葉綠素降解，Pt+D 處理比Pt 處理葉片的葉綠素含量有所下降，但均未有顯著性差異（P＞0.05），這說明麻櫟接種彩色豆馬勃后能有效抵御干旱脅迫導致的葉綠素含量降解。類胡蘿卜素含量在CK 處理、Pt處理和Pt+D 處理間無顯著性差異（P＞0.05），但D 處理顯著低于其他3 個處理（P＜0.05）。

表1 不同處理對麻櫟幼苗光合色素含量的影響?Table 1 Effects of different treatments on the photosynthetic pigment concentrations of Q. acutissima seedlings (mg·g-1)

2.3.2 不同處理對麻櫟幼苗葉綠素熒光參數(shù)的影響

如表2 所示，光系統(tǒng)Ⅱ光量子產(chǎn)量[Y(Ⅱ)]和電子傳遞速率（ETR）這兩個參數(shù)整體變化模式相同，數(shù)值均為CK 處理＞Pt 處理＞Pt+D 處理＞D 處理，其中CK 處理顯著高于D 處理（P＜0.05），其他3 個處理間均無顯著差異（P＞0.05）。4 個處理間的光化學熒光淬滅系數(shù)（qP）和淬滅系數(shù)（qL）無顯著性差異（P＞0.05）。從其他因素引起的非熒光淬滅的光量子產(chǎn)量[Y(NO)]來看，干旱脅迫條件下的兩個處理比對應正常澆水條件下的兩個處理高，其中D 處理顯著高于CK 處理（P＜0.05），但其他處理間無顯著性差異（P＞0.05）。而光系統(tǒng)Ⅱ的最大光量子產(chǎn)量（Fv/Fm）參數(shù)中Pt處理顯著高于Pt+D 處理（P＜0.05），而接種彩色豆馬勃的兩組處理分別高于未接種的兩組處理，但無顯著性差異（P＞0.05）。

表2 不同處理對麻櫟幼苗葉綠素熒光參數(shù)的影響Table 2 Effects of different treatments on chlorophyll fluorescence parameters of Q. acutissima seedlings

2.3.3 不同處理對麻櫟幼苗氣體交換的影響

如表3 所示，在凈光合速率（Photo）和氣孔導度（Cond）方面，接種彩色豆馬勃能有效提高麻櫟幼苗的Photo 和Cond，4 個處理由高到低依次是Pt 處理、Pt+D 處理、CK 處理和D 處理，其中4 個處理的Photo 均呈現(xiàn)顯著性差異（P＜0.05）。胞間CO2濃度（Ci）與蒸騰速率（Trmmol）的變化趨勢基本相同，接種彩色豆馬勃的兩組處理分別顯著高于對應的兩個處理（P＜0.05）。而干旱脅迫下，Pt+D 處理和D 處理的Ci 和Trmmol 含量分別低于Pt 處理和CK 處理。水分虧缺（VpdL）這個參數(shù)則是Pt+D 處理顯著高于其他3 個處理（P＜0.05），其他3 組處理間均無顯著性差異（P＞0.05）。

表3 不同處理對麻櫟幼苗氣體交換的影響Table 3 Effects of different treatments on the gas exchange of Q. acutissim seedlings

2.4 不同處理對麻櫟幼苗抗氧化指標的影響

2.4.1 不同處理對麻櫟幼苗抗氧化酶活性的影響

圖4 表明，Pt 處理的SOD 活性顯著低于CK處理（P＜0.05），其他抗氧化酶活性在兩個處理間均無顯著性變化。在干旱脅迫下，除APX外，其他抗氧化酶的D 處理顯著高于CK 處理（P＜0.05），其中POD 活性最為顯著；而接種彩色豆馬勃的Pt+D 處理的SOD、CAT、APX 和GR 活性顯著高于Pt 處理（P＜0.05），而POD活性有所下降，但無顯著性差異；再者，除POD活性顯著低了55%外（P＜0.05），其他抗氧化酶的Pt+D 處理與D 處理無顯著差異。

圖4 不同處理對麻櫟幼苗抗氧化酶活性的影響Fig. 4 Effects of different treatments on the antioxidant enzyme activities of Q. acutissima seedlings

2.4.2 不同處理對麻櫟幼苗抗壞血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）含量的影響

由圖5 可知，接種彩色豆馬勃能提高麻櫟幼苗的AsA 含量，Pt 處理AsA 含量比CK 處理顯著提高了74%（P＜0.05），而Pt+D 處理比D 處理則顯著高了103%（P＜0.05）。干旱脅迫條件下，D 處理AsA 含量比CK 處理低了30%，而接種的Pt+D 處理AsA 含量比Pt 處理只低了18%。4 個處理間AsA 含量存在顯著性差異（P＜0.05）。再者，無論是否干旱脅迫，接種彩色豆馬勃的Pt 處理和Pt+D 處理GSH 含量分別低于未接種的CK 處理和D 處理。其中，CK 處理的GSH 含量最高，Pt+D處理的含量最低。但這4 個處理的GSH 含量數(shù)值無顯著性差異（P＞0.05）。

圖5 不同處理對麻櫟幼苗抗壞血酸（A）和谷胱甘肽含量（B）的影響Fig. 5 Effects of different treatments on the ascorbic acid concentrations (A) and glutathione concentrations (B) of Quercus acutissima seedlings

2.5 不同處理對麻櫟幼苗過氧化氫（H2O2）含量、丙二醛（MDA）含量和相對電導率的影響

干旱脅迫下D 處理H2O2的含量比CK 處理顯著高出68%（P＜0.05），而在接種的情況下Pt+D 處理H2O2的含量比Pt 處理只高出9%，無顯著性差異（圖6A，P＞0.05），并且D 處理H2O2的含量顯著高于其他3 個處理（P＜0.05）。正常澆水情況下，接種彩色豆馬勃對MDA 的含量無明顯影響（圖6B），但干旱脅迫下，接種后Pt+D 處理MDA 的含量比D 處理顯著低了30%（P＜0.05），并且D 處理顯著高于其他3 個處理（P＜0.05）。在相對電導率方面，正常澆水情況下，CK 處理與Pt 處理的相對電導率分別為25.7%和25.5%，無顯著性差異（圖6C，P＞0.05）。但在干旱脅迫下，D 處理的相對電導率為80.9%，顯著高于Pt+D 處理和CK 處理（P＜0.05）。

圖6 不同處理對麻櫟幼苗過氧化氫含量（A）、丙二醛含量（B）和相對電導率（C）的影響Fig. 6 Effects of different treatments on the concentrations of hydrogen peroxide (A) and malondialdehyde (B), and relative electrolyte leakage (C) of Q. acutissima seedlings

2.6 不同處理對麻櫟幼苗脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響

兩個干旱處理的脯氨酸（Pro）含量均顯著高于正常澆水的兩個處理（圖7A，P＜0.05），其中Pt+D 處理比Pt 處理只高出71%，而D 處理與CK 處理間相差高達188%。并且干旱脅迫下D 處理Pro 的含量顯著高于Pt+D 處理（P＜0.05）。而在正常澆水情況下，CK 處理與Pt 處理間卻無顯著性差異（P＞0.05）。

圖7 不同處理對麻櫟幼苗脯氨酸（A）、可溶性糖（B）和可溶性蛋白含量（C）的影響Fig. 7 Effects of different treatments on the concentrations of proline (A), soluble sugar (B) and soluble proteins (C) of Q. acutissima seedlings

由圖7B 所示，干旱脅迫促使麻櫟可溶性糖含量升高，麻櫟幼苗接種彩色豆馬勃能緩解干旱脅迫對植物的影響。其中D 處理比CK 處理顯著高出63%（P＜0.05），而Pt+D 處理比Pt 處理只高了15%，無明顯變化。在正常澆水情況下，CK處理與Pt 處理間可溶性糖含量無顯著差異（P＞0.05）。但干旱脅迫下，接種彩色豆馬勃后能有效降低可溶性糖的含量，Pt+D 處理比D 處理低了25%，具有顯著性差異（P＜0.05）?？扇苄缘鞍椎淖兓厔菖c可溶性糖大致相同。由圖7C 可知，干旱脅迫下，D 處理和Pt+D 處理可溶性蛋白的含量分別顯著高于CK 處理和Pt 處理（P＜0.05），其中未接種兩組間相差138%，而接種彩色豆馬勃兩組間只差50%。在正常澆水情況下，接種彩色豆馬勃的Pt 處理可溶性蛋白的含量比CK 處理有所上升，但無顯著性差異（P＞0.05）。但在干旱脅迫條件下Pt+D 處理可溶性蛋白的含量比D 處理低了13%，無顯著性差異（P＞0.05）。

3 討 論

3.1 不同處理對麻櫟幼苗生長發(fā)育的影響

外生真菌彩色豆馬勃作為一種抗逆性菌，在干旱等非生物脅迫下能使宿主植物受益[26]。本研究表明無論是否干旱情況下麻櫟幼苗接種彩色豆馬勃后，兩個處理組的株高、地徑、單片葉干質(zhì)量和單片葉面積分別顯著高于未接種兩個處理組。干旱脅迫下造成植物缺水導致葉片萎蔫，造成D處理麻櫟幼苗葉片厚度顯著低于CK 處理，而葉片組織密度則顯著高于CK 處理。然而Pt+D 處理下未出現(xiàn)葉片明顯萎蔫癥狀，且Pt+D 處理葉片厚度與葉片組織密度相較于Pt 處理均無顯著性差異，這說明接種彩色豆馬勃減少了干旱脅迫下麻櫟幼苗的水分喪失，進而減輕了干旱導致的傷害。這與Sebastiana 等[29]接種彩色豆馬勃能緩解栓皮櫟干旱脅迫的危害，并且干旱脅迫下與未接種的相比地上部分生物量有顯著提高的結(jié)果一致。彩色豆馬勃能提高植物的抗旱性一方面是因為其形成的菌根結(jié)構(gòu)，根系表面形成一層菌套，菌絲套表面延伸出大量外延菌絲，外延菌絲能擴大植物根系與土壤的接觸面積，促進植物根系對水分和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[30]，并且菌絲套又能減少根系水分流失[31]；另一方面，有研究從彩色豆馬勃的次生代謝產(chǎn)物中分離出吲哚-3-乙酸（IAA）[32]，而低質(zhì)量濃度的IAA 對植物的生長具有促進作用。

3.2 不同處理對麻櫟幼苗光合作用的影響

植物葉綠體吸收的光能主要通過光合作用、葉綠素熒光和熱耗散三種途徑消耗。光合色素含量影響著植物對光能的吸收效率，進而影響光合效率[33]。本研究發(fā)現(xiàn)，正常澆水情況下，接種彩色豆馬勃對麻櫟幼苗葉片的葉綠素a 和葉綠素b含量高于未接種，而干旱脅迫下則更明顯，均呈顯著性差異。這說明彩色豆馬勃能有效提高麻櫟幼苗葉片的葉綠素含量，緩解干旱脅迫下導致的葉綠素含量的減少。這與接種外生真菌提高槲樹幼苗葉綠素含量[34]的結(jié)果一致。氣孔的開合影響著CO2同化量，進而影響光合作用，干旱脅迫造成植物的凈光合速率（Photo）、氣孔導度（Cond）、胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰速率（Trmmol）不同程度地降低[35]，這與本研究結(jié)論基本一致，在干旱脅迫條件下麻櫟幼苗的Photo、Cond、Ci 和Trmmol 均顯著低于正常澆水處理的。雖然接種彩色豆馬勃并未使干旱脅迫下光合參數(shù)降低的趨勢發(fā)生變化，但接種彩色豆馬勃麻櫟幼苗的Photo、Cond、Ci 和Trmmol 均要顯著高于未接種的。這表明彩色豆馬勃能緩解干旱脅迫下麻櫟幼苗光合作用的抑制。再者，本研究發(fā)現(xiàn)Photo 降低的同時伴隨著Cond 的降低，這說明在干旱脅迫下，麻櫟幼苗光合作用的降低主要是氣孔因素造成的，這與彭思利等[36]干旱脅迫對接種外生菌根真菌的構(gòu)樹幼苗由氣體因素導致Photo 下降的結(jié)果相似。

研究表明，在干旱脅迫和高溫脅迫下光系統(tǒng)Ⅱ（PS Ⅱ）的最大光量子產(chǎn)量（Fv/Fm）參數(shù)值降低[37]，本研究也同樣發(fā)現(xiàn)干旱脅迫下麻櫟幼苗的葉綠素熒光參數(shù)PS Ⅱ光量子產(chǎn)量[Y(Ⅱ)]、電子傳遞速率（ETR）和Fv/Fm均顯著低于正常澆水的處理，接種彩色豆馬勃之后Y（Ⅱ）和ETR 參數(shù)在干旱脅迫和正常澆水處理之間不再有顯著性差異。并且接種也同時提高了Pt 處理和Pt+D 處理麻櫟幼苗的Fv/Fm參數(shù)值，而Pt+D 處理的Fv/Fm值又高于D 處理，與Sebastiana 等[29]接種彩色豆馬勃對栓皮櫟Fv/Fm的結(jié)果一致，這揭示了彩色豆馬勃能增加寄主植物的光化學潛能。

3.3 不同處理對麻櫟幼苗抗氧化系統(tǒng)的影響

通常情況下，菌根真菌植物能通過提升抗氧化酶活性來抵御干旱導致的ROS 毒害[38]。ROS 的產(chǎn)生首先通過SOD 催化O2?歧化為O2和H2O2，而后H2O2又被CAT 和POD 等抗氧化酶進一步分解成O2和H2O[7]。本研究中接種彩色豆馬勃的Pt+D 處理SOD 活性稍微高出D 處理，這說明麻櫟幼苗接種后產(chǎn)生更多的H2O2。然而Pt+D 處理的CAT 和POD 活性卻均低于D 處理，并且Pt+D 處理的H2O2含量卻低于D 處理，說明SOD 催化產(chǎn)生的H2O2并未通過抗氧化酶CAT 和POD 進行催化分解，而是可能通過其他抗氧化酶降低了H2O2的含量，這說明干旱脅迫下接種彩色豆馬勃能保護麻櫟幼苗，提高抗旱能力。但如何誘發(fā)抗氧化酶緩解干旱對麻櫟幼苗的傷害，以及究竟是何種抗氧化酶還需要進一步通過測定驗證。

逆境條件下，抗壞血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）途徑是抵御ROS 毒害和清除H2O2的主要抗氧化途徑[39]。其中，APX 通過將AsA 作為底物將多余的H2O2還原成H2O，說明APX 的活性與AsA 的含量具有較強的相關(guān)性[40]。然而本研究中，接種彩色豆馬勃未能提高正常澆水和干旱脅迫下麻櫟幼苗的APX，而AsA 含量卻顯著地提升且Pt+D處理的H2O2顯著低于D 處理。這表明接種彩色豆馬勃誘發(fā)其他途徑促進麻櫟幼苗AsA 含量的合成[39]和H2O2的降解，并非通過AsA-GSH 途徑。GR 將氧化型谷胱甘肽（GSSG）還原成GSH，通過GSH 來間接參與活性氧物質(zhì)的清除以及維持蛋白質(zhì)的穩(wěn)定[41]。本研究中接種彩色豆馬勃的Pt 處理比CK 處理的GR 活性稍有提升，卻與GSH 含量呈現(xiàn)相反趨勢，兩者均無顯著性差異。這說明接種彩色豆馬勃對麻櫟幼苗的GR 活性的提高并未誘導GSH 的還原，可能存在某種機制導致GSH被氧化，這需要從分子水平進一步驗證。另外Pt+D 處理GR 活性卻低于D 處理，這與接種彩色豆馬勃Pt+D 處理的GSH 含量低于D 處理相對應。這可能是由于接種彩色豆馬勃并未促進干旱脅迫下麻櫟幼苗的GR 活性以及正常水分下GSH 被氧化的某種機制相關(guān)而導致，進而表明干旱脅迫下麻櫟幼苗接種彩色豆馬勃并未對AsA-GSH 途徑造成影響。

膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛（MDA）和相對電導率能夠反映干旱對植物細胞膜的破壞程度[6,11]。本研究中，Pt+D 處理的MDA 含量和相對電導率與Pt 處理和CK 處理相比均無明顯變化，而Pt+D 處理的MDA 含量和相對電導率顯著低于D 處理，這說明接種彩色豆馬勃能有效地減少干旱對植物細胞膜的損害，受脅迫損傷也遠低于未接種的D處理，這可能是由于干旱脅迫下接種彩色豆馬勃能降低水分喪失，減少ROS 的過多積累，進而維護了細胞膜的穩(wěn)定。

3.4 不同處理對麻櫟幼苗滲透調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響

干旱脅迫下，植物通過合成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來提高自身抵御水分脅迫的能力。本研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫下麻櫟幼苗葉片的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量增加，表明無論是否接種彩色豆馬勃均能在缺水的情況下增加其含量來維持滲透平衡，維持葉片水分，保持細胞的穩(wěn)態(tài)[8]。然而，Pt+D 處理的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量低于未接種的D 處理。其中，Pt+D 處理的脯氨酸含量較低，與干旱脅迫下Manoharan 等[42]對接種菌根的金脈刺桐和張中峰等[38]對接種彩色豆馬勃青岡櫟的研究結(jié)果相似。這表明干旱脅迫對于接菌的麻櫟幼苗植株傷害較小或是菌根共生后使植物的水分代謝能力改善從而緩解了脅迫程度[38]。在干旱脅迫下，未接種的D 處理比Pt+D處理可溶性糖含量積累得更多，這與干旱下外生真菌共生植物通過可溶性糖的積累提高滲透調(diào)節(jié)能力不一致，與Sebastiana 等[29]干旱下接種彩色豆馬勃的栓皮櫟比未接種的可溶性糖含量低相似。Sebastiana 等研究認為葉片中水勢與可溶性糖含量之間無相關(guān)性，這說明可能麻櫟幼苗葉片水勢不受接種彩色豆馬勃的影響，以及接菌的麻櫟幼苗在水分脅迫條件下維持更好的性能相關(guān)。雖然，Pt+D 處理與D 處理可溶性蛋白的含量無顯著性差異，說明在干旱脅迫下接種彩色豆馬勃能夠促進麻櫟可溶性蛋白的增加，保護細胞膜的穩(wěn)定性。但還是比D 處理低，這可能是由于菌根形成后一定程度上能保護細胞免受脅迫傷害，維持膜蛋白的穩(wěn)定性[4]。

4 結(jié) 論

接種彩色豆馬勃能在麻櫟幼苗根部形成一層菌絲套，促進營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而促進植株的生長發(fā)育。干旱脅迫下，接種彩色豆馬勃能緩解光合色素的降解，維護葉綠體結(jié)構(gòu)的完整性，改善光合作用機制。而接種彩色豆馬勃麻櫟幼苗在干旱脅迫下除SOD 外抗氧化酶的POD、CAT、APX和GR 活性以及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)Pro 外，可溶性糖和可溶性蛋白均低于未接種的處理，而H2O2、MDA和相對電導率卻呈現(xiàn)相反趨勢，這可能是由于接種彩色豆馬勃增加了麻櫟幼苗的水分吸收以及促進了植株的水分代謝能力，維持了更好的性能，緩解了干旱脅迫帶來的損害，維護了細胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，增強了麻櫟幼苗的抗旱性。上述測定的抗氧化酶和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)導致麻櫟幼苗抗旱機能提升還需進一步驗證。另外，接種彩色豆馬勃如何從分子機制來提高麻櫟幼苗的抗旱性以及有哪些抗旱基因調(diào)控響應還需進一步研究。