全 文 :北方园艺2016(09):65~68 植物·园林花卉·
第一作者简介:周连玉(1976-),女,湖南安仁人,博士,副教授,
现主要从事微生物学教学与科研等工作。E-mail:zly7604@
163.com.
收稿日期:2015-12-23
DOI:10.11937/bfyy.201609019
盐胁迫下内生真菌感染对中华羊茅幼苗生长的影响
周 连 玉,张 帅,更 周 才 让,罗 巧 玉
(青海师范大学 青藏高原资源与环境教育部重点实验室,青海 西宁810008)
摘 要:以带菌(E+)和不带菌(E-)的中华羊茅为试材,采用培养皿纸上发芽法,研究了不同
NaCl浓度对中华羊茅幼苗苗长、根长、苗鲜重和根鲜重的影响,以期为内生真菌对宿主耐盐性的
作用提供参考依据。结果表明:E+幼苗中,盐浓度为1.0~8.0mmol/L时显著促进苗长、根长和
苗鲜重的增加(P<0.05),而1.0~2.0mmol/L盐浓度对根鲜重有明显增效作用(P<0.05);E-幼
苗中,1.0~2.0mmol/L盐浓度显著增加根长(P<0.05),2.0~8.0mmol/L盐浓度明显增加苗鲜
重(P<0.05),盐浓度8.0mmol/L显著抑制根的伸长和鲜重(P<0.05)。与E-幼苗相比,对照条
件下除内生真菌显著增加苗鲜重外(P<0.05),其它所测生长指标均无明显差异性;在1.0~
8.0mmol/L盐浓度下内生真菌显著增加根长和苗鲜重(P<0.05),在1.0~4.0mmol/L盐浓度下
内生真菌明显促进苗长(P<0.05),在2.0mmol/L或8.0mmol/L盐浓度下内生真菌明显增加根
鲜重(P<0.05);苗长与根长或苗鲜重相关系数较高,且内生真菌能提高其相关系数。
关键词:中华羊茅;内生真菌;盐胁迫;幼苗生长
中图分类号:S 688.4 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2016)09-0065-04
中华羊茅(Festuca sinensis)属禾本科羊茅属多年生
草本植物,主要分布在青海、甘肃、四川、西藏等(省)区,
具有耐寒、耐旱、产量高、品质优良、生态适应性强等优
点[1-3]。其与多种多年生禾草合理配置成群落结构,有
利于“黑土滩”退化草地植被的恢复[4-5]。在青海省经过
混合选择、栽培驯化,中华羊茅被选育为适应高寒牧区
种植的高产、优质、稳定,易于机械化操作的人工栽培牧
草之一[2]。
在第四届国际禾草/内生真菌互作大会上,NAN
等[6]发表了中国禾本科十几个属的植物含有内生真菌,
其中就包括中华羊茅。内生真菌与宿主植物形成一种
互利共生的关系,为宿主带来诸多有益性能[7]。近年来
对中华羊茅-内生真菌共生体已进行了多方面的研究,
4.2 播种时间
在1年生芦笋田4月中下旬播种,2~3年生芦笋田
3月下旬至4月上旬播种。
4.3 种瓣选择及处理
选择色泽纯正、无损伤肥大的蒜瓣作种子,播前用
10~20℃水浸泡2d。
4.4 播种前土壤处理
每667m2 用2%阿维菌素乳剂500mL兑沙土
100kg拌匀,均匀撒于芦笋行间地表后深翻。
4.5 播种方法
行距25~30cm,株距15~20cm,播种深度2~3cm,
每667m2播种量83~133kg。
4.6 田间管理
4.6.1 除草松土 苗高10~13cm,有2~3片叶时进行
第1次中耕,苗高26~33cm,有5~6片叶时进行第2次
中耕。
4.6.2 灌水 大蒜播种后土壤持水量在15%~18%时
不需灌水即可出苗,土壤干燥时每667m2 灌水30m3。
在抽苔和鳞茎肥大期每667m2 灌水30m3,蒜头采收前
5~7d停止灌水。
4.6.3 施肥 退母期每667m2施尿素30kg或碳酸氢
氨35kg,圆脚期每667m2 施尿素20kg或碳铵30kg。
施肥应符合《NY/T496-2002肥料合理使用准则通则》。
4.6.4 病虫害防治 5月中旬葱蝇、种蝇产卵和幼虫危
害期,用40%甲基异柳磷1 000倍液+2%天达阿维菌素
2 000倍喷雾灌根,10~15d灌1次,灌根2~3次。使用
化学农药防治虫害时应执行《GB/T 8321.9-2009农药合
理使用标准》和《GB 4285农药安全使用标准》。
4.7 收获
待叶片枯黄,假茎松软时收获。
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NAN等[6]曾报道中华羊茅普遍感染内生真菌,甘肃山
丹的中华羊茅带菌率高达100%,来源于甘肃甘加草原
和夏河桑科草原地区的中华羊茅带菌率为90%以上[8]。
从中华羊茅种子中分离出一些内生真菌菌株,对其生物
学与生理学特性进行了研究[9],也发现了中华羊茅内生
真菌在形态上存在多样性[8,10]。内生真菌能提高中华羊
茅种子响应干旱和酸碱胁迫的萌发特性,以及促进幼苗
生长[11-12];还发现内生真菌能促进植株的生长,调节一
些生理生化反应,从而加强了中华羊茅的抗寒性[8,13-14]。
在干旱和半干旱地区土壤盐碱化严重地影响农牧业的
生产,生长于盐渍环境下的植物种子萌发是植物生存和
生长的关键阶段,而涉及中华羊茅响应盐胁迫的研究尚
鲜见报道。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试中华羊茅E+(带菌,香烛菌)和E-(不带菌)种
子由兰州大学草地保护所提供。
1.2 试验方法
挑选籽粒饱满的中华羊茅种子,首先用75%乙醇
表面消毒1min,然后用无菌水冲洗3次。将种子放入
双层无菌滤纸铺成的芽床培养皿中,设置5个NaCl浓
度梯度,依次为0(CK)、1.0、2.0、4.0、8.0mmol/L。
置于25℃条件下恒温培养,每日按时加入对应浓度的
溶液,于14d后测定各处理样品根长、苗长,并称量其
鲜重。每个培养皿放置50粒种子,每个处理重复
3次。
1.3 数据分析
各项生长指标数据结果均采用平均值±标准误表
示,并釆用SPSS 16.0统计分析软件进行单因素方差分
析(LSD,P<0.05)。采用Spearman’s rho方法进行生长
指标之间的相关性分析。
2 结果与分析
2.1 盐胁迫对中华羊茅苗长的影响
由图1可知,在对照和盐浓度8.0mmol/L胁迫下,
E+和E-幼苗的苗长无显著性差异。而在盐浓度1.0、
2.0、4.0mmol/L胁迫下,E+幼苗的苗长显著高于E-幼
苗(P<0.05),分别高出56.49%、55.00%和56.39%。
在E+幼苗中,不同盐浓度处理的苗长显著高于对
照浓度(P<0.05);在E-幼苗中,盐浓度和对照的苗长
无显著性差异。
2.2 盐胁迫对中华羊茅根长的影响
从图2可以看出,在对照条件下,E+和E-幼苗根长
无显著性差异。而在盐浓度1.0、2.0、4.0、8.0mmol/L
胁迫下,E+幼苗的苗长依次显著高于E-幼苗32.86%、
44.86%、85.42%和106.80%(P<0.05)。
在E+幼苗中,不同盐浓度处理的根长显著高于对
照浓度(P<0.05);在E-幼苗中,盐浓度4.0mmol/L和
对照的根长无显著性差异,二者的根长显著高于盐浓
度为8.0mmol/L的幼苗,但显著低于盐浓度1.0、
2.0mmol/L的幼苗根长(P<0.05)。
图1 不同盐处理下E+和E-中华羊茅苗长的变化
Fig.1 The seedling length of endophyte-infected and
endophyte-free Festuca sinensis under
diferent salt concentrations
图2 不同盐处理下E+和E-中华羊茅根长的变化
Fig.2 The root length of endophyte-infected and
endophyte-free Festuca sinensis under
diferent salt concentrations
2.3 盐胁迫对中华羊茅苗鲜重的影响
从图3可以看出,在对照和盐浓度胁迫下,E+幼苗
的苗鲜重显著高于E-幼苗(P<0.05)。随着盐浓度增加,
与E-幼苗相比,E+幼苗的苗鲜重分别高于38.66%、
88.81%、34.66%、36.69%和13.11%。
在E+幼苗中,不同盐浓度处理的苗鲜重显著高于
对照浓度(P<0.05),且随着盐浓度增加苗鲜重逐渐降
低;在E-幼苗中,除盐浓度1.0mmol/L外,其它盐处理
的苗鲜重显著高于对照浓度的幼苗(P<0.05)。
2.4 盐胁迫对中华羊茅根鲜重的影响
由图4可知,在盐浓度2.0mmol/L和8.0mmol/L
胁迫下,E+幼苗的根鲜重显著高于E-幼苗(P<0.05),分
别高于81.82%和100.00%。
在E+幼苗中,盐浓度1.0mmol/L和2.0mmol/L
处理的根鲜重显著高于对照浓度和其它盐处理的幼苗
(P<0.05);在E-幼苗中,盐浓度8.0mmol/L的根鲜重
显著低于对照和其它盐浓度的幼苗(P<0.05)。
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北方园艺2016(09):65~68 植物·园林花卉·
图3 不同盐处理下E+和E-中华羊茅苗鲜重的变化
Fig.3 The seedling fresh weight of endophyte-infected and
endophyte-free Festuca sinensis under
diferent salt concentrations
图4 不同盐处理下E+和E-中华羊茅根鲜重的变化
Fig.4 The root fresh weight of endophyte-infected and
endophyte-free Festuca sinensis under
diferent salt concentrations
2.5 盐胁迫下各项生长指标的相关性分析
由表1可知,整个试验中苗长与根长或苗鲜重存在
0.851或0.895的相关系数,达到极显著水平;根长与苗
鲜重、根长与根鲜重之间相关系数分别为0.717和
0.736,均达到显著水平。盐处理组,苗长与根长、苗长与
苗鲜重之间相关系数分别为0.835和0.935,均达到极
显著水平;根长与根鲜重之间相关系数为0.715,达到显
著水平。不带菌植株中,一些生长指标之间呈负相关
性,仅根长和根鲜重之间相关系数为0.919,达到显著水
平。带菌植株中,苗长与根长或苗鲜重、根长与苗鲜重
之间的相关系数较高,分别为0.990、0.993和0.988,均
达到极显著水平。总体上,苗长与根长或苗鲜重相关系
数较高,且内生真菌能提高其相关系数。
表3 盐胁迫下中华羊茅各项生长指标的相关分析
Table 3 Correlation of seedling growth criteria of Festuca sinensis afected by salt
苗长Seedling length 根长Root length 苗鲜重Seedling fresh weight 根鲜重Root fresh weight
盐处理和CK
Salt treatment
and CK
盐处理
Salt
treatment
带菌情况
Endophyte
state
E+ E-
盐处理和CK
Salt treatment
and CK
盐处理
Salt
treatment
带菌情况
Endophyte
state
E+ E-
盐处理和CK
Salt treatment
and CK
盐处理
Salt
treatment
带菌情况
Endophyte
state
E+ E-
盐处理和CK
Salt treatment
and CK
盐处理
Salt
treatment
带菌情况
Endophyte
state
E+ E-
苗长
Seedling length
1 1 1 1 0.851** 0.835**0.990**-0.352 0.895** 0.935**0.993** 0.242 0.465 0.409 0.689 -0.352
根长
Root length
1 1 1 1 0.717* 0.672 0.988**-0.417 0.736* 0.715* 0.681 0.919*
苗鲜重Seedling
fresh weight
1 1 1 1 0.261 0.151 0.684 -0.533
根鲜重Root
fresh weight
1 1 1 1
注:*表示差异显著(P<0.05),**表示差异极显著(P<0.01)。
Note:*shows significant diference(P<0.05),**shows highly significant diference(P<0.01).
3 讨论
诸多研究报道了低浓度盐对植物幼苗生长有促进
或无明显作用,而高浓度的盐表现显著抑制作用[15-17]。
该试验发现E+幼苗中,盐浓度为1.0~8.0mmol/L时
促进苗长、根长和苗鲜重的增加,而1.0~2.0mmol/L
盐浓度对根鲜重有显著增效作用;在E-幼苗中,1.0~
2.0mmol/L盐浓度显著增加根长,2.0~8.0mmol/L盐
浓度明显增加苗鲜重,8.0mmol/L对根长和根鲜重具
有抑制作用。可见,不同植物种群对盐胁迫的反应不
一致。
微生物影响植物适应干旱、盐分、极端温度胁迫等
环境已有相关的研究报道[18-20]。接种内生真菌(Fusarium
culmorum或Curvularia protuberata)能提高水稻耐盐能
力,促进幼苗的生长[21]。张萍萍等[22]研究内生真菌侵
染对盐胁迫下多年生黑麦草种子的萌发和幼苗生长的
影响,发现0~170mmol/L NaCl浓度下,内生真菌侵染
对根长和苗长的影响不大,在高浓度下,内生真菌起着
明显的促进作用。王正凤等[23]认为高浓度盐胁迫下,与
E-幼苗相比,内生真菌显著增加野大麦分蘖数、地上部
分和根系生物量。该研究发现,与E-幼苗相比,对照条
件下除内生真菌增加苗鲜重外,其它各项生长指标均无
明显差异性;在1.0~8.0mmol/L盐浓度下内生真菌显
著增加根长和苗鲜重,在1.0~4.0mmol/L盐浓度下内
生真菌明显促进苗长,在2.0mmol/L或8.0mmol/L盐
浓度下内生真菌明显增加根鲜重。
参考文献
[1] 师尚礼,李锦华.羊茅属两种牧草生态适应性及其栽培技术[J].草
76
·园林花卉·植物 北方园艺2016(09):65~68
地学报,2006,14(1):39-42.
[2] 孙明德.高寒地区优良牧草:青海中华羊茅[J].青海草业,2008,17
(4):8-11.
[3] 赵年武,郭连云,侯万红,等.高寒半干旱地区4种牧草的适应性及
使用价值[J].安徽农业科学,2011,39(20):12256-12258.
[4] 马玉寿,尚占环,施建军,等.黄河源区“黑土型”退化草地人工群落
组分配置技术研究[J].西北农业学报,2007,16(5):1-6.
[5] 施建军,洪绂曾,马玉寿,等.人工调控对禾草混播草地群落特征的
影响[J].草地学报,2009,17(6):745-751.
[6] NAN Z B,LI C J.Neotyphodium in native grasses in China and observations
on endophyte/host interactions[M]//Paul V H,Dapprich P D(eds).proceed-
ings of the 4th International Neotyphodium/Grass Interactions Symposium.
Soest,Germany,2000:41-50.
[7] JOHNSON L J,de BONTH A C M,BRIGGS L R,et al.The exploitation
of epichloae endophytes for agricultural benefit[J].Fungal Diversity,2013,60
(1):171-188.
[8] 杨洋.中华羊茅内生真菌及其对宿主抗寒性的影响[D].兰州:兰州
大学,2010.
[9] 金文进,李春杰,南志标.中华羊茅内生真菌Neotyphodiumsp.生物
学与生理学特性的研究[J].菌物学报,2009,28(3):363-369.
[10]杨洋,陈娜,李春杰.甘肃中华羊茅内生真菌形态多样性[J].草业科
学,2011,28(2):273-278.
[11]PENG Q Q,LI C J,SONG M L,et al.Efects of seed hydropriming on
growth of Festuca sinensis infected with Neotyphodium endophyte[J].Fungal
Ecology,2013,6(1):83-91.
[12]彭清青,李春杰,宋梅玲,等.不同酸碱条件下内生真菌对三种禾草
种子萌发的影响[J].草业学报,2011,20(5):72-78.
[13]彭清青.Neotyphodium内生真菌对中华羊茅耐寒性的影响[D].兰
州:兰州大学,2012.
[14]ZHOU L Y,LI C J,ZHANG X X,et al.Efects of cold shocked Epichlo
infected Festuca sinensis on ergot alkaloid accumulation[J].Fungal Ecology,
2015,14:99-104.
[15]卢艳敏.不同盐胁迫对高羊茅种子萌发的影响[J].草业科学,2012,
29(7):1088-1093.
[16]程李香,李辉军,韩国明,等.盐胁迫对黄瓜种子萌发及其幼苗生理
特性的影响[J].甘肃科技纵横,2012,41(3):50-51.
[17]鲁红侠,杨艳,朱小茜.NaCl胁迫对拟南芥种子萌发与幼苗生长的影
响[J].安徽农业科学,2013,41(8):3331-3333.
[18]RODRIGUEZ R J,REDMAN R S.More than 400milion years of
evolution and some plants stil can’t make it on their own:plant stress tolerance
via fungal symbiosis[J].Journal of Experimental Botany,2008,59(5):1109-1114.
[19]YIN L,REN A,WEI M,et al.Neotyphodium Coenophialum-infected
tal Fescue and its potential application in the phytoremediation of saline soils
[J].International Journal of Phytoremediation,2014,16(3):235-246.
[20]DING S,HUANG C L,SHENG H M,et al.Efect of inoculation with
the endophyte Clavibactersp.strain Enf12on chiling tolerance in Chorispora
bungeana[J].Physiologia Plantarum,2011,141(2):141-151.
[21]REDMAN R S,KIM Y O,WOODWARD C J D A,et al.Increased
fitness of rice plants to abiotic stress via habitat adapted symbiosis:a strategy
for mitigating impacts of climate change[J].PloS One,2011,6(7):e14823.
[22]张萍萍,胡龙兴,傅金民.内生真菌侵染对盐胁迫下黑麦草种子萌发
的影响[J].草业科学,2012,29(7):1094-1099.
[23]王正凤,李春杰,金文进,等.内生真菌对野大麦耐盐性的影响[J].草
地学报,2009,17(1):88-92.
Effect of Epichloon Seedling Growth of Festuca sinensis Under Salt Stress
ZHOU Lianyu,ZHANG Shuai,GENGZHOU Cairang,LUO Qiaoyu
(Educational Ministry Lab of Environment and Resource in Qinghai-Tibet Platean,Qinghai Normal University,Xining,Qinghai 810008)
Abstract:Using seedlings growth of Festuca sinensis infected-endophyte(E+)and uninfected-endophyte(E-)as
material,the efects of NaCl concentrations on seedling length,root length,seedling fresh weight and root fresh weight of
Festuca sinensis were studied for providing theoretical basis for the efects of Epichloendophyte infection on salt stress
by germination method of Petri plates.The results showed that in E+ seedlings salt concentrations ranged from
1.0mmol/L to 8.0mmol/L promoted significantly seedling length,root length and seedling fresh weight(P<0.05),and
salt concentrations between 1.0mmol/L and 2.0mmol/L increased significantly root fresh weight(P<0.05).In
E-seedlings root length was increased under salt concentration ranging from 1.0mmol/L to 2.0mmol/L(P<0.05),
seedling fresh weight increased significantly under al salt concentration except 1.0mmol/L NaCl(P<0.05),and root
length and fresh weight were significantly inhibited by 8.0mmol/L NaCl(P<0.05).Compared with E- seedlings,
E+ones had higher seedling fresh weight under control conditions,E+ ones had higher root length and seedling fresh
weight under al salt concentration(P<0.05),E+ones had higher seedling length under salt concentration ranging from
1.0mmol/L to 4.0mmol/L(P<0.05),and E+ones had higher root fresh weight under 2.0mmol/L or 8.0mmol/L
NaCl(P<0.05).There were high positive correlation between seedling length and root length,and between seedling
length and fresh weight,which were higher in E+seedlings.
Keywords:Festuca sinensis;Epichlo;salt stress;seedling growth
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