全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (3) : 613～616
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 06 - 20; 修回日期 : 2005 - 08 - 18
基金项目 : 国家科技部科技促进三峡移民开发专项资助项目 (2003EP090018; 2004EP090019)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: renxuexia@mail1hzau1edu1cn)
枳实生苗抗旱丛枝菌根真菌菌种比较的研究
吴强盛 1, 3 　王幼珊 2 　夏仁学 13
(1 华中农业大学园艺林学学院 , 湖北武汉 430070; 2 北京市农林科学院植物营养与资源研究所 , 北京 100089; 3 长江
大学园艺园林学院 , 湖北荆州 434025)
摘 　要 : 盆栽条件下研究丛枝菌根真菌 Glom us versiform e、G. m osseae、G. geosporum、G. d iaphanum 和
G. etunicatum 对正常水分和水分胁迫下的枳实生苗水分代谢的影响。结果表明 , 在正常水分和水分胁迫下
接种丛枝菌根真菌都明显增加植株的生长 , 提高叶片可溶性糖、可溶性淀粉、可溶性蛋白质以及根系可溶
性糖的含量。叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性增强 , 从而提高了植株的抗旱性。正常
水分下以接种 G. versiform e的效果最好 , 水分胁迫下以接种 G. m osseae的效果最好。
关键词 : 枳 ; 实生苗 ; 丛枝菌根真菌 ; Glom us m osseae; 水分胁迫
中图分类号 : S 666　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0320613204
Com par ision of Arbuscular M ycorrh iza l Fung i for D rought Resistance of
Tr ifolia te O range ( Poncirus trifolia ta L. Raf. ) Seedlings
W u Q iangsheng1, 3 , W ang Youshan2 , and Xia Renxue13
(1 College of Horticulture and Forestry, Huazhong A gricu ltura l U niversity, W uhan, Hubei 430070, Ch ina; 2 Institu te of P lan t N u2
trition and Resources, B eijing A cadem y of A griculture and Forestry Sciences, B eijing 100089, China; 3 College of Horticu lture and
Garden ing, Yangtze U niversity, J ingzhou, Hubei 434025, Ch ina)
Abstract: The effect of Glom us versiform e, G. m osseae, G. geosporum , G. d iaphanum and G. etun ica2
tum on water relations of trifoliate orange ( Poncirus trifolia ta L. Raf. ) seedlings was studied in potted culture
under well2watered and water stress conditions. A rbuscular mycorrhizal inoculations increased the p lant bio2
mass and biological morphological characteristics under well2watered and water stress conditions. Soluble sugar
in leaves and roots, soluble starch in leaves, and soluble p rotein in leaves were enhanced by arbuscular my2
corrhizal inoculations under two water regimes conditions. Moreover, mycorrhizal seedlings had higher super2
oxide dismutase, peroxidase and catalase activities in leaves. Thus, the drought resistance of mycorrhizal
seedlings was enhanced. Inoculation with G. versiform e showed the greatest effects under well2watered condi2
tions and inoculated with G. m osseae the greatest effects under water stress conditions.
Key words: Trifoliate orange; Seedling; A rbuscular mycorrhizal fungi; Glom us m osseae; W ater stress
1　目的、材料与方法
柑橘根系根毛极少且短 , 对丛枝菌根真菌的依赖性极强 , 且主要以球囊霉属 (Glom us) 的真菌
为主〔1, 2〕。丛枝菌根真菌对柑橘没有专一性 , 但柑橘对菌根的依赖性变异很大。枳是我国柑橘栽培中
使用的主要砧木之一 , 其根系浅 , 抗旱性较差 , 因此选择一个较为高效的抗旱菌种十分必要 ; 丛枝菌
根对柑橘保护酶活性的研究尚未见报道 , 丛枝菌根真菌是否对柑橘叶片保护酶活性产生影响从而调节
柑橘的抗旱性也值得探讨。
取黄壤、蛭石和珍珠岩 , 按 6∶2∶1体积混合 , 作为试验基质 , 121℃灭菌 2 h。取枳种子 , 70%酒
园 　　艺 　　学 　　报 33卷
精表面消毒 15 m in, 蒸馏水冲洗数次后放置于垫有湿润滤纸的培养皿中 , 于 28℃进行暗培养。7 d后
将种子播于装有 41010 kg试验基质的塑料盆 (15 cm ×20 cm) 中。供试丛枝菌根真菌为 Glom us versi2
form e ( Karsten) Berch、G. m osseae (N icol. & Gerd. ) Gerdemann & Trappe、G. geosporum (N icol. &
Gerd. ) W alker、G. d iaphanum Morton & W alker、G. etun ica tum Becker & Gerdemann, 均由中国丛枝菌
根真菌种质资源库 (BGC) 提供。
试验设接种 G. versiform e、G. m osseae、G. geosporum、G. d iaphanum、G. etun ica tum 和不接种丛枝
菌根真菌 (Non2AMF) 6个处理。2004年 3月 11日播种 , 接种处理的每盆接入约 700个孢子。每处
理于 6月 15日开始不同水分管理 , 土壤相对含水量分别控制在 75% ～80% (正常水分 , WW ) 和
55% ～60% (水分胁迫 , W S) , 每天通过称重法控制。整个试验共 12个处理 , 每处理重复 5次 , 随
机区组排列 , 每盆栽植 6株枳实生苗 , 共 60盆。试验在华中农业大学果树标本园的塑料大棚完成。9
月 6日采收植株。
常规方法测定植株株高、茎粗、叶片数、地上部干样质量、地下部干样质量、植株干样质量和叶
面积。菌根侵染率依照 Phillip s等〔3〕的方法测定。菌根依赖性参考 Bagyaraj〔4〕的计算方法。叶片和根
系可溶性糖、可溶性淀粉、可溶性蛋白质、超氧化物歧化酶 ( SOD )、过氧化物酶 ( POD ) 和过氧化
氢酶 (CAT) 分别采用蒽酮比色法、G2250法、氮蓝四唑 (NBT) 法、愈创木酚法和分光光度法测
定。叶片相对含水量 (RWC) 采用 Estrada2Luna等〔5〕的方法测定。所有试验数据运用 SAS (811) 软
件 ANOVA 过程进行处理间差异显著性测验 , 采用 LSD法作多重比较分析。
2　结果分析与讨论
211　两种土壤水分下 5种丛枝菌根真菌对枳实生
苗菌根侵染率的影响
水分胁迫明显抑制丛枝菌根真菌对枳实生苗的
侵染 (图 1)。正常水分和水分胁迫下枳实生苗菌
根侵染率均以 G. m osseae接种的最高 , G. diapha2
num 接种的最低 , 其他 3种菌种居中。G. m osseae
接种的枳实生苗菌根发育最好 , 可能是因为在柑橘
土壤中 , G. m osseae发生频率较高〔2〕, 因此 G.
m osseae能与枳实生苗形成很好的共生关系。
212　两种土壤水分下 5种丛枝菌根真菌对枳实生
苗干物质和菌根依赖性的影响
图 1　两种土壤水分下 5种丛枝菌根真菌对枳实
生苗菌根侵染率的影响
F ig. 1　Effect of f ive G lom us spec ies on m ycorrh iza l
colon iza tion on tr ifolia te orange seedlings under
well2wa tered (WW ) and wa ter stress (W S) cond ition s
　　从表 1可知 , 接种均明显提高了地上部干样质量、地下部干样质量和植株干样质量 , 其中在正常
水分和水分胁迫下分别以 G. versiform e和 G. m osseae接种的效果最好。正常水分下枳实生苗对不同菌
表 1　两种土壤水分下 5种丛枝菌根真菌对枳实生苗干物质和菌根依赖性的影响
Table 1　The effect of f ive G lom us spec ies on dry ma tter and mycorrhiza l dependency on tr ifolia te orange ( Poncirus trifolia ta L. Raf. )
seedlings under well2wa tered (WW ) and wa ter stress (W S) cond ition s
接种
Inoculation
地上部干样质量
Shoot dry mass ( g·p lant - 1 )
WW W S
地下部干样质量
Root dry mass ( g·p lant - 1 )
WW W S
植株干样质量
Plant dry mass ( g·p lant - 1 )
WW W S
菌根依赖性
Mycorrhizal dependency ( % )
WW W S
G. geosporum 0170 a 0152 ab 0153 bc 0148 ab 1122 b 1100 ab 38 43
G. m osseae 0176 a 0164 a 0158 b 0159 ab 1135 ab 1123 a 44 54
G. versiform e 0198 a 0150 a 0176 a 0146 b 1174 a 0195 b 56 40
G. etunica tum 0178 a 0160 ab 0162 ab 0154 ab 1140 ab 1114 ab 46 50
G. diaphanum 0175 a 0146 b 0151 bc 0148 b 1125 b 0194 b 39 39
Non2AMF 0139 b 0126 c 0137 c 0131 c 0176 c 0157 c 0 0
　　注 : 同一列数字后跟不同小写字母表示差异显著 (LSD分析 , P < 0105)。下同。
Note: D ifferent letters following the data within each column mean significant difference at 0105 level (LSD analysis) . The same below.
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　3期 吴强盛等 : 枳实生苗抗旱丛枝菌根真菌种比较的研究 　
种的依赖性大小顺序为 : G. versiform e > G. etunicatum > G. m osseae > G. diaphanum > G. geosporum; 水分
胁迫下的依赖性顺序是 : G. m osseae > G. etunicatum > G. geosporum > G. versiform e > G. d iaphanum。
213　两种土壤水分下 5种丛枝菌根真菌对枳实生苗生物学形态特征的影响
接种处理均显著增加了枳实生苗的株高、茎粗和叶片数 (见表 2)。正常水分下接种 G. versiform e
的枳实生苗茎粗最高 , 接种 G. etun ica tum 的株高和叶片数最高 , 接种 G. m osseae的叶面积最高。水分
胁迫下接种 G. etun ica tum 的枳实生苗株高和叶片数数值最高 , 接种 G. m osseae的茎粗数值最高 , 接种
G. versiform e和 G. m osseae叶面积较高。
表 2　两种土壤水分下 5种丛枝菌根真菌对枳实生苗生物学形态特征的影响
Table 2　The effect of f ive G lom us spec ies on b iolog ica l m orpholog ica l character istics on tr ifolia te orange ( Poncirus trifolia ta L.
Raf. ) seedlings under well2wa tered (WW ) and wa ter stress (W S) cond ition s
接种
Inoculation
株高
Plant height ( cm)
WW W S
茎粗
Stem diameter ( cm)
WW W S
叶片数
Leaf number per p lant
WW W S
叶面积
Leaf area ( cm2 )
WW W S
G. geosporum 30145 bc 21182 b 01316 ab 01267 a 2912 b 2218 b 2145 a 1151 ab
G. m osseae 33180 bc 26183 a 01301 b 01281 a 3215 ab 2912 a 2156 a 1176 a
G. versiform e 35172 ab 21185 b 01338 a 01262 a 3417 a 2515 ab 2121 a 1177 a
G. etunica tum 39187 a 28152 a 01320 ab 01262 a 3615 a 2915 a 2107 ab 1165 a
G. diaphanum 28190 c 20160 b 01302 ab 01256 a 2912 b 2213 b 1174 b 1164 a
Non2AMF 19107 d 13182 c 01244 c 01208 b 2118 c 1613 c 1170 b 1110 b
214　两种土壤水分下 5种丛枝菌根真菌对枳实生苗可溶性物质的影响
表 3表明 , 接种处理均显著增加了叶片可溶性糖含量。在根系中 , 除 G. d iaphanum 以外其他 4
种菌种的接种都显著增加了可溶性糖含量 , 正常水分下以 G. versiform e和 G. etun ica tum 接种的叶片
可溶性糖含量较高 , 水分胁迫下接种 G. m osseae的叶片和根系可溶性糖含量最高。水分胁迫下枳
实生苗叶片可溶性糖的累积率有所降低 , 而根系中大多增长。这可能因为接种株受到水分胁迫时
丛枝菌根需要消耗一部分光合产物供自身生长 , 接种处理的根系与未接种的相比形成了一个更强
大的库 , 从而导致水分胁迫产生的叶片可溶性糖的累积很大部分转移给根系。水分胁迫对 G. m os2
seae接种的枳实生苗根系可溶性糖的累积率最大 ( 42% ) , 说明 G. m osseae较其他菌种在枳实生苗
上成为抗旱菌种的可能性更大。尽管水分胁迫下丛枝菌根真菌的接种没有影响叶片可溶性淀粉质
含量 , 但正常水分下 5种菌种的接种显著增加了叶片可溶性淀粉含量 ; 除 G. d iaphanum 外其他 4
种菌种的接种均显著提高了根系可溶性淀粉含量。丛枝菌根真菌的接种显著增加了水分胁迫下叶
片可溶性蛋白质含量 , 但正常水分下仅 G. versiform e和 G. etun ica tum 接种的有显著影响。在正常水
分和水分胁迫下分别以 G. versiform e和 G. m osseae接种的可溶性淀粉和可溶性蛋白质含量最高 , G.
d iaphanum 接种的最低。
表 3　两种土壤水分下 5种丛枝菌根真菌对枳实生苗可溶性物质的影响
Table 3　The effect of f ive G lom us spec ies on soluble ma tters on tr ifolia te orange ( Poncirus trifolia ta L. Raf. )
seedlings under well2wa tered (WW ) and wa ter stress (W S) cond ition s ( % )
接种
Inoculation
可溶性糖 Soluble sugar
叶片 Leaf
WW W S
根系 Root
WW W S
可溶性淀粉 Soluble starch
叶片 Leaf
WW W S
根系 Root
WW W S
叶片可溶性蛋白质
Leaf soluble p rotein
WW W S
G. geosporum 8148 a 9139 a 7156 ab 9101 b 8197 a 9138 a 7141 b 8187 ab 31138 ab 27149 a
G. m osseae 9112 a 9187 a 7158 a 10174 a 9105 a 10101 a 8137 ab 9195 a 29195 bc 29104 a
G. versiform e 9144 a 9176 a 7193 a 8165 b 9195 a 10101 a 8168 a 8149 b 34101 a 27135 a
G. etunica tum 9110 a 9181 a 8102 a 8189 b 9143 a 9148 a 8154 a 8190 ab 31164 ab 28144 a
G. diaphanum 8149 a 8197 a 6165 bc 6194 c 9101 a 9113 a 4145 c 7191 bc 29168 bc 24175 b
Non2AMF 6191 b 8120 b 6153 c 6188 c 7166 b 8131 a 4132 c 6199 c 28171 c 21171 c
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215　两种土壤水分下 5种丛枝菌根真菌对枳实生苗叶片保护酶和相对含水量的影响
从表 4可知 , 接种明显提高了枳实生苗叶片 SOD、POD和 CAT活性 , 有的达到显著水平 , 说明
正常水分或水分胁迫下接种丛枝菌根真菌可有效增强保护酶的活性。因此 , 可以初步认为 , 丛枝菌根
真菌提高植物抗旱性与提高保护酶活性关系密切。在正常水分条件下 , 接种 G. versiform e的枳实生苗
有最高的 SOD和 POD活性 , 接种 G. m osseae的有最高的 CAT活性 , 接种 G. geosporum 的有最高的
RWC值 , 以上接种处理的均显著高于未接种处理的。在水分胁迫条件下 , G. m osseae接种的枳实生
苗有最高的 SOD、POD和 CAT活性 , G. etun ica tum 接种的有最高的 RWC值 , 以上接种处理的均显著
高于未接种处理的。
表 4　两种土壤水分下 5种丛枝菌根真菌对枳实生苗叶片保护酶和相对含水量的影响
Table 4　The effect of f ive G lom us spec ies on protective enzym es and rela tive wa ter con ten t on tr ifolia te orange
( Poncirus trifolia ta L. Raf. ) seedlings under well2wa tered (WW ) and wa ter stress (W S) cond ition s
接种
Inoculation
超氧化物岐化酶 SOD (U·g- 1 FM)
WW W S
过氧化物酶 POD (U·g - 1 FM)
WW W S
过氧化氢酶 CAT (U·g - 1 FM)
WW W S
相对含水量 RWC ( % )
WW W S
G. geosporum 357152 bc 586125 ab 202178 a 233133 a 625100 ab 791167 ab 93144 a 87192 a
G. m osseae 356102 bc 658188 a 219144 a 263189 a 812150 a 937150 a 87115 bc 86195 a
G. versiform e 456172 a 576152 ab 226139 a 238189 a 666167 ab 854117 a 91152 ab 85198 a
G. etunica tum 405106 ab 649152 a 222122 a 236111 a 604117 bc 812150 a 91131 ab 89120 a
G. diaphanum 305109 cd 539146 b 223188 a 234172 a 348158 d 645183 bc 89169 ab 88143 a
Non2AMF 264130 d 509186 b 131194 b 166170 b 416167 cd 619192 c 84138 c 79145 b
菌种的有效性一般由不同环境条件下植物生长反应以及菌根依赖性所决定。本研究表明 , 在正常
水分下 , G. versiform e接种的枳实生苗无论在生物量、茎粗、依赖性、叶片可溶性糖、叶片和根系可
溶性淀粉、叶片可溶性蛋白质含量以及叶片 SOD和 CAT活性上均最高。因此 , 在正常水分下 G. ver2
siform e可初步认为是一个对枳实生苗较为高效的菌种。同样 , 水分胁迫下接种 G. m osseae的枳实生苗
有最高的生物量、菌根依赖性、茎粗、叶片和根系的可溶性糖和可溶性淀粉含量、叶片可溶性蛋白质
以及叶片 SOD、POD、CAT活性。因此 , 可以初步判断在水分胁迫下 G. m osseae对枳实生苗是一个较
为高效的抗旱菌种。但是 , 不同的土壤因子、气候条件、寄主植物以及地域都会影响到菌种的有效
性。而且本试验使用的材料为 1年生幼株 , 若将这 5种菌种在不同树龄或田间使用可能效果不同。在
西班牙 , Camp rubi等〔2〕将柑橘园筛选的 3种菌种 (包括 G. m osseae在内 ) 接种在枳橙、酸橙、印度
酸橘和葡萄柚上 , 结果 4种柑橘砧木都对 G. in trarad ices依赖性高 , 生长反应也最大。在美国 , Fideli2
bus等〔6〕将 4种从干旱、半干旱和湿地筛选出的 Glom us真菌接种在柠檬上 , 结果从北美沙漠的牧豆树
下选出的 Glom us sp. 25A菌株在柠檬根系中观察到最多的泡囊、丛枝和菌丝 , 且对植株的生长反应最
强。因此 , 在柑橘上展开不同地域、不同环境条件的适应性高效菌种筛选尚需进一步研究。
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