AM真菌对濒危物种四合木及近缘种霸王抗旱性的影响

华北农学报·2014，29(3):170-175收稿日期：2013－12－31基金项目：国家自然科学基金项目（30460033；30960309）；国家基础科学人才培养基金项目（J0730648）；内蒙古自然科学基金项目（200508020513）作者简介：王同智（1976－），男，内蒙古牙克石人，在读博士，主要从事菌根生物学及土地复垦研究。

通讯作者：包玉英（1963－），女，内蒙古科尔沁人，教授，博士，主要从事菌根生物学及土地复垦研究。

AM 真菌对濒危物种四合木及近缘种霸王抗旱性的影响王同智1，2，包玉英1（1．内蒙古大学生命科学学院，内蒙古呼和浩特010021；2．内蒙古煤炭建设生态环境研究院，内蒙古呼和浩特010020）摘要：为探求四合木保护的菌根学途径，利用盆栽试验研究了干旱胁迫条件下丛枝菌根真菌（AMF 或AM 真菌）对四合木和霸王生长及抗旱性的影响。

结果表明：AMF 显著提高了四合木幼苗成活率，所有处理中，干旱胁迫且接种AMF 处理的四合木、霸王与正常水分且不接种AMF 处理相比较，株高、鲜质量相当，说明接种AM 真菌有显著的促生作用。

不同接种菌剂处理对四合木叶片数量无显著性影响，但不同接种剂对霸王叶片数量存在极显著性影响；接种AMF 提高了四合木的超氧化物歧化酶（SOD ）、过氧化氢酶（CAT ）的活性，降低了过氧化物酶（POD ）的活性，但霸王的SOD 、CAT 和POD 均升高。

研究表明，四合木借助提高抗氧化酶活性来适应干旱胁迫，而霸王通过减少叶片的数量，以降低蒸腾作用，提高抗氧化酶活性共同适应水分的胁迫。

利用AMF 菌种对濒危物种四合木保护具有重要生态学意义。

关键词：AMF ；干旱胁迫；四合木；霸王中图分类号：Q945文献标识码：A文章编号：1000－7091（2014）03－0170－06Effects of AM Fungi on the Growth and Drought Ｒesistance of EndangeredShrub Tetraena mongolica Maxim．and Zygophyllumx anthoxylum Maxim．WANG Tong-zhi 1，2，BAO Yu-ying 1（1．College of Life Science ，Inner Mongolia University ，Huhhot 010021，China ；2．Ｒesearch Institute of Ecology Environment of Inner Mongolia Coal Mine ，Huhhot 010020，China ）Abstract ：With pot experiment in a greenhouse ，the paper studied the effects of Arbuscular mycorrhizal Fungi on growth and drought tolerance of Tetraena Mongolica Maxim．and Zygophyllumx anthoxylum Maxim．under drought stress．The results showed that ：AMF significantly increased survival rate of Tetraena mongolica Maxim．Under differ-ent AMF treatments ，Tetraena mongolica had no significant effect on root fresh weight and leaf number ，while Zygo-phyllumx anthoxylum had significant effect on leaf number．AMF improved growth of Tetraena mongolica and Zygo-phyllumx anthoxylum ，plant height and fresh weight of Tetraena mongolica and Zygophyllumx anthoxylum was no significant difference between drought stress ，colonization and well water ，no-colonization．Under AM fungal coloniza-tion ，the activity of SOD and CAT in Tetraena mongolica was improved ，while the activity of POD was decreased．But the activity of SOD ，POD and CAT in Zygophyllumx anthoxylum was improved．The results indicated that Tetraena mongolica adapted to drought stress by increasing the AMF infection rate and coordinating antioxidant enzyme sys-tem ，while Zygophyllumx anthoxylum adapted to drought stress by reducing the number of leaves and increasing the activity of antioxidant enzyme system．Therefore ，by separating and screening AMF ，using AMF resources to protect endangered Tetraena mongolica is of great significance．Key words ：AMF ；Drought stress ；Tetraena mongolica ；Zygophyllumx anthoxylum 丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizae Fungi ，AMF 或AM 真菌）是能与80%高等植物共生，并且形成菌根共生体［1］。

二者协同进化过程中，AMF 可以影响宿主植物对土壤养分的吸收和转运，从而影响植物群落结构、影响群落生物多样性以及植物群落的生产力［2－3］。

在许多干旱和半干旱地区，干旱3期王同智等:AM真菌对濒危物种四合木及近缘种霸王抗旱性的影响171胁迫限制了植物的生长［4］，孙吉庆等［5］报道，AMF 可以提高植物的抗旱性和水分利用率。

四合木（Tetraena mongolica Maxim．）和霸王（Zygophyllumx anthoxylum Maxim．）同为蒺藜科（Zy-gophyllaceae）超旱生灌木。

其中四合木为四合木属（Tetraena Maxim．）单种属植物，西鄂尔多斯特有分布种，为第三纪古地中海孑遗植物，属国家二级保护植物，分布范围极其狭小［6］，对阿拉善荒漠地区植物物种起源、生物多样性、古植物区系、生物进化及环境演变研究具有指示作用［7］。

霸王是中亚地区的特有植物属［8］，是与四合木亲缘关系最近的物种，相对四合木生态幅较宽。

二者在数亿年的进化过程中，成功适应了干旱、高温、风沙等恶劣气候，成为该地区的优势物种。

目前有关AM真菌对四合木抗旱性的研究已有一些报道［7］，但AM真菌对四合木及其近缘种霸王抗旱性影响的研究还尚未见报道。

本研究在室内以四合木、霸王幼苗为材料，通过控制水分和接种AM真菌双因素处理，研究AM真菌对四合木和霸王抗旱特性的影响，探索AM真菌与寄主植物协同适应西鄂尔多斯干旱环境的生理机理，为四合木保护探索可能的菌根生物学途径。

1材料和方法1．1试验材料供试幼苗：植物种子采自内蒙古乌海骆驼山，种子用蒸馏水浸泡10min，0．3%高锰酸钾消毒10 min，用蒸馏水反复冲洗数次，剥果皮的四合木种子［9］和霸王种子播种于盛有已灭菌的混合基质（河沙ʒ蛭石=1ʒ1）种植袋内，30ħ、7%水分培养箱内生长90d，形成实生苗后，选择个体大小一致的幼苗备用。

供试AMF菌剂：菌剂为含有孢子、菌丝和侵染根段的根际土。

菌种1，记作+A1，20mL体积菌剂含摩西球囊霉（Glomus mosseae）孢子1472个，用量为每盆20mL；菌种2，记作+A2，20mL体积菌剂含地表球囊霉（Glomus versiforme）孢子7814个，用量为每盆4mL；菌种3，记作+A3，20mL体积菌剂含缩球囊霉（Glomus constrictum）孢子653个，每盆接种量40mL。

以上3种AM真菌由北京市农林科学院植物营养与资源研究所提供；菌种4，记作+A4，前3种菌剂各取1/3混合；菌种5，记作+A5，土著真菌，来源于四合木种群根际土，经高粱诱集培养后获得含有孢子、菌丝和侵染根段的根际土，优势菌种为透光球囊（G．diaphanum）和缩球囊霉，总孢子数量每20mL菌剂1300个孢子，接种用量20mL/盆。

供试容器：15．0cmˑ10．0cmˑ13．0cm的塑料花盆，用前在KMnO4溶液中浸泡1h，晾干备用。

1．2试验方法1．2．1试验设计采用随机区组排列的双因素8水平设计，因素一为接种AMF，分为CK，+A1，+A2，+A3，+A4和+A5共6个水平；因素二为水分处理，正常水分（Well water，WW）和干旱胁迫（Drought stress，DS），正常水分控制在基质最大持水量的75% 80%，干旱胁迫控制在基质最大持水量的35% 45%［10］，每处理8个重复，共96盆，每盆4株宿主植物。

1．2．2试验处理种植袋内幼苗根部接种上述剂量的菌种，置于装有2kg基质花盆内培养，对照盆加等量灭菌菌剂。

自然光照，平均室温23ħ，灭菌Hoagland营养液浇灌，生长90d后，开始干旱胁迫处理，每日称量法控制水分，干旱胁迫处理90d后对相关指标进行测定。

1．2．3测定方法对植物叶片数量、根系鲜质量，总鲜质量、茎粗、株高进行测定。

氮蓝四唑（Nitro Blue Tetrazolium chloride，NBT）比色法测定超氧化物歧化酶（SOD）［11－12］；愈创木酚法测定过氧化物酶（POD）［13］；Ｒao等和阮海华等［14－15］的方法测定过氧化氢酶（CAT）。

1．3数据统计数据进行正态分布和方差齐性检验，若不符合，反对数转换。

使用SPSS15软件的双因素有重复方差分析确定差异性及交互作用，Duncan新复极差分析进行多重比较。