盐胁迫下内生真菌感染对高羊茅生理指标和产量的影响

陈水红　崔小杰　张剑云

摘要：以感染内生真菌的草坪草高羊茅凌志为试验材料，建植内生真菌感染（E+）和不感染（E-）的高羊茅植株，并对其进行不同浓度的盐分胁迫，通过观测生长和相关生理指标，揭示内生真菌对宿主植物抗盐性的影响。结果表明，在盐处理下，内生真菌感染可导致高羊茅茎叶中丙二醛含量和还原糖含量增加；过氧化氢酶活性、脯氨酸含量和过氧化物酶活性降低；内生真菌感染对宿主高羊茅的地上和地下产量有增益作用。

关键词：内生真菌；高羊茅；抗盐性；生理指标；产量

中图分类号：S543.901 文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2015）05-0187-03

与植物共生的真菌按照共生部位的不同可分为2类：一类是存在于植物根部的菌根真菌；另一类是存在于健康植物茎叶中的内生真菌。内生真菌可以增强宿主植物对生物胁迫和非生物胁迫的抗性。关于内生真菌对禾本科植物抗逆性影响的研究，目前的工作集中在对生物胁迫的抗性方面，其中包括食草动物和食草昆虫的取食、线虫和病原菌的危害以及其他植物的竞争等。至于对非生物胁迫的抗性，以往的研究重点多放在对干旱胁迫的抗性方面，大量的研究工作表明，内生真菌可增强宿主植物的抗旱性，而关于内生真菌感染对植物抗盐性的影响目前报道较少。

世界有10%以上的陆地面积受盐渍化的影响，中国的盐渍化和次生盐渍化土地也有4000万hm²以上，尤其是在新疆地区，不仅气候干燥，而且土地也多为盐碱地带，使得植被显得尤为珍贵。大面积的盐渍化土地严重制约了农业生产，对其进行改造成为当务之急。采用选育或培育抗盐品种来改良盐碱地，对保护植被、大力发展绿化、优化人们生活环境有着极其重要的意义。国内外众多学者做了大量的研究工作，发现内生真菌对植物盐胁迫适应机制有重要的影响作用。因此本研究选择了适合于南疆塔里木盆地生长的草坪草——高羊茅凌志为试验材料，在盆栽条件下模拟盐胁迫试验，研究内生真菌对宿主抗盐性的影响。

1.材料与方法

1.1试验材料

高羊茅凌志的种子购买于百绿国际草业有限公司。

1.2试验方法

1.2.1植株幼苗培养在直径14cm的花盆里，加入灭过菌的蛭石粉，压平并均匀地种植高羊茅种子，播种后，每天浇水，出苗后每3天浇1次水，每周浇1次完全Hoagland营养液，自然光照，培养6周以上。

1.2.2

内生真菌检测

当高羊茅幼苗长到分蘖期时，用镊子和手术刀片刮取高羊茅植株叶鞘表皮细胞放在载玻片上用0.8%的乳酸苯胺蓝染色后在显微镜下观察，判断是否带内生真菌。检测结果为市售种子带菌率100%。

1.2.3不带内生真菌植株选取一半的植抹，喷洒杀真菌剂，7d后检测是否全部杀死内生真菌。检测结果为70%植株体内不带内生真菌，将检测的不带菌植株移栽到直径14cm、高22cm的花盆里，每盆5株。同时，移栽带菌植抹于同样大小的花盆中，每盆5株。

1.2.4盐分胁迫处理同时对带菌植株（E+）和不带菌植株（E-）分别进行3个盐分浓度处理，分别为0.4%NaCl溶液（处理1）、0.8%NaCl溶液（处理2）、1.2%NaCl溶液（处理3），对照（CK）只浇Hoagland营养液和水，重复5次。胁迫过程中注意及时补充由于叶片蒸腾损失的水分，以保持花盆内处理液恒定浓度。胁迫处理1周后，测定植株理化指标；1个月后，测定茎叶产量和根产量。

1.2.5指标测定方法可溶性糖含量测定采用李合生的蒽酮比色法；脯氨酸含量测定采用张殿忠等的磺基水杨酸法；丙二醛含量测定参照李合生的硫代巴比妥酸法；过氧化物酶（POD）活性测定采用李合生的愈创木酚法；过氧化氢酶（CAT）活性参照李树伟等的滴定法。

2.结果与分析

2.1丙二醛（MDA）含量

由图1可知，随着盐浓度升高，高羊茅植株丙二醛含量增加；感染内生真菌高羊茅丙二醛含量均高于不感染的高羊茅植抹。

2.2脯氨酸含量

脯氨酸（Pro）是植物蛋白质的组分之一，并可以游离状态广泛存在于植物体中。在干旱、盐渍等胁迫条件下，许多植物体内脯氨酸大量积累。由图2可知，在盐胁迫条件下，感染内生真菌的高羊茅植株比不感染内生真菌的高羊茅植株脯氨酸含量低；随着盐浓度升高，脯氨酸含量也升高。

2.3可溶性糖含量

从图3可以看出，在对照和低盐浓度处理下，感染内生真菌和未感染内生真菌的高羊茅植株的可溶性糖含量无明显变化。随着盐浓度升高，带菌植株与不带菌植株的可溶性糖含量均明显下降，但感染植株仍比未感染植株可溶性糖含量高。在0.8%NaCl盐浓度胁迫下，内生真菌感染显著提高了宿主高羊茅中可溶性糖的含量。

2.4过氧化物酶（POD）活性

由图4可知，在对照和低盐浓度处理下，感染内生真菌和未感染内生真菌的高羊茅植株地上部分的POD活性无明显差异，但随着盐浓度升高，带菌植株的POD活性下降，且在1.2%氯化钠处理时显著低于未带菌处理。所有处理中带内生真菌高羊茅植株的POD活性均低于不带菌植株。

2.5过氧化氢酶活性

过氧化氢酶（CAT）是一种酶类清除剂，是以铁卟啉为辅基的结合酶。它可促使H2O2分解为分子氧和水，清除体内的过氧化氢，从而使细胞免受H2O2的毒害，是生物防御体系的关键酶之一。图5表明，在盐胁迫下，带内生真菌的高羊茅植株内过氧化氢酶活性比不含内生真菌的高羊茅植株低，且在0.4%NaCl溶液处理时显著低于未带菌处理。随着盐胁迫浓度升高，感染和未感染植抹的过氧化氢酶活性均升高。

2.6产量

地上草产量和地下根质量可以很直观地表现出植株的生长状况。在外界条件不适合植株生长时，植物会通过调节叶质量和根质量的比例即根冠比来适应不同的环境。由图6和图7可知，随着盐胁迫浓度升高，带菌高羊茅植株的地上草（茎叶）产量和地下根产量都降低。在小于0.8%NaCl浓度处理前，带菌植株的地上草产量高于不带菌高羊茅植株的产量。而感染内生真菌植抹的根产量一直高于不带内生真菌植株，说明在盐胁迫作用下，内生真菌的感染提高了宿主植物的根产量。综上所述，在盐胁迫条件下，带菌种群产量高于不带菌种群，说明盐胁迫条件下内生真菌能促进高羊茅的生长，从而提高其耐盐性。

3.结论与讨论

细胞膜的稳定性影响着植物的渗透能力，因此细胞膜的稳定性可用来判断不同植物的抗逆性，丙二醛作为脂质过氧化作用的产物，其含量高低反映了膜脂过氧化作用的强弱。抗盐性较强的牧草体内膜脂过氧化物产物丙二醛含量较高，而抗盐性较差的则相反。本试验结果也证实了这点，随着盐浓度升高，丙二醛含量呈现增加趋势。内生真菌感染能提高宿主丙二醛含量。

到目前为止的研究表明，植物体内渗透调节剂的种类和数量是衡量植物抗盐能力的重要参考指标，脯氨酸含量被用于鉴定牧草耐盐性，脯氨酸累积可以增加对胁迫的耐性。本研究中感染内生真菌植株与未感染植株在高盐浓度胁迫下脯氨酸含量均明显升高，也证实了脯氨酸积累可增加对胁迫的耐性，但感染内生真菌植株比未感染植抹的脯氨酸含量低，这一结论与任安芝等内生真菌感染可导致宿主黑麦草叶内的脯氨酸含量增加的结果不符合。

盐胁迫下植物生长受到抑制，葡萄的糖利用减少，植物叶片内可溶性糖含量增加。在本试验中，随着盐浓度升高，感染植株与未感染植抹可溶性糖含量均降低，感染内生真菌的高羊茅植株的可溶性糖含量高于未感染植株。这一结论与任安芝等内生真菌感染显著降低了宿主黑麦草中可溶性糖的含量也是相反的。

过氧化物酶为植物内源自由基消除剂，属于保护酶系统。从本试验结果可知，高羊茅植株受到盐胁迫后，感染内生真菌植株的过氧化物酶活性低于未感染植株。这与任安芝等报道的内生真菌在黑麦草抗旱中的研究结果一致。随着盐胁迫浓度升高，植株体内过氧化氢酶含量也随着升高，证明了过氧化氢酶活力越高，植株体内的抗盐性越强；但试验结果为感染植株体内的过氧化氢酶含量比未感染植株的含量低，盐胁迫下内生真菌未表现出对植物cAT酶的活性调节作用，与陈世苹等的研究结果一致。

本研究结果表明，在低于0.8%Nacl盐胁迫条件下，感染内生真菌的高羊茅植株地上部分产量和地下部分产量均高于未感染植株，说明在适度盐胁迫条件下内生真菌提高了宿主高羊茅的生物量。因此内生真菌可以提高宿主高羊茅的抗盐性。endprint