水曲柳丛枝菌根真菌接菌苗对干旱胁迫的生长和生理响应

【目的】研究水曲柳接种丛枝菌根真菌后对干旱环境的生长和生理响应,为丛枝菌根真菌在干旱环境中的应用提供理论依据,也为水曲柳在干旱环境下的苗木培育及生产提供技术支撑。【方法】以水曲柳幼苗为供试植物,选取幼套球囊霉菌和摩西球囊霉菌为供试菌种,设置单接幼套球囊霉菌(Ge)、单接摩西球囊霉菌(Gm)和混合接种(Mix:Ge+Gm)3种接菌方式,以不接菌苗(CK)为对照组;在温室内采用盆栽控水的方式模拟自然干旱,设置轻度干旱LD(控水5天)、中度干旱MD(控水10天)和重度干旱SD(控水15天)3个处理,与全程正常供水NW进行比较;研究水曲柳接菌苗对不同水分条件的菌根侵染率、生长、渗透调节和抗氧化系统响应。【结果】1)干旱胁迫下,接菌能够促进苗木生长,提高苗木质量;混合接菌比单一接菌更有助于提高苗木生长。混合接种处理具有更高的菌根侵染率,相关分析发现,菌根侵染率与苗高增量、地径增量、生物量增量、根长、根表面积、根系平均直径、可溶性蛋白(Sp)和脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著正相关(P<0.05),与丙二醛(MDA)含量显著负相关(P<0.05)。2)轻度胁迫时,混合接种处理的苗高增长量是CK的230.30%;混合接种处理的Sp含量分别是Ge、Gm和CK的1.1倍、1.3倍和1.5倍,Pro含量分别较Ge、Gm和CK增加25.12%、34.03%和68.30%。干旱胁迫下,接菌苗的MDA含量显著低于未接菌苗(P<0.05);POD、SOD和过氧化氢酶(CAT)活性显著高于未接菌苗(P<0.05)。【结论】干旱胁迫下,接菌促进幼苗的生长,增强幼苗的渗透调节能力和抗氧化系统调节能力。与单一接菌相比,混合接菌苗木具有更强的抗旱性。

水曲柳轻基质容器苗菌根化生长效应

【目的】菌根真菌可有效的促进植物生长,提高植物抗性,在林业上具有广泛的应用前景。探索菌根真菌在水曲柳育苗中的合理应用,阐明单一接菌和混合接菌对苗木生长的影响,有助于更好地利用菌种资源,高效优质培育水曲柳菌根化轻基质容器苗。【方法】选用6种菌源[摩西球囊霉菌、幼套球囊霉菌、摩+幼(摩西球囊霉菌和幼套球囊霉菌混合接菌)、水曲柳纯林林下腐殖质、落叶松纯林林下腐殖质、水曲柳落叶松混交林下腐殖质]接种水曲柳轻基质苗,并以非接菌苗为对照。在生长结束后分析水曲柳轻基质菌根化苗木生长及根系发育差异。【结果】接菌可显著促进苗木生长,提高苗木质量。混合接菌比单一接菌更有助于提高苗木生物量。摩+幼混合接菌处理下苗高比对照高出31.22%;水曲柳落叶松混交林下腐殖质处理苗木地径、叶面积分别比对照高出21.52%、55.13%。混合接菌可以显著促进水曲柳轻基质苗根系发育,增大水曲柳根系直径、根系表面积、根系体积、根尖数量、细胞直径、维管束直径及皮层厚度。混合接菌时菌丝侵染率显著提高的同时,菌丝侵入皮层的层数也增加。【结论】接菌可显著促进水曲柳轻基质容器苗生长。与单一菌种相比,混合接菌对苗木生长及菌根发育具有更好的促进作用。摩+幼混合接菌及水落混交林下腐殖质接菌效果更优。

水曲柳雌雄株复叶类型及光合功能对不同生境的响应

植物复叶形态和光合功能是对生境响应的最直观表现之一,复叶光合能力和小叶数量直接反映出植物对生境的适应性。水曲柳(Fraxinus mandschurica)雌雄株存在一定的形态差异,其复叶在不同生境下也可能存在不同的适应性,为进一步分析雌雄异株型个体叶片对生境异质性的差异响应,该研究以长期生长在干旱盐碱生境和适宜生境的水曲柳成熟雌株和雄株复叶为研究对象,分析了两种生境中雌株和雄株复叶之间的性别差异以及不同小叶数量复叶间形态和光合功能性状的差异。研究发现:(1)和适宜生境相比,干旱盐碱生境中水曲柳雌株和雄株同一小叶数量复叶的形态和光合能力虽未表现出性别差异,但雌株9小叶型复叶数量占比的增加量高于雄株29.13%,11小叶型复叶数量占比的下降量高于雄株33.74%,雌株9小叶型复叶的光合速率下降量高于雄株10.98%。(2)在适宜生境中,雄株复叶数量集中分布在9小叶型和11小叶型,雌株复叶数量集中在11小叶型,雌株和雄株11小叶型复叶的比叶面积大于7小叶型和9小叶型复叶,干物质含量显著高于7小叶型和9小叶型复叶;在干旱盐碱生境中,雌株和雄株的复叶数量集中在9小叶型,虽然雌雄株9小叶型复叶的比叶面积小于11小叶型复叶,但9小叶型复叶的叶干质量高于11小叶型复叶;两生境中雌株和雄株9小叶型和11小叶型复叶的净光合速率也无显著差异。(3)在复叶形态和气体交换能力指标中,复叶的小叶数量占比、叶干质量、比叶面积和净光合速率具有较高的可塑性。综上所述,在适宜生境下,水曲柳雌雄株复叶的形态存在性别差异,表现为雌株主要发育11小叶型复叶,雄株主要发育9小叶型和11小叶型复叶,雌雄株间的光合功能未表现出性别差异;而在干旱盐碱生境下,水曲柳雌雄株复叶的形态和光合功能未表现出性别差异,雌株和雄株均主要发育9小叶型复叶。该研究为雌株和雄株复叶在不同生境下生长发育的性别差异提供了理论依据,也为雌雄异株型乔木雌株和雄株复叶的生态适应性提供了数据支撑。

不同生境水曲柳种子的形态结构及抗旱性分析

为选育水曲柳耐干旱品种提供理论依据,选取不同生境水曲柳(Fraxinus mandshurica)种子为试验材料,对比分析不同生境下水曲柳种子的形态结构特征和吸水特性,采用不同质量浓度的聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)溶液对水曲柳种子进行干旱胁迫,比较分析不同生境水曲柳种子在干旱环境下的萌发表现。研究结果显示,1)半干旱生境水曲柳的种子和种翅大小、千粒质量及种皮厚度等形态结构均显著大于适生生境种子;2)半干旱生境种子萌发时的吸水率显著低于适生生境种子7.75%;3)当PEG溶液质量浓度为10%时,半干旱生境水曲柳种子的发芽率、发芽指数、活力指数以及胚根长度开始显著高于适生生境种子。对发芽率进行线性回归,半干旱生境水曲柳种子的耐旱极限质量浓度是适生生境种子的1.23倍,具有更强的耐旱能力;4)干旱胁迫下,两生境水曲柳种子的过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性均表现出先上升后下降的趋势,且半干旱生境种子的酶活性始终高于适生生境。此研究结果表明在干旱环境造林选种时,可优先选用半干旱生境水曲柳种子作为造林种源,以提高种子萌发率和苗木成活率,为水曲柳资源扩大提供保障。

3种倍性青杨扦插苗对覆膜滴肥的生长响应

【目的】研究指数施肥与常规施肥在覆膜滴灌形式下对1年生多倍体青杨(Populus cathayana)扦插苗生长、根系形态、生物量积累和光合作用的影响,选出更适合其生长规律的滴肥方式,旨在提高多倍体青杨扦插苗质量的条件下缩短苗木生长周期,为不同倍性青杨扦插苗水肥管理提供理论依据。【方法】以2倍体、3倍体和4倍体1年生青杨扦插苗为对象,设置覆膜滴灌下指数施肥(8.01 g/株,EF)、常规施肥(7.98 g/株,CF)和不施肥(CK) 3种处理。每次施肥前测定青杨扦插苗苗高和地径,绘制生长曲线。在生长旺盛期进行生理指标的测定,最终收获苗木后,分离根系对其进行扫描,获得根系形态指标。最后烘干苗木根、茎、叶测定各器官生物量。【结果】生长结束时与指数滴肥处理相比,常规滴肥处理更显著地促进青杨扦插苗生长,苗高和地径分别比对照增加27.80%和13.81%(P<0.05),多倍体(3倍体、4倍体)苗木各营养器官生物量显著增加,4倍体青杨插条根系生物量最高为25.73g。主要表现在多倍体苗木根系长度、根系直径、根系表面积、根系体积和根尖数量分别显著高出对照182.60%、32.97%、122.02%、119.48%和178.25%(P<0.05),且各指标从大到小依次为3倍体>4倍体>2倍体植株的。常规滴肥下多倍体叶片叶绿素含量较对照显著高出14.66%,苗木单株光合产量较对照显著高出38.79%,且各指标从大到小依次为4倍体>3倍体>2倍体。覆膜常规滴肥苗木气孔导度低于指数滴肥,但却保持着较高的胞间CO2浓度,其中多倍体植株气孔导度大于2倍体植株的。【结论】覆膜滴肥情况下,常规滴肥更有助于促进多倍体青杨扦插苗生长,3倍体和4倍体植株生长差异不大。