接种土著和外源AM真菌对杜梨抗旱性的影响及其适应机制

【目的】丛枝菌根(AM)真菌可改善植物生长,提高抗环境胁迫能力。筛选对梨苗具有抵御干旱胁迫的AM真菌,为梨菌根化育苗提供理论依据与技术途径。【方法】采用盆栽试验及高通量测序技术,对杜梨苗分别接种梨土著AM真菌层状近明球囊霉(Claroideoglomus lamellosum,Cl)和外源菌株摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)及蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea,Am),探究干旱胁迫下单接种土著、外源菌株及混合接种(Mix)处理对杜梨幼苗生长的影响,分析干旱0、3和6周Mix处理下根系及根际土AM真菌群落变化。【结果】正常水分和干旱处理下,单接种梨土著菌株Cl、外源菌株Ri及Mix处理均显著提高株高、茎粗、叶面积、叶片相对含水量,干重增加35.26%—52.20%;地上部磷、钾、钙、镁等元素吸收增强,尤其增加磷的吸收,菌根磷吸收效应最高达1.0以上,而单接种外源菌株Am效果次之,正常供水条件下Fm抑制杜梨幼苗生长。回归性分析表明,菌根生长效应和元素吸收随侵染强度的增加而增加。干旱胁迫下,接种AM真菌显著降低杜梨幼苗叶片丙二醛含量,抗氧化酶活性和脯氨酸含量均有不同程度提高。测序结果显示,与正常水分相比,干旱胁迫下杜梨幼苗根系及根际土AM真菌群落结构发生显著改变,其中外源菌株Ri均占主导,Cl、Am丰度次之,Fm丰度最低,且随干旱胁迫程度增加,根内Ri的丰度显著上升。【结论】接种不同AM真菌对杜梨幼苗具有不同的生长效应,其中梨土著菌株Cl和外源菌株Ri表现出较强的促生和抗旱能力。AM真菌群落中Ri丰度的提高是杜梨幼苗适应干旱胁迫的重要途径。