外生菌根真菌卷边桩菇促进宿主灰杨氮吸收利用特征

【目的】分析外生菌根真菌卷边桩菇对灰杨铵态氮和硝态氮吸收、同化和代谢的影响,揭示卷边桩菇促进灰杨氮吸收利用的生理特征。【方法】对砂培灰杨幼苗接种外生菌根真菌卷边桩菇,以正常根、菌根和叶片为研究对象,采用非损伤微测技术测定NH_(4)^(+)与NO_(3)^(-)吸收速率,利用qRT-PCR分析氮转运基因的转录水平,应用分光光度计法测定NH_(4)^(+)与NO_(3)^(-)含量以及氮同化酶活性,使用元素分析仪测定总碳和总氮。【结果】接种卷边桩菇16周后,灰杨根系形成明显的外生菌根结构,菌根定殖率达55.5%。菌根灰杨的净光合速率显著高于非菌根灰杨,生物量没有明显变化。菌根灰杨根尖的NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)吸收速率相较非菌根灰杨显著提高。接种卷边桩菇改变灰杨根尖吸收NO_(3)^(-)的空间特征,使最大吸收点从900μm前移至300μm。与氮的吸收速率一致,菌根灰杨根中NH_(4)^(+)转运蛋白编码基因(如AMT1;1、AMT2;1和AMT3;2等)和NO_(3)^(-)转运蛋白编码基因(如NPF1.2F、NPF2.11A和NPF6.3等)的转录表达显著高于非菌根灰杨,且菌根灰杨根中NH_(4)^(+)转运蛋白编码基因的上调程度强于NO_(3)^(-)转运蛋白编码基因,菌根灰杨根和叶中的NH_(4)^(+)以及根中的NO_(3)^(-)含量显著高于非菌根灰杨。菌根灰杨根和叶中的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶等NH_(4)^(+)氮同化酶活性显著升高。接种卷边桩菇引起灰杨根中的总氮含量显著升高,叶中的总碳含量显著降低,菌根灰杨根和叶中的碳/氮显著低于非菌根灰杨。【结论】外生菌根真菌卷边桩菇主要通过提高铵态氮的吸收、同化和代谢,增强宿主灰杨的氮营养。