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丛枝菌根真菌（AMF）对黄瓜植株盐胁迫伤害的缓解及其生理效应研究

作　者: 韩冰
导　师: 郭世荣
学　校: 南京农业大学
专　业: 蔬菜学
关键词: 黄瓜盐胁迫丛枝菌根抗氧化酶抗坏血酸-谷胱甘肽循环矿质营养
分类号: S642.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

土壤盐渍化严重制约着农业的发展,是目前影响作物生长和产量形成的主要限制因素。高盐会引起植物的减产或死亡,影响蔬菜的品质,因此提高植物的耐盐性对于农业的可持续发展意义重大。丛枝菌根真菌(Aarbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是土壤菌根菌与高等植物根系形成的联合体,对植物具有广泛的侵染性。研究表明,接种AMF可以增加植物对N、P和微量元素的吸收,提高蔬菜的产量和品质,增强蔬菜植株对环境胁迫的抗性。但AMF对黄瓜耐盐性的生理作用及其调节机制尚未阐明。本文选用盐敏感型黄瓜品种‘津春2号’为试验材料,采用基质栽培,研究了不同种类AMF对黄瓜幼苗生长、叶片光合作用和植株体内矿质元素含量的影响,在此基础上探讨了AMF增强黄瓜耐盐性的生理机制,主要研究成果如下：盐胁迫下,黄瓜幼苗株高、茎粗和净光合速率(Pn)减少,电导率增大,MDA含量升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性增强,且随着盐胁迫浓度的升高各指标变化幅度增大；高浓度(0.9%、1.2%)NaCl处理下,叶片的生长受到明显的抑制,幼苗存活率下降；0.3%NaCl处理对植株生长和生理指标影响较小；0.6%及以上浓度NaCl处理下,黄瓜植株的生物量显著下降。接种4种不同的丛枝菌根真菌GMA、GMS、GMH、GV对黄瓜植株生长有不同程度的促进作用,并显著提高黄瓜叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和净光合速率(Pn)以及植株体内的矿质元素的含量,其中GMA对黄瓜生长促进效果最好。进一步研究了接种GMA对胁迫条件下黄瓜产量和品质的影响,结果表明,盐胁迫下,接种AMF可以缓解盐胁迫对黄瓜生长的抑制作用,提高植株体内各矿质元素含量,以及果实产量和品质。说明AMF可通过促进盐胁迫下黄瓜植株对矿质营养的吸收,来促进胁迫条件下植株的生长,从而增强黄瓜植株对盐胁迫的耐性,并改善黄瓜的产量和品质。盐胁迫下,黄瓜植株净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)、蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)均减小,细胞间隙CO2浓度(Ci)增加。盐胁迫下,接种AMF促进了黄瓜幼苗的生长,并提高了Pn、Gs、Tr、Ci和WUE,而使Ls降低。说明AMF通过增大气孔导度来促进盐胁迫下黄瓜幼苗光合作用,并提高了水分利用效率,增强黄瓜幼苗对盐胁迫的耐性。盐胁迫下,黄瓜幼苗叶片和根系的过氧化氢(H202)、抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,AsA/DHA比值,以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性均显著提高,而还原型谷胱甘肽(GSH)含量和GSH/GSSG比值显著降低,MDA含量和O2产生速率增加。盐胁迫下,接种AMF可以使黄瓜幼苗叶片和根系的AsA和GSH含量、AsA/DHA和GSH/GSSG比值,以及SOD、POD、CAT、APX、GR、MDAR活性均显著高于单纯盐胁迫处理,而MDA、H2O2和GSSG含量和O2-产生速率则低于单纯盐胁迫处理。说明盐胁迫下AMF可增强黄瓜植株的抗氧化能力,缓解盐胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害。盐胁迫下,接种AMF可以使黄瓜幼苗体内可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和矿质元素含量以及K+/Na+提高。说明AMF通过促进提高黄瓜植株的渗透调节能力,并促进黄瓜幼苗对矿质元素的吸收,减缓盐胁迫对植株的伤害。

全文目录

摘要 8-10ABSTRACT 10-13缩略词表 13-14前言 14-16第一章文献综述 16-28 1 植物耐盐性 16-21 1.1 盐胁迫对植物的伤害 16-18 1.1.1 抑制植物生长和光合作用 16 1.1.2 渗透胁迫 16-17 1.1.3 离子毒害和营养亏缺 17 1.1.4 氧化胁迫 17-18 1.2 植物对盐胁迫的生理适应机制 18-21 1.2.1 渗透调节作用 18-19 1.2.2 离子平衡与区域化 19-20 1.2.3 活性氧清除 20-21 2 丛枝菌根真菌(AMF)对宿主植物的效应 21-24 2.1 AMF对植物生长、产量和品质的效应 21-22 2.2 AMF对植物矿质养分吸收的效应 22-23 2.3 AMF对植物抗病性的效应 23 2.4 AMF对植物抗逆性的效应 23-24 3 AMF对植物耐盐性的影响及机理 24-28 3.1 AMF对植物耐盐性的影响 24-26 3.1.1 AMF促进盐胁迫下植物生长和光合作用,提高干物质产量 24-25 3.1.2 AMF促进盐胁迫下植物根系对水分和矿质元素的吸收 25-26 3.2 AMF提高植物耐盐性的机理 26-28 3.2.1 减轻离子毒害 26 3.3.2 加强渗透调节 26-27 3.3.3 提高抗氧化酶活性 27-28第二章盐胁迫对黄瓜幼苗生长和生理特性的影响 28-34 1 材料与方法 29-30 1.1 材料与处理 29 1.2 测定方法 29-30 1.2.1 株高、茎粗、地上部和地下部干鲜重 29 1.2.2 生理指标 29 1.2.3 光合速率 29-30 2 结果与分析 30-32 2.1 NaCl浓度对黄瓜幼苗生长和光合速率的影响 30 2.2 NaCl浓度对黄瓜幼苗相对电导率和MDA含量的影响 30-31 2.3 NaCl浓度对黄瓜幼苗抗氧化酶活性的影响 31-32 3 讨论 32-34第三章丛枝菌根真菌对黄瓜生长和品质的影响 34-46 第一节丛枝菌根真菌对黄瓜幼苗生长及矿质营养吸收的作用 34-40 1 材料与方法 34-36 1.1 材料与处理 34-35 1.2 测定方法 35-36 1.2.1 生长指标 35 1.2.2 生理指标 35 1.2.3 光合速率的 35 1.2.4 菌根侵染率和菌根依存度 35-36 2 结果与分析 36-38 2.1 AMF对黄瓜幼苗生长和菌根侵染率的影响 36 2.2 AMF对黄瓜幼苗光合色素含量和光合速率的影响 36-37 2.3 AMF对黄瓜幼苗矿质营养的影响 37-38 3 讨论 38-40 第二节丛枝菌根真菌对盐胁迫下黄瓜植株生长和产量品质的影响 40-46 1 材料与方法 40-42 1.1 材料与处理 40-41 1.2 测定方法 41-42 1.2.1 生长指标 41 1.2.2 果实品质 41 1.2.3 植株矿质营养 41 1.2.4 菌根侵染率和菌根依存度 41-42 2 结果与分析 42-44 2.1 AMF对盐胁迫下黄瓜生长和菌根侵染率的影响 42 2.2 盐胁迫下AMF对黄瓜矿质元素含量的影响 42-44 2.3 AMF对盐胁迫下黄瓜果实品质和产量的影响 44 3 讨论 44-46第四章 AMF对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和光合作用的影响 46-52 1 材料与方法 46-48 1.1 材料与处理 46-47 1.2 测定方法 47-48 1.2.1 株高、地上部和地下部干鲜重 47 1.2.2 光合气体交换参数 47 1.2.3 菌根侵染率和菌根依存度 47-48 2 结果与分析 48-49 2.1 AMF对盐胁迫下幼苗生长和菌根侵染率的影响 48 2.2 AMF对盐胁迫下幼苗光合特性和水分利用的影响 48-49 3 讨论 49-52第五章 AMF对盐胁迫下黄瓜幼苗活性氧代谢的影响 52-66 第一节 AMF对盐胁迫下黄瓜幼苗膜质过氧化与抗氧化系统的影响 52-57 1 材料与方法 52-53 1.1 材料与处理 52-53 1.2 测定方法 53 1.2.1 MDA含量和O_2·~-产生速率 53 1.2.2 抗氧化酶活性 53 2 结果与分析 53-55 2.1 AMF对盐胁迫下幼苗超氧阴离子(O_2)产生速率和MDA含量的影响 53-54 2.2 AMF对盐胁迫下幼苗抗氧化酶活性的影响 54-55 3 讨论 55-57 第二节 AMF对盐胁迫下黄瓜幼苗抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统的影响 57-66 1 材料与方法 58 1.1 材料与方法 58 1.2 测定方法 58 2 结果与分析 58-63 2.1 AMF对盐胁迫下幼苗H_2O_2含量的影响 58-59 2.2 AMF对盐胁迫下幼苗APX、GR、MDAR和DHAR活性的影响 59-61 2.3 AMF对盐胁迫下幼苗AsA、DHA含量及AsA/DHA比值的影响 61-62 2.4 AMF对盐胁迫下幼苗GSH和GSSG含量及GSH/GSSG比值的影响 62-63 3 讨论 63-66第六章 AMF对盐胁迫下黄瓜幼苗渗调物质和矿质营养吸收的影响 66-72 1 材料与方法 66-67 1.1 材料与处理 66-67 1.2 测定方法 67 1.2.1 渗透调节物质含量 67 1.2.2 矿质元素含量 67 2 结果与分析 67-70 2.1 AMF对盐胁迫下幼苗渗调物质含量的影响 67-68 2.2 AMF对盐胁迫下幼苗矿质营养的影响 68-70 3 讨论 70-72全文结论 72-74参考文献 74-88攻读硕士学位期间发表论文 88-90致谢 90

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