中华羊茅内生真菌共生体对多年生黑麦草种子萌发和幼苗生长的影响

以青海和四川6个不同地理种群内生真菌侵染(E+)和未侵染的(E-)中华羊茅(Festuca sinensis)为材料,研究其对多年生黑麦草(Lolium perenne)品种维纳斯(Venus)和绅士(Esquire)种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:与对照相比, Venusl发芽率、发芽势、发芽指数、种子活力指数、胚根长在种群99、141草粉处理下均显著下降(P0.05), Esquire发芽势、发芽指数、种子活力指数在种群41和99草粉处理下均显著下降(P0.05);同一地理种群84草粉处理Esquire,E+的发芽势和发芽指数显著低于E-(P0.05),种群41草粉处理E+的总生物量显著低于E-(P0.05);在相同处理下, Venusl品种的发芽率、发芽势、发芽指数、种子活力指数和胚芽长显著低于Esquire品种的发芽率、发芽势、发芽指数、种子活力指数和胚芽长,说明内生真菌能够影响黑麦草的萌发,且不同地理种群对其种子萌发作用不同,中华羊茅草粉对Venus的抑制作用更强,E+草粉的抑制作用强于E-。     

不同生长条件下内生真菌对多年生黑麦草生理特性的影响

本研究通过比较带内生真菌(E+)、不带内生真菌(E-)和混合(M)3个种群的多年生黑麦草(Lolium perenne)在田间自然条件和温室不同水分处理下生理指标的变化,以解释内生真菌在不同生长条件下对多年生黑麦草内部生理机制的影响。结果表明,在温室条件下,土壤含水量为田间最大持水量(field water content,FWC)的15%(干旱)和60%(水淹)时,内生真菌侵染显著(P0.05)提高了多年生黑麦草总叶绿素含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性,同时降低了丙二醛含量和过氧化物酶活性,但在水分含量为45%FWC时,3个种群生理指标并无显著差异(P0.05);说明在胁迫条件下,内生真菌通过提高保护酶活性以增加寄主的抗逆性。在田间条件下,黑麦草叶绿素含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性的变化趋势依次为E+ME-,丙二醛含量和过氧化物酶活性的变化趋势依次为E-ME+,表明在自然生长条件下,内生真菌仍然通过内部生理机制的改变促进寄主生长。     

温度和水分对中华羊茅幼苗生长的影响

本试验采用室内盆栽法对不同温度和水分互作条件下中华羊茅幼苗生长的形态特性进行了研究,通过设定4个土壤水分梯度(80%,65%,50%和35%FWC,FWC为田间最大持水量)和3个生长温度(15,20和25 ℃)来模拟自然生长条件来探究适宜中华羊茅幼苗生长的温度和土壤水分条件。结果表明,中华羊茅在25 ℃、65%水分条件下的出苗率最高,且显著高于其他温度和水分处理(P<0.05),而对照和其他水分处理的幼苗株高在20 ℃条件下均显著高于15和25 ℃处理(P<0.05);3种温度下中华羊茅幼苗的茎粗在65%水分条件下均达到最大,在35%水分条件下最小,且与其他水分处理差异显著(P<0.05);在15和20 ℃条件下,中华羊茅幼苗的叶宽、组织含水量、株高胁迫指数和干物质胁迫指数均在65%水分条件下最大,在35%水分条件下最小,而在25 ℃条件下,其随着土壤水分含量的降低而逐渐减小,且在80%水分条件下达到最大;3种温度下中华羊茅幼苗的根冠比随着土壤水分含量的降低而逐渐增大,其在35%水分条件下最大,且显著大于对照和其他水分处理(P<0.05);20 ℃条件下,中华羊茅幼苗的根长在35%水分条件下最大,而在15和25 ℃条件下,其根长在50%水分条件下最大,且均与对照和其他水分处理差异显著(P<0.05)。因此,由结果得出20 ℃温度和65%水分条件最适于中华羊茅幼苗的生长。     

干旱胁迫下水杨酸和内生真菌对多年生黑麦草的影响

本试验研究了温室盆栽条件下带内生真菌(E+)和不带内生真菌(E-)的多年生黑麦草喷施不同浓度水杨酸(SA)后,持续干旱胁迫15 d和对照水分两种条件下,多年生黑麦草的叶片相对含水量(RLWC)、叶绿素含量(Chl)、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量等生理指标的变化,以明确干旱胁迫下SA和内生真菌对多年生黑麦草的影响。结果表明,在干旱胁迫下,感染内生真菌的多年生黑麦草叶片相对含水量、叶绿素含量、POD活性、SS含量显著(P<0.05)高于未感染内生真菌的多年生黑麦草植株;一定浓度的 SA增加了多年生黑麦草叶片相对含水量、叶绿素含量、POD活性、SOD活性、Pro和SS含量,降低了MDA含量,且最适水杨酸浓度为0.25和0.50 mmol·L^-1;内生真菌与SA互作显著(P<0.05)提高了多年生黑麦草SOD活性、POD活性和叶绿素含量。该结果说明内生真菌与SA都能提高多年生黑麦草的抗旱性,即内生真菌和SA通过提高寄主的渗透调节和活性氧清除系统进而提高了寄主的抗旱性。     

内生真菌对不同地理种群中华羊茅生长及营养品质的影响

本研究以分布于青海、四川的6个中华羊茅(Festuca sinensis)地理种群及其Epichlo?内生真菌为研究对象,分别构建了带Epichlo?内生真菌(E+)和不带内生真菌的(E?)种群,比较了其在温室盆栽条件下的生长状况(分蘖、茎粗、叶宽、株高、鲜重和干重)和营养成分(粗脂肪、粗蛋白、粗灰分和叶片含水量),旨在探明内生真菌和寄主基因型对中华羊茅生长和营养品质的影响。结果表明:1)内生真菌对部分地理种群中华羊茅的株高、分蘖、茎粗、鲜重、粗脂肪(ether extract,EE)、粗蛋白(crude protein,CP)和叶片含水量有显著影响(P<0.05),且在不同地理种群中表现不一致。种群84 E+植株株高显著高于E?植株(P<0.05),种群41、57和141 E+植株粗脂肪含量显著高于相对应的E?植株(P<0.05),种群41、99和141 E+植株粗蛋白含量显著高于相对应的E?植株(P<0.05),种群99 E+植株叶片含水量显著高于E?植株(P<0.05);种群57 E+植株分蘖数显著低于E?植株(P<0.05),种群99 E+植株茎粗显著低于E?植株(P<0.05),种群57和99 E+植株株高显著低于相对应的E?植株(P<0.05),种群57 E+植株粗蛋白含量显著低于E?植株(P<0.05)。2)不同地理种群的E+和E?植株分蘖、茎粗、株高、鲜重和粗脂肪、粗蛋白含量有显著差异(P<0.05),且各种群表现不尽相同。6个地理种群E?植株,种群57的分蘖数显著高于种群84和99(P<0.05),种群57的粗蛋白含量显著高于其他5个地理种群(P<0.05),种群111的株高显著高于种群84和99(P<0.05),种群111的粗脂肪含量显著高于种群41和99(P<0.05);6个地理种群E+植株,种群111的分蘖数和茎粗均显著高于其他5个种群(P<0.05),种群141的鲜重和干重均显著高于种群41和84(P<0.05),种群111和141的粗脂肪含量均显著高于种群41、84和99(P<0.05);综合分析生长和营养指标,6个地理种群E?植株,种群57和111表现最好,6个地理种群E+植株,种群111和141表现最好。综上,内生真菌促进了部分地理种群(84)植株的生长,提高了部分地理种群(41和141)的营养品质,抑制了部分地理种群(99)植株的生长,降低了部分地理种群(57)的营养品质;寄主基因型对中华羊茅共生体的生长和营养品质显著影响(P<0.05)。     

干旱条件下内生真菌对多年生黑麦草生长的影响

本研究分别比较了在温室不同水分处理条件和田间自然条件下,包括100%被内生真菌感染(E+)种群,未被内生真菌感染(E-)种群和50%带菌率的E+和E-植株混合种群(M)的3种不同多年生黑麦草(Lolium perenne)种群的生长情况,以分析内生真菌对其寄主多年生黑麦草生长的影响。在模拟田间最大持水量(Field Water Content,FWC)的15%(FWC_(15))、30%(FWC_(30))、45%(FWC_(45))和60%(FWC_(60))的4种不同水分处理的温室盆栽试验中,随着土壤水分含量的增大,E+、E-和M种群的株高、分蘖数、株高生长速率、分蘖生长速率、叶宽、叶长、地上组织含水量和地上生物量先逐渐增大,在FWC_(45)水分条件下达到了最大,然后在FWC_(60)水分条件下各项生长指标降低,均低于FWC_(45)水分处理,说明FWC_(45)水分条件最适宜黑麦草幼苗的生长,而FWC_(15)、FWC_(30)和FWC_(60)水分条件对黑麦草幼苗的生长具有抑制作用;在盆栽各水分条件下,E+种群的分蘖数、株高生长速率、分蘖生长速率、叶宽、地上部组织含水量均显著高于E-和M种群(P0.05);E+种群的叶长显著大于E-种群(P0.05);在FWC_(60)水分条件下,E+和M种群的地上部生物量差异不显著(P0.05),但均显著高于E-种群(P0.05),而在其余3个水分条件下,E+种群均显著大于E-和M种群(P0.05),但是E-和M种群之间无差异。在田间自然条件下,E+种群的株高、分蘖数、株高生长速率、分蘖生长速率、叶宽、地上部生物量均显著高于E-和M种群(P0.05);而E+种群的叶长和地上部组织含水量与M种群差异不显著(P0.05),但显著高于E-种群(P0.05)。这说明内生真菌在温室和田间均能促进多年生黑麦草的生长,并增强其抗旱性和对该地区的环境适应性,内生真菌带菌率越高,其优势越明显。