醉马草内生真菌共生体对其伴生植物种子萌发的影响

以我国西北部天然草原广泛分布的烈性毒草醉马草(Achnatherum inebrians)和其主要伴生种针茅(Stipa capillata)、硬质早熟禾(Poa sphondylodes)为供试材料,采用纸上发芽法(TP)测定醉马草地上部分的水浸提液对2种植物种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:带菌(E+)醉马草的水浸提液对受体植物的种子萌发和幼苗生长主要表现抑制作用(P0.05),而且抑制作用随浸提液浓度升高而加强;不带菌(E-)醉马草的水浸提液对受体植物的种子萌发没有显著的影响,只有0.2 g/mL的水浸提液对幼苗的生长有显著的抑制作用。综上所述,带菌醉马草提取液对针茅和硬质早熟禾种子萌发和幼苗生长有强烈的抑制作用,而不带菌醉马草则对2种禾草没有显著的影响。     

外源脱落酸对醉马草内生真菌共生体幼苗建植过程的影响

醉马草为多年生禾本科草本植物,广泛分布于我国西北干旱-半干旱草原,其与内生真菌形成的互惠共生体具有较强的抗逆性,在自然生境中具备一定的竞争力。种子萌发及幼苗生长是植物生活史最重要的时期,决定植物未来的竞争力。通过发芽和盆栽试验,以携带(endophyte-infected, E+)和未携带(endophyte-free, E-)内生真菌的醉马草为材料,设置5个不同脱落酸(ABA)浓度,研究外源喷施ABA对醉马草内生真菌共生体幼苗建植过程的影响。结果表明:2.0 mg·L~(-1)的ABA浓度对醉马草种子的发芽率、胚芽长、胚根长有显著的促进作用;1.0 mg·L~(-1)的ABA浓度较CK组对醉马草的净光合速率、根冠比、根表面积、根直径、根体积和根头数有显著的促进作用,但当ABA浓度为4.0 mg·L~(-1)时表现为抑制作用。上述结果说明内生真菌具有对外源ABA的利用能力,但这与外源ABA的浓度有很大关系。     

低温处理下外源水杨酸和脱落酸与内生真菌互作对醉马草共生体的影响

醉马草是我国西北地区的一种天然烈性毒草,其所携带的内生真菌(Epichloё)能促进共生体的生长和提高共生体的生物与非生物抗性。以5 ℃下正常生长一个月的带内生真菌(E⁺)醉马草幼苗和不带内生真菌(E^-)醉马草幼苗为实验材料,测定了外源SA和ABA处理下醉马草幼苗生理生化指标。结果表明,与对照比较,SA和ABA处理增加了叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性,降低了丙二醛含量;SA处理下,在胁迫第4天时,内生真菌显著(P<0.05)提高了脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性,分别提高了51.8%和62.1%。胁迫第6天时,叶绿素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量和过氧化物酶活性均达到显著(P<0.05)水平,且SA⁺比SA^-分别显著(P<0.05)提高了23.0%,25.4%,23.7%,18.0%;ABA处理下,内生真菌能显著(P<0.05)提高叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性,但在胁迫第6和8天时,内生真菌却显著(P<0.05)降低了丙二醛含量,ABA⁺比ABA^-分别显著(P<0.05)降低了21.1%和34.3%。表明一定浓度的SA或ABA与内生真菌互作能缓解低温胁迫对醉马草幼苗的伤害。     

温度对醉马草内生真菌共生体幼苗生长和生物碱产量的影响

研究了不同温度(8℃/5℃、15℃/12℃、22℃/15℃、28℃/25℃、35℃/28℃)处理对醉马草内生真菌共生体幼苗的形态指标、叶绿素、可溶性糖以及麦角酰胺和麦角新碱含量的影响,以期明确共生体幼苗生长和产碱的最适温度。结果表明,株高、根长和生物量均在22℃/15℃处理下达到最大,其中株高显著(P0.05)高于其它4个处理,根长显著(P0.05)高于28℃/25℃和35℃/28℃处理,生物量显著(P0.05)高于8℃/5℃、28℃/25℃和35℃/28℃处理,分蘖在15℃/12℃处达到最大,显著(P0.05)高于8℃/5℃、28℃/25℃和35℃/28℃处理。叶绿素在22℃/15℃处理下达到最大,显著(P0.05)高于8℃/5℃、15℃/12℃和35℃/28℃处理。可溶性糖在5个温度处理下差异不显著(P0.05)。在处理时间为15 d时,麦角酰胺和麦角新碱含量均在22℃/15℃处理下达到最大。综上所述,最适宜共生体幼苗生长、麦角酰胺和麦角新碱积累的处理温度是22℃/15℃。     

内生真菌和保存时间互作对醉马草种子的生理影响

研究醉马草种子在自然老化过程中种子活力的变化。结果表明;在自然老化过程中,种子的发芽率?发芽指数?脱氢酶和酸性磷酸脂酶的活性均随保存年限的增加而降低;根苗长也随着保存年限的增加而减少;种子可溶性糖泄露随着保存年限的增加而增加;种子浸出液的电导率值随着种子保存年限的增加而呈上升趋势,电导率与种子劣变程度显著相关;与不带菌植株相比,内生真菌侵染可以促进醉马草的发芽,增加根苗长,减少电导率和可溶性糖的含量,增加脱氢酶和酸性磷脂酶的活性,从而有效缓解醉马草种子的劣变过程,延长种子储藏年限。     

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-。     

内生真菌和丛枝菌根真菌互作对醉马草幼苗生长和镉耐性的影响

本研究通过接种土壤从枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌孢子,探讨了在温室盆栽条件下,甘肃内生真菌(Epichlo?gansuensis)在不同重金属镉(Cd²⁺)离子胁迫下对醉马草(Achnatherum inebrians)根系AM真菌侵染率的影响,以及内生真菌、Cd²⁺和AM真菌三者互作对醉马草幼苗生长的影响。结果表明,Cd²⁺和内生真菌互作对醉马草菌根侵染率无显著(P> 0.05)影响,菌根侵染率随着Cd²⁺浓度的增加呈现先升后降的趋势,在高浓度Cd²⁺(0.9 mmol·L^–1)条件下,内生真菌侵染(endophyte-infected, EI)的醉马草植株菌根侵染率显著(P <0.05)高于不带菌(endophyte-free,EF)的植株。低浓度Cd²⁺(0.3 mmol·L^–1)显著(P <0.05)促进了醉马草的生长,而高浓度Cd²⁺     

麦角生物碱在醉马草内生真菌共生体中的空间分布

本研究检测了2007年9月采自新疆哈密(HM)、青海铁卜加(TBJ)、甘肃肃南(SN)、甘肃天祝(TZ)、甘肃夏河(XH)5个不同地理种群的醉马草内生真菌共生体的麦角生物碱含量,结果表明,醉马草种群内不同器官中麦角新碱及麦角酰胺含量均不同,且麦角新碱的含量均显著高于麦角酰胺的含量(P<0.05)。5个种群间麦角酰胺、麦角新碱及总生物碱的含量除叶鞘外,均以HM最高,分别为53.656,117.784和160.816mg/kg干重。相关性分析表明,植株叶片、茎秆和果穗麦角酰胺、麦角新碱及总生物碱的含量均与种群生长的年均温度呈正相关关系。     

锰、水杨酸与内生真菌互作对醉马草种子萌发的影响

本研究通过纸上芽床发芽试验,明确不同浓度的Mn处理对带(E+)与不带内生真菌(E-)醉马草(Achnatherum inebrians)种子萌发的抑制作用以及外源水杨酸(salicylic acid, SA)对Mn胁迫的缓解作用。结果表明,与添加Mn处理相比,E+醉马草种子发芽率和发芽指数均显著(P<0.05)高于E-醉马草种子,随着Mn处理浓度的增大,E+醉马草种子的萌发率均显著降低(P<0.05),而E-醉马草种子发芽率和发芽指数无显著差异;随着Mn处理浓度的增加,E+和E-醉马草根长均呈明显的下降趋势,而芽长无显著差异;在外源SA各处理浓度下,E+醉马草根长均显著(P<0.05)高于E-醉马草根长,在10mg·L^-1Mn处理液中分别添加不同浓度的外源SA,结果显示外源SA对Mn处理具有缓解作用。综上所述,内生真菌本身影响醉马草种子的萌发,重金属胁迫对醉马草种子萌发具有一定的抑制作用,而外源SA可以适当地缓解这一胁迫。     

内生真菌对醉马草白粉病抗性的影响

为研究内生真菌对醉马草白粉病抗性的影响,在温室条件下,对自然发生不同程度白粉病(健康、轻度感病和重度感病植株)的带内生真菌(E+)和不带内生真菌(E-)的醉马草植株的发病率、病叶率、病情指数及各项生理生化指标进行测定。结果表明,E+醉马草的发病率48%显著低于E-醉马草的发病率97%(P0.05),E+的病叶率60%显著低于E-醉马草病叶率86%(P0.05),E+醉马草的病情指数为50.76,E-醉马草的病情指数为82.49;通过各项生理生化指标的测定发现与健康植株相比,在轻度和重度发病植株中,内生真菌的存在可以显著(P0.05)提高醉马草叶片的叶绿素含量和脯氨酸含量,E+醉马草的SOD酶活性和POD酶活性也显著高于E-醉马草,同时内生真菌显著地降低了醉马草叶片中丙二醛(MDA)的含量。据此说明内生真菌的存在能够提高醉马草抗白粉病的能力。     

喷施茉莉酮酸甲酯及感染内生真菌促进醉马草抗虫性的生理作用研究

醉马草所携带的内生真菌能促进共生体的生长和提高共生体的生物与非生物逆境抗性。在温室栽培条件[温度:(25±2) ℃;湿度:37.7%~48.3%]下,以来自甘肃榆中的醉马草种质资源,栽培E+、E-幼苗后分别喷施200和400 mg·L^-1浓度茉莉酮酸甲酯(methyl jasmonate,MJ)以模拟昆虫的取食,测定了醉马草的生理生化指标。结果发现:与对照相比,外源喷施MJ能够诱导醉马草幼苗可溶性糖含量、叶绿素含量显著(P<0.05)降低,总酚含量显著(P<0.05)增加。MJ处理对E+和E-醉马草防御能力的诱导有所不同,对于E-醉马草,MJ处理显著提高了其防御酶多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶的活性;而对于E+醉马草,MJ处理显著(P<0.05)增加胰蛋白酶抑制剂的活力。表明MJ处理对内生真菌侵染的醉马草主要通过降低可溶性糖含量、增加总酚含量以及提高体内蛋白酶抑制剂活性等途径来降低宿主植物的适口性,从而抑制植食性昆虫的取食,对其抗虫性有增益效应。     

内生真菌对醉马草根际土壤线虫群落的影响

为明确内生真菌对醉马草根际土壤线虫群落特征的影响,于2014年6,8和10月,对带内生真菌和不带内生真菌醉马草根际土壤进行采样,利用淘洗-过筛-蔗糖离心法分离线虫,根据线虫形态学特征进行鉴定,结果表明,本研究共捕获土壤线虫11889条,分别隶属于线虫动物门2纲6目22科37属,带内生真菌醉马草根际土壤线虫个体密度高于不带内生真菌醉马草,而类群数、多样性指数(H')、均匀度指数(J)和丰富度指数(SR)均低于不带内生真菌醉马草,但处理间差异不显著,表明尽管内生真菌使醉马草根际土壤线虫个体密度有所增加,使类群数有所降低,但是内生真菌的存在对醉马草土壤线虫多样性没有影响;与不带内生真菌醉马草相比,带内生真菌醉马草根际土壤线虫MI指数显著升高,而PPI指数和PPI/MI值显著降低,表明内生真菌在一定程度上确实改变了土壤线虫功能类群组成,其中主要影响植物寄生线虫。     

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。     

醉马草根际土壤对6种高寒草甸植物种子萌发和幼苗生长的影响

为明晰醉马草(Achnatherum inebrians)对高寒草地植物的化感效应,以醉马草根际土壤作为种子萌发的发芽床,研究醉马草根际土壤对6种高寒草甸植物垂穗披碱草(Elymus nutans)、醉马草、冷地早熟禾(Poa crymophila)、矮生嵩草(Kobresia humilis)、甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)和酸模(Rumex acetosa)种子萌发的影响。结果表明:醉马草根际土壤对6种高寒草甸植物种子的发芽率、发芽指数、活力指数、根长和芽长均具有一定的抑制作用,且对发芽指数和活力指数的抑制效应大于对发芽率的抑制效应。醉马草根际土壤对垂穗披碱草、冷地早熟禾、矮生嵩草和甘肃马先蒿胚根生长的抑制均大于对其胚芽生长的抑制,对醉马草和酸模胚根生长的抑制均小于对其胚芽生长的抑制。利用各植物种子的发芽率、发芽指数、活力指数、根长和芽长的相对值,采用隶属函数法对6份植物种子萌发期抑制效应进行综合评价,抑制效应强弱依次为:矮生嵩草酸模甘肃马先蒿垂穗披碱草醉马草冷地早熟禾。     

外源NO对NaCl胁迫下扁蓿豆种子萌发和幼苗生长的影响

为探寻调控扁蓿豆种子萌发期耐盐能力的途径,采用NO供体硝普钠(SNP)处理扁蓿豆种子,研究了盐胁迫下外源NO对扁蓿豆种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,150mmol/L的NaCl溶液显著抑制了扁蓿豆种子的萌发,显著降低了发芽率、发芽指数和幼苗长度。外源NO在一定程度上缓解了盐胁迫对扁蓿豆幼苗的发芽率、发芽指数、芽长和根长的影响,但也存在浓度效应,以0.05%处理为最佳。0.05%SNP+150mmol/L NaCl处理下的扁蓿豆种子发芽率为86%,显著高于单盐处理的(0%SNP+150mmol/L NaCl)(P0.05)。0.05%SNP+150mmol/L NaCl处理下的发芽率、芽长和根长与0mmol/L NaCl溶液处理差异不显著(P0.05),发芽指数显著高于后者(P0.05)。     

不同紫花苜蓿品种植株浸提液对种子萌发和幼苗生长的自毒效应

以5个紫花苜蓿品种为浸提液提取材料,分别用不同浓度(0、10、30、50、70g/L)的根、茎、叶浸提液处理甘农3号紫花苜蓿种子及幼苗,研究不同处理对其种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:5个苜蓿品种植株浸提液对甘农3号种子萌发和幼苗生长具有明显自毒效应,其效应因苜蓿品种、器官和浸提液浓度不同而存在显著差异。同一品种、相同浓度下自毒效应强弱顺序为叶茎根;同一品种和器官的浸提液随着浓度的增大,甘农3号苜蓿种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均显著降低,胚根长、胚芽长及根系活力显著减小;随着浸提液浓度逐渐增大(10~70g/L),种子发芽势、发芽率的化感指数(RI)也逐渐增大(0.002 6~12.640 0),同时受抑制程度逐步增强,而且,叶浸提液对种子发芽势、发芽率抑制作用最强,根浸提液抑制作用最弱,茎浸提液抑制作用居中。同样的,随着浸提液浓度增大,幼苗的胚根长、胚芽长受抑制程度也逐步增大(1.3%~54.1%),其中根浸提液抑制率在1.3%~31.3%,茎浸提液抑制率在4.0%~34.1%,而浓度为50g/L叶浸提液抑制率达到54.1%,浓度为70g/L叶浸提液甚至致使苜蓿种子和幼苗腐烂或死亡,检测不到胚根长、胚芽长。不同苜蓿品种的自毒作用存在差异;同一苜蓿品种,根、茎、叶浸提液的自毒效应叶浸提液最强,其次为茎浸提液,根浸提液自毒效应最弱。苜蓿自毒作用会抑制种子萌发和幼苗的胚根、胚芽生长。     

2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响

为明确外源2,4-表油菜素内酯(24-epibrassinolide,EBR)对盐胁迫下紫花苜蓿幼苗伤害的缓解作用,以中苜3号和陇中苜蓿为材料,在150mmol/L NaCl胁迫下,研究不同浓度EBR处理对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:(1)150mmol/L NaCl胁迫显著抑制了苜蓿种子萌发、幼苗生长及根系活力,降低了幼苗的地上、地下生物量;(2)外源EBR可有效的缓解NaCl胁迫对苜蓿种子萌发、幼苗生长及根系活力的抑制作用,并具有明显的浓度效应;(3)综合发芽试验、幼苗生长试验,在150mmol/L NaCl胁迫下,10-1μmol/L EBR处理显著地提高了苜蓿种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和胚芽长、胚根长、萌发期幼苗干重,并显著增加了苜蓿幼苗的叶片数、茎粗、株高、主根长、侧根数和地上、地下生物量,提高了苜蓿萌发期、幼苗期的根系活力水平,对盐胁迫下苜蓿幼苗的缓解效果最好。说明外源EBR能够促进NaCl胁迫下紫花苜蓿种子的萌发及幼苗的生长发育,EBR在诱导植物抗盐性上具有积极作用。