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铝胁迫和丛枝菌根真菌感染对樟树幼苗的生长和光合作用的影响

闫明  
【摘要】: 樟树(Cinnamomum camphora L.),因其可提取樟脑和樟油,是重要的工业和医药原料,同时也是优良的绿化树种,而广为人们所关注。本研究通过不同浓度的酸性铝(Al)溶液胁迫,以及丛枝菌根真菌(AMF)感染盆栽的樟树幼苗的实验,较为系统地研究了Al胁迫和AMF感染对樟树幼苗的生长、氮(N)和磷(P)营养元素的吸收、不同器官的植物激素以及光合作用特性的影响。主要结果如下: 1.AMF感染对樟树幼苗生长的影响较大。接种增加了樟树幼苗的根的长度、体积和表面积,降低了樟树幼苗的比根长和根冠比;增大了樟树幼苗的高度和基茎;增加了叶片的数量、长度、宽度、面积、叶柄长和比叶面积,增加了樟树幼苗根、茎和叶的相对生长速率。同样,接种也同时增加了樟树幼苗的根、茎、叶以及全株的生物量,但是却对樟树幼苗生物量的器官分配比例没有影响。就Al胁迫而言,在对照(Al=0mM)、轻度Al胁迫浓度(Al=0.5mM)和中度Al胁迫(Al=8mM)时,接种可以缓解Al毒对以上形态和生物量指标的抑制作用,而在重度Al胁迫(Al=15mM)时,则接种也无效。 2.AMF感染对樟树幼苗P和N元素也有较大的影响。接种增加了樟树幼苗的根、茎和叶的P含量以及叶的N含量,降低了N的根分配并且增加了叶的P分配。菌根显著增加了植株叶的细胞分裂素(ZR)含量以及根的生长素(IAA)和细胞分裂素(ZR)含量,降低了叶和根的脱落酸(ABA)含量。就Al胁迫而言,在对照(Al=0mM)和轻度Al胁迫浓度(Al=0.5mM)时,接种可以缓解Al毒对以上营养元素和激素含量指标的改变;而在中度Al胁迫(Al=8mM)这种缓解的作用不显著;重度Al胁迫(Al=15mM)时,则接种无效。 3.就AMF感染的樟树幼苗的光合作用而言,接种并没有显著增加樟树幼苗的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素的含量,也没有改变叶绿素a/b的值。接种对樟树幼苗叶片的AQ曲线的各参数,例如光饱和光合速率(Amax)、表观量子效率(AQE)、暗呼吸(Rday)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和曲率(k),并没有显著影响。同样,接种对樟树幼苗叶片的ACi曲线的各参数,例如CO_2饱和同化速率(Asat)、羧化效率(CE)、暗呼吸(Rday)、CO_2补偿点(CCP)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用速率(TPU)和Jmax/Vcmax也都没有显著影响。同时,接种对樟树幼苗的净光合速率(Pn)、水蒸气的气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和气孔限制值(Ls)也都没有显著的影响。接种对樟树幼苗的光能利用效率(LUE)、水分利用效率(WUE)、光合N利用效率(PNUE)和光合P利用效率(PPUE)同样没有显著影响。虽然接种对植株叶片单位面积的净光合作用(Pn(area))无显著影响;但是接种促进了植株叶片单位质量的净光合作用(Pn(mass))以及全株的净光合速率。就Al胁迫而言,在对照(Al=0mM)和轻度Al胁迫浓度(Al=0.5mM)时,接种可以缓解Al毒对以上光合作用指标的改变,而在中度Al胁迫(Al=8mM)这种缓解的作用不显著;重度Al胁迫(Al=15mM)时,则接种无效。 4.AMF感染并没有显著改变樟树幼苗的根呼吸速率,而Al胁迫则抑制了樟树幼苗的根呼吸速率。 5.在AMF感染的樟树幼苗的叶绿素荧光参数方面,接种并没有显著改变樟树幼苗叶片的基础荧光参数,例如初始荧光(Fo)、光下最小荧光(Fo′)、最大荧光(Fm)和光下最大荧光(Fm′)和稳态荧光(Fs)。接种也没有显著改变樟树幼苗的表示PSⅡ光化学效率的参数,例如PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ的有效光化学效率(Fv′/Fm′)、PSⅡ的实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))和电子传递速率(ETR)。接种同样没有显著改变樟树幼苗的叶绿素荧光的淬灭参数,例如光化学淬灭(q_P)、可变荧光的非光化学淬灭(q_N)和非光化学淬灭(NPQ)。而且,接种也没有显著改变樟树幼苗的PSⅡ天线吸收的激发能的分配格局,例如PSⅡ光化学反应(P)、热耗散(D)和过剩光能激发(E)。就Al胁迫而言,在对照(Al=0mM)和轻度Al胁迫浓度(Al=0.5mM)时,接种可以缓解Al毒对以上光合作用指标的改变,而在中度Al胁迫(Al=8mM)时,虽然也具有一定的缓解作用,但不显著;重度Al胁迫(Al=15mM)时,则接种无效。


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