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喜树幼苗丛枝菌根形成与喜树碱含量的对应分析

于洋  
【摘要】: 本文以中国特有树种喜树为实验材料,选择2种丛枝菌根真菌菌剂——蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea)和根内球囊霉(Glomus intraradices)接种于喜树幼苗,观察丛枝菌根真菌与喜树幼苗共培养时间、丛枝菌根真菌不同接种时期对喜树幼苗接种效果的影响,并检测喜树碱含量的对应变化。另外,基于早期丛枝菌根真菌侵染及菌根形成过程幼苗喜树碱含量的动态变化研究,选择蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea)和透光球囊霉(Glomus diaphanum)接种喜树幼苗,总结真菌侵染及菌根形成过程幼苗各个根级的接种效果与喜树碱含量的对应变化。同时,利用激光共聚焦显微荧光分析技术,在组织与细胞水平上同步观察丛枝结构的分布和喜树碱的分布,总结二者的对应关系。主要结果如下: 1.接种时期对丛枝菌根喜树幼苗喜树碱含量的影响 接种丛枝菌根真菌促进了喜树幼苗喜树碱的积累,表现为喜树碱产量(单株幼苗所含的喜树碱量,喜树碱含量与幼苗生物量的乘积)的显著提高。但是,在喜树幼苗出土后不同时期接种丛枝菌根真菌,喜树幼苗喜树碱产量的提高原因是不同的。在喜树幼苗出土20天接种丛枝菌根真菌,丛枝菌根促进喜树碱积累主要是源于幼苗喜树碱含量的提高,特别是叶片喜树碱含量的提高,而喜树幼苗出土60天接种则主要是源于幼苗生物量的增加。 不同丛枝菌根真菌侵染喜树幼苗对喜树不同器官代谢的影响不同,主要表现为对幼苗根部喜树碱代谢的影响。接种蜜色无梗囊霉于喜树幼苗,明显提高了喜树幼苗根内喜树碱的含量,而接种根内球囊霉则对喜树幼苗根的喜树碱含量影响不大。 2.共培养时间对丛枝菌根喜树幼苗喜树碱含量的影响 丛枝菌根真菌与喜树幼苗的共培养时间不同,菌根幼苗喜树碱含量和产量提高的幅度不同。伴随共培养时间的增加,菌根幼苗喜树碱含量和产量提高的幅度随之增加,但并不是随之一直增加,而是增加至一定共培养时间(21或28天)时趋于稳定或略有降低。这与两种丛枝菌根真菌的侵染变化具有一定的对应性,表明丛枝菌根真菌侵染对喜树碱积累具有影响。 接种蜜色无梗囊霉和根内球囊霉,对喜树幼苗喜树碱积累的影响表现出差异,特别是在对幼苗喜树碱产量的影响上,两种丛枝菌根真菌的表现迥然不同。蜜色无梗囊霉菌根幼苗根、茎和叶喜树碱产量高于根内球囊霉菌根幼苗,并且随着共培养时间的增加两者间的差异增大。 3.喜树幼苗丛枝菌根与根喜树碱含量的对应分析 随着接种后天数的增加,菌根幼苗各级根喜树碱含量随之增加,但各级根喜树碱含量增加的幅度有所不同。菌根幼苗一、二级根喜树碱含量随着接种后天数的增加先显著增加,然后趋于稳定。三、四级根喜树碱含量随着接种后天数的增加一直增加。由此表明,丛枝菌根对喜树幼苗根部喜树碱积累的促进作用主要表现为三、四级根喜树碱含量的增加。丛枝菌根的形成虽然促进了三、四级根喜树碱的积累,但在同一时期其含量却仍低于一级根喜树碱含量,那么一级根很有可能是喜树碱的合成部位,喜树碱在一级根合成后再转运到其它各级根。 另外,丛枝菌根真菌侵染与各级根喜树碱含量呈现一定的负相关性,即在同一时期一级根至四级根侵染率和侵染强度逐渐增加,而喜树碱含量却逐渐降低。 4.丛枝结构与喜树碱分布的对应分析 当丛枝菌根真菌侵染喜树幼苗根部形成丛枝菌根时,菌根幼苗根除在维管束、表皮、根尖、根毛等部位存在喜树碱自发荧光外,在形成丛枝菌根结构的部位(菌丝、丛枝和泡囊)也存在喜树碱的自发荧光。 当形成丛枝后,随着丛枝结构的增多,喜树碱在丛枝菌根形成区域的自发荧光增多。在细胞水平观察发现,丛枝在喜树幼苗根细胞中所占比例越大,喜树碱自发荧光在细胞中分布的比例也越大,两者间存在一定的对应性。 在两种丛枝菌根中,丛枝结构与喜树碱分布的对应性无显著的差异。


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