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AM真菌对冬小麦锌吸收的影响及机制

马晓娜  
【摘要】:全球有超过20亿居民(近1/3)正遭受缺锌的困扰,人体锌缺乏已被世界卫生组织(WTO)列为全球影响人体健康和疾病的主要风险因子之一,其中发展中国家尤为突出。缺锌症状主要在以谷物为主食的居民中流行,世界上大多数居民以小麦为主食,冬小麦作为三大谷物之一,因此小麦在人体健康方面具有重要的地位。冬小麦作为一种菌根作物,可以与AM真菌形成共生体。然而,AM真菌对冬小麦Zn吸收及籽粒Zn生物有效性的影响及其机制尚不清楚。本文通过盆栽试验接种摩西管柄囊霉、根内球囊霉和幼套球囊霉,探究AM真菌对冬小麦根系Zn吸收动力学、冬小麦苗期及成熟期Zn吸收积累及籽粒Zn生物有效性的影响,初步得出如下结论:(1)接种AM真菌促进冬小麦根系对Zn的吸收,其主要原因如下:一是接种AM真菌与冬小麦根系共生显著影响根系形态,改变了根系矿质营养直接吸收途径。菌根化冬小麦根长、根表面积和根体积和根尖数分别是未接种的2.54倍、1.60倍、1.42倍和2.19倍,相对减少了根系平均直径,增加了比表面积,较细的根在能量消耗和吸收上更有优势,进而促进根系对Zn的吸收;二是冬小麦与AM真菌形成中等程度的侵染(54.7%-69.5%)增加了根系菌根吸收途径对Zn吸收的贡献;(2)接种AM真菌促进苗期冬小麦的生长,促进磷、锌、铁、锰的积累,在未添加锌(Zn_0)和添加2.0 mg kg~(-1)锌条件下(Zn_2)对磷和锌吸收的促进作用尤为明显。接种AM真菌还影响冬小麦对磷的转运,在Zn_0和Zn_2条件下显著降低了P的转运率,而对锌、铁、锰转运的影响与AM真菌种类有关;(3)AM真菌与冬小麦共生促进成熟期冬小麦的生长和增加冬小麦籽粒干重,明显促进籽粒P和Zn吸收,不同菌种之间对籽粒Zn吸收的促进作用有明显差异,接种根内球囊霉(G.i)G.i的含锌量显著高于接种摩西管柄囊霉(F.m),尤其在高P水平下,接种F.m籽粒的含Zn高于接种G.i。菌根技术可以降低冬小麦磷肥和锌肥施用量,有望为减肥增效提供新技术;(4)无论在何种P和Zn水平下,接种AM真菌明显降低冬小麦籽粒[植酸]/[锌]摩尔比,增加冬小麦籽粒Zn生物有效性,不同菌种对籽粒[植酸]/[锌]摩尔比影响有明显差异,接种G.i的作用明显优于接种F.m。高P水平增加[植酸]/[Zn]摩尔比,最高是低P水平的3倍,降低籽粒Zn的生物有效性。高Zn水平降低[植酸]/[Zn]摩尔比,增加冬小麦籽粒Zn的生物有效性。


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