期刊信息
曾用名:中国生理学杂志
主办:中国生理学会;中国科学院上海生命科学研究院
主管:中国科学院
ISSN:0371-0874
CN:31-1352/Q
语言:中文
周期:双月
影响因子:0.463415
数据库收录:
北大核心期刊(1992版);北大核心期刊(1996版);北大核心期刊(2000版);北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);医学文摘;哥白尼索引;日本科学技术振兴机构数据库;生物医学检索系统;文摘与引文数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:基础医学;生物学
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研究论文
菲和芘胁迫下AMF和PGPR对高羊茅生理生态的响应(4)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】表3 菲和芘胁迫下AMF和PGPR对高羊茅生理的影响Table 3 Effects of AMF and PGPR on physiology under phenanthrene and pyrene stress处理Treatments菲和芘浓度Phenanthrene and pyrene pot
表3 菲和芘胁迫下AMF和PGPR对高羊茅生理的影响Table 3 Effects of AMF and PGPR on physiology under phenanthrene and pyrene stress处理Treatments菲和芘浓度Phenanthrene and pyrene potency (mg·kg-1)超氧化物歧化酶SOD(U·min-1·g-1)过氧化氢酶CAT(U·min-1·g-1)可溶性糖Soluble sugar(%)脯氨酸Proline(μg·g-1)丙二醛MDA(μmol·g-1)不接种对照Non-inoculation control0176.变形球囊霉G. versiforme0199.荧光假单胞菌P. fluorescens0207.混合菌种G. versiforme+P. fluorescens0214. 9.
图 3 不同处理下高羊茅根系丛枝菌根真菌侵染的情况Fig.3 Mycorrhizal colonization roots under different treatments表4 各处理下高羊茅生物量和侵染状况Table 4 Biomass and infection status under various treatments
处理Treatments菲和芘浓度Phenanthrene and pyrene potency (mg·kg-1)株高Plant height(cm)地上鲜重Fresh weight(g·plant-1)菌根侵染率Colonization(%)菌根依赖性Mycorrhizal dependency(%)不接种对照Non-inoculation control018.--5016.--.--.--变形球囊霉G. versiforme019.荧光假单胞菌P. fluorescens023.--5023.--.--.--混合菌种G. versiforme+P. fluorescens028.
3 讨论
研究表明丛枝菌根真菌或根围促生细菌单独接种均能促进多环芳烃胁迫下植物的生长[24]。菲和芘不同浓度胁迫下,接种变形球囊霉和荧光假单胞菌均促进高羊茅生长,同时有助于增强光合作用,但双接种变形球囊霉和荧光假单胞菌对高羊茅株高、生物量、叶绿素含量、叶绿素荧光Fv/Fm值和Fv/Fo值以及光合特性的提高效果优于单独接种变形球囊霉或荧光假单胞菌的效果(表1~4)。本试验表明低浓度菲和芘(0~100 mg·kg-1)下高羊茅叶绿素含量增加,而高浓度(150 mg·kg-1)下则降低,这可能是植物受到低浓度菲和芘的刺激作用促进叶绿素的合成;而高浓度下,植株生理代谢紊乱,叶绿素的合成途径受到阻碍,酶活性比例失调,或叶绿素快速分解,植株失绿[25]。叶绿素含量的降低,阻碍光合色素和光合成电子成分传递,从而导致高羊茅叶片气孔阻力增加,CO2进入气孔受阻,细胞间CO2浓度下降,叶片蒸腾速率和净光合速率下降,光合作用降低,进而抑制植株的生长。环境胁迫对植物的最直接影响是生长状况不良,大部分的植物对PAHs具有一定的最大耐受量,低浓度PAHs下,植物的不受影响或者影响较小,甚至刺激植物生长,而较高浓度植物生长受阻[26]。接种AMF和PGPR处理提高叶绿素含量、增强光合作用和生物量增加,这与AMF的菌丝与高羊茅根系结合扩大了根系的吸收面积、PGPR促进AMF对根系的侵染、增强N等矿质元素的吸收面积和转化能力不无关系[27-28];另外接种AMF和PGPR能通过菌丝吸附菲和芘,促进高羊茅根系对菲和芘的吸收,缓解植物胁迫与损伤,从而有利于植株的生长发育。 叶绿素荧光参数表现植物叶片在光合作用过程中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等[29]。Fv/Fm值、Fv/Fo值是反映植物光抑制的重要指标。本试验菲和芘0~100 mg·kg-1下,Fv/Fm值和Fv/Fo值下降幅度降低,说明菲和芘胁迫下高羊茅叶片发生了光抑制现象;150 mg·kg-1菲和芘胁迫下与对照差异不显著,可能是由于在室内光环境相对较弱造成的。接种AMF和PGPR后对Fv/Fm影响不显著,Fv/Fo显著升高,说明接种处理能够增强植物叶片在光合过程中的传递等。在自然条件下有关菲和芘胁迫引起高羊茅光抑制的机制及原因有待进一步试验证明。
细胞膜能够调节和控制植物细胞内外环境之间的物质运输和交换,在菲和芘胁迫下,植物体内会产生较多的O2-、过氧化物和含氧自由基等,其不断积累会造成细胞膜脂过氧化,产生大量的MDA[30],同时植物体内存在着清除活性氧的关键酶(SOD、CAT等)、渗透调节物质(可溶性糖、脯氨酸等)等能够维持细胞膜结构的完整性,减轻活性氧自由基对细胞膜的伤害[31]。本试验观测到,与不施加菲和芘的对照相比,随着菲和芘浓度的增加,高羊茅叶片SOD、POD、可溶性蛋白含量先升高后下降,丙二醛和脯氨酸则逐渐升高,这与刘静等[32]的研究在菲和芘胁迫下互花米草(Spartinaalterniflora)抗氧化酶活性高于对照的结果一致,表明高浓度菲和芘胁迫下,细胞中活性氧自由基积累到一定程度,会使抗氧化酶的结构破坏或活性降低。接种AMF和PGPR均能缓解菲和芘胁迫,高羊茅叶片的SOD、CAT、可溶性糖和脯氨酸含量显著提高,MDA含量显著降低;双接种AMF+PGPR优于单独接种的效果可能是因为AMF自身繁殖和生长除依靠与植物根系形成共生体外,其外生菌丝也可以吸收有机污染物转化成二氧化碳和水或作为养分,同时外生菌丝能不断延伸并产生庞大的菌丝网络,通过菌丝网络强大的吸附能力与桥梁作用来吸收土壤中的菲和芘;而PGPR与植物构建的共生体系通过生物代谢消耗、氧化还原、生物浸取、螯合、分泌表面活性剂、分泌胞外聚合物、影响有机物转运等途径吸附土壤中的菲和芘。植物与AMF结合形成的共生体能够帮助植物从土壤中吸收利用营养物质和水分,加强了对氧自由基的清除能力,减缓活性氧对植物体内的伤害和膜脂过氧化程度,提高了高羊茅的抗逆性,进而影响植物根围微生物群落组成,而AMF和PGPR组合能够促进PGPR的定殖,同时PGPR能够促进AMF的孢子发育,增加侵染位点数以及侵染率,促使泡囊丛枝结构的形成。因此,在菲和芘胁迫下双接种AMF+PGPR能够达到更大的效果。
文章来源:《生理学报》 网址: http://www.slxbzzs.cn/qikandaodu/2020/1209/515.html