研究背景
研究结果
1.锰毒害对枳菌根发育的影响
F. mosseae 可以定殖于锰毒害条件下枳的根部(图1a)。与正常锰处理相比,锰毒害显著降低了根系菌根侵染率(图1b)、菌丝长度(图1c)和孢子密度(图1d)。
图1 过量Mn处理后枳幼苗的F. mosseae根定殖的影响
2.锰毒害和接种AMF对枳生长的影响
锰毒害处理显著抑制枳实生苗生长,接种 AMF 则显著促进生长(图2a)。锰毒害处理使未接种 AMF 的幼苗株高、叶片数、叶鲜重、茎鲜重、根鲜重、根总长度和投影面积显著显著降低;接种 AMF 显著提高植株株高、茎粗、叶片数、叶鲜重、茎鲜重、根鲜重、根总长度、投影面积和表面积(图2b-j)。
图2 过量Mn和接种AMF对枳生长的影响
3.锰毒害和接种AMF对枳叶片气体交换的影响
与正常锰处理相比,在锰毒害条件下,枳叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著降低,且未接种植株下降幅度大于接种植株。接种 AMF 显著提高植株 Pn、Gs 和 Tr ,降低叶片胞间二氧化碳浓度(Ci)(图3a-d)。
图3 过量Mn和AMF接种对枳叶片气体交换参数影响
4.锰毒害和接种AMF对枳叶绿素含量和叶绿素荧光参数的影响
与正常锰处理相比,在锰毒害条件下,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/b、QY-MAX、QY-LSS均显著性下降,NPQ-LSS显著性升高;接种AMF显著提高了叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/b、QY-MAX、QY-LSS均显著性下降,显著降低了NPQ-LSS(图4a-f)。
图4 锰毒害和接种AMF对叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数的影响
5.锰毒害和接种AMF对枳Mn浓度以及Mn分配的影响
锰毒害处理使未接种植株叶片和根系 Mn 含量显著增加,也使接种植株的叶片和根系 Mn 浓度显著增加(图5a-c)。与未接种 AMF 相比,接种 AMF 对正常锰条件下叶片和根系 Mn 浓度无显著影响,但显著降低了锰毒害条件下叶片和根系 Mn 浓度。此外,无论是否接种 AMF,锰毒害处理增加了根系 Mn 在整个植株上的分配,同时降低了叶片 Mn 分配。在正常锰和锰毒害条件下,接种 AMF 对全株叶片 Mn 分配无明显影响,仅在锰毒害条件下全株根系 Mn 分配显著减少。
图5 锰毒害和接种AMF对枳Mn浓度以及Mn分配的影响
6. 锰毒害和接种AMF对枳叶片和根系相关基因表达的影响
与正常锰处理相比,锰毒害条件显著提高了未接种植株根系Mn转运基因PtMTP11和PtMnSOD的表达,显著降低了叶片叶绿素合成相关基因PtHEMA2的表达;接种AMF显著提高了叶片PtMTP11、PtHEMA2的表达,但显著降低了根系PtMnSOD的表达(图6a-c)。
图6 锰毒害和接种AMF对枳叶片和根系相关基因表达的影响
接种 AMF 的枳植株对锰毒害表现出更强的耐受性,体现在改善生长、增加生物量、增强光合作用、提高叶绿素含量和减少光抑制等方面,同时还减少了叶片和根系对Mn的吸收以及根系Mn的分配,这与不同组织中PtMTP11、PtMnSOD和PtHEMA2相对表达量的变化相关(图7)。接种AMF 的枳对Mn过量的响应为柑橘园土壤锰过量的管理提供了新方法。
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