不同氮磷条件下AM真菌与棉花共生产精氨酸及氮转运研究

发布时间：2020-02-11 12:41

【摘要】：AM真菌的根外菌丝体(Extraradical Mycelium, ERM)在土壤中同化不同形态的氮磷源,合成精氨酸(arginine)和多聚磷酸盐供给植物利用,同时植物合成的碳水化合物供给菌丝生长。由于N、P的可利用性及其移动性对AM真菌与植物营养至关重要,因此本实验通过AM真菌根外菌丝吸收外源氮磷,探讨N、P在AM真菌和寄主植物之间的输运以及精氨酸的合成。本文通过沙土栽培,探讨不同N、P条件下,AM真菌与棉花共生的最适氮磷浓度。采用棉花(Gossypium hirsutum. L)为宿主,接种Rhizophagus irregularis,设计6个浓度梯度,得到最适N、P浓度。利用AM真菌根外菌丝吸收营养的特点,采用三室培养盒,以arginine (Arg)、glutamine (Gln)、urea、KNO_3和NH4Cl为氮源,在5mmo1/1、50mmo1/1 500mmo1/1水平下,往菌丝室施加2m1不同N水平的无氮营养液。同时,在菌根室中加入不同种类的磷源,探究磷在菌丝室内菌丝对氮的吸收的作用以及菌根室中对磷的吸收。根据ERM中经尿素循环合成代谢臂生成的Arg可能与多聚磷酸盐(polyP)一起螯合并输运至IRM。本实验中同一水平的不同氮磷源对丛枝菌根真菌的发育和繁殖以及氮磷转运的影响。通过试验结果表明,当N、P浓度分别为100 mM和0.025 mM, AM真菌与棉花根系的侵染率最高。同时,在的水平下,菌丝室施加5mM Arg、Gln、urea和50mM NH_4Cl, R. irregularis与棉花根系的侵染率达到90%以上,其中NH_4CI使ERM干重达到最大值270.17 mg；供氮形态对ERM和菌根内的Arg含量的影响表现为外源施加Arg其Arg含量最高；当以G1n和KN03为氮源,叶的总氮含量比其他氮源高；同氮浓度下,以50mM Arg为氮源,棉花株高为20.14 cm；茎叶干重达到0.88 g；菌丝室内施加urea使ERM内的Arg含量显著高于其他的氮处理；而菌根中合成Arg含量达到24.3952 mg/g;叶总氮量以G1n为氮时,叶总氮含量最高；相比较其他氮素,施加500 mM urea, R. irregularis与棉花根系侵染率最高达到89%,同一浓度下不同形态的氮源,棉花株高和茎叶干重的差异不显著；但是ERM和菌根Arg的含量差异显著。茎叶的总氮量差异显著,茎中总氮量以NH_4CI为最大。在菌丝室外源添加不同P的试验结果得到,低磷条件下的KH_2pO_4、过磷酸钙以及磷矿粉都能AM真菌在棉花根部定殖并产生根外菌丝,而中高水平的磷素却不能使丛枝菌根真菌与棉花根系形成共生关系,基于关系本实验测定了菌根室中ERM和菌根的磷含量,忽略菌丝室中的菌丝的氮含量；ERM中的总磷量随着磷浓度的梯度增加而降低,而菌根则相反；分析比较了不同水平下的不同磷源的植株磷含量,得到磷浓度对真菌的作用并不是越高越好,而对棉花茎叶中的总磷含量则是浓度增高,总磷含量越大,这一结果涉及到菌丝和根系的直接吸收和间接吸收。菌丝室施加氮磷源的结果得到,施加外源磷反而抑制丛枝菌根真菌的繁殖；菌根中的Arg含量以菌丝室外源添加磷矿粉含量为最高,相同氮水平下的不同磷源其合成Arg的含量也不同,相比较对照组,外源添加磷源促进了菌丝中Arg的合成。另外,植物叶中的总氮总磷含量显著高于茎,茎叶总氮含量以施加磷矿粉为最高,然而总磷含量却相反,在3组磷处理中最低,和不加磷的对照组含量相差不大。这说明外源添加磷矿粉可以显著的促进N的吸收和转运,对磷的转运没有显著的促进作用；但是相比较KH_2PO_4和过磷酸钙,茎叶中总氮含量总磷含量都增加,但是不同的氮对相同磷的转运氮磷不同。
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S562;S182

【参考文献】