不同施硒量接种AM真菌对丹参幼苗期生理指标的影响.pdf

山东农业大学学报(自然科学版),2023,54(4):539-543VOL.54 NO.4 2023Journal of Shandong Agricultural University(Natural Science Edition)doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2023.04.009不同施硒量接种不同施硒量接种 AM 真菌对丹参幼苗期生理指标的影响真菌对丹参幼苗期生理指标的影响凌 娜,杨朝霞,王文凤,陈梦丽,马习美商丘学院风景园林与建筑学院,河南 商丘 476000摘摘 要要:为分析不同施硒量条件下接种 AM 真菌菌种对丹参幼苗期生理指标的影响，本文使用盆栽法种植单身作物，并将施硒量（Na2SeO3）设定为四个浓度水平，将试验植物分为接种组和对照组。结果发现，接种 AM 真菌的组别的丹参幼苗的生理质量要显著优于未接种组别并促进其对硒元素的吸收。当硒浓度水平为 20 gmL-1和 40 gmL-1时，其生长指标和生理指标表现优异。同一浓度水平下，接种 AM 真菌丹参幼苗组别绿素含量和蛋白质含量呈现显著优势，丙二醛和脯氨酸含量均保持在较低水平，表明接种 AM 真菌能提升植物的抗逆性。同时还发现，接种 AM真菌对丹参幼苗的可溶性糖水平不具备直接影响。关键词关键词:接菌;丹参;生理指标中图法分类号中图法分类号:Q945.15文献标识码文献标识码:A文章编号文章编号:1000-2324(2023)04-0539-05Effects of Inoculating Arbuscular Mycorrhizae on PhysiologicalIndicators of Salvia miltiorrhiza Bge.Seedlings under DifferentSelenium Application ConditionsLING Na,YANG Zhao-xia,WANG Wen-feng,CHEN Meng-li,MA Xi-meiCollege of of Architecture and Landscape/Shangqiu University,Shangqiu 476000,ChinaAbstract:To achieve the purpose of improving drug quality and therapeutic effect.This article mainly analyzes the effects ofinoculating AM on the physiological indicators of Salvia miltiorrhiza Bge.seedlings under the condition of differentselenium application rates.Single crops were planted in pots,and the selenium application amount(Na2SeO3)was set at fourconcentration levels,and the test plants were divided into inoculation group and control group.It was found that thephysiological quality of Salvia miltiorrhiza Bge.seedlings inoculated with AM was significantly better than that in the non-inoculated group and the absorption of selenium was promoted.When the selenium concentration level is 20 gmL-1and 40gmL-1,its growth index and physiological index are excellent.At the same concentration level,the chlorophyll content andprotein content of the seedlings inoculated with the AM showed significant advantages,and the contents of malondialdehydeand proline remained at a low level,indicating that the inoculation of the AM can improve the stress resistance of plants.Itwas also found that the inoculation of AM had no direct effect on the soluble sugar levels of Salvia miltiorrhiza Bge.seedlings.Keywords:AM fungal strains;Salvia miltiorrhiza Bge.;physiological indicators硒是植物生长发育和生理代谢必备的重要营养元素。对植物进行补硒栽培能够明细提升作物品质和抗逆性。丹参（Salvia miltiorrhiza Bge.）是较为常见的药用植物和经济作物，具有活血止痛、宁心安神的作用1,2。人类对于硒元素的吸收大多于植物。富硒植物是人和动物最为重要的硒源之一。通过外源补硒能够适当地提升丹参的作物产量，还能够提升其自身的硒含量，对疾病治疗产生协同增效作用。丛枝菌根（Arbuscular mycorrhizae,AM）是土壤共生真菌中分布最广泛的一类真菌3，能与 200 个科的 20 万个种以上的陆生植物形成共生关系。AM 真菌能够促进植物对硒元素的吸收，具备一定的研究价值4。除此之外，AM 真菌还能够促进植物对于其他元素的吸收，如钾、钙、镁、铜、锰等，助力作物生长发育。通过分析不同施硒量条件下接种 AM 真菌菌种对丹参幼苗期生理指标的影响能够更好地探索丹参、硒元素以及 AM 真菌三者之间的相关联系和影响，进一步改善丹参对硒元素的吸收，促进其生长发育和药用品质，为普及中药现代化种植提供参考。收稿日期收稿日期:2023-01-05修回日期修回日期:2023-03-06基金项目基金项目:河南省科技攻关项目(182102110311)第第 1 作者简介作者简介:凌 娜(1986-),女,硕士研究生,副教授,研究方向:植物遗传育种.E-mail:540山东农业大学学报(自然科学版)第 54卷1材料与材料与方法方法1.1试验设计试验设计本试验使用的植物为药用丹参的基源植物丹参（Salvia miltiorrhiza Bge.）。丹参幼苗采购自嵩县城关镇叶岭村丹参种植基地。AM 真菌菌种以黑麦草（Lolium perenne L.）为宿主通过盆栽法进行扩繁，以含有孢子的根际土作为接种菌剂。试验中使用肥料成分为尿素，磷酸二氢钾和硫酸钾。施硒方法为叶面喷硒。试验土壤为嵩县褐土土壤（非灭菌土）。基本成分见下表 1。在实验过程中，将施硒量（Na2SeO3）设定为四个浓度水平，分别为 0 gmL-1，20 gmL-1，40 gmL-1，80gmL-1。同一浓度水平下，将试验植物分为接种组和对照组。每组 4 个样本，共计 32 个样本。试验于河南农业大学农学院实验室开展，时间为 2022 年 4 月 3 日至 2022年 8 月 15 日间。表表 1 土壤理化性质测定结果土壤理化性质测定结果Table 1 Soil physicochemical property determination results酸碱度pH含水量/%Humidity有机质/mgg-1Organic碱解氮/gg-1Alkaline-hydrolyzable N速效磷/gg-1Available P速效钾/gg-1Available K全硒/mgkg-1Total Se有效硒/gkg-1Available Se7.8928.213.0158.2916.28106.280.19218.921.2测量方法测量方法1.2.1 丹参幼苗生长数据测量 使用卷尺测量丹参幼苗生长数据包括株高和主根长。使用称重法来测量丹参幼苗干质量。使用 10%KOH 溶液脱去根段细胞质、0.5酸性品红溶液染色并用脱色剂脱色，最后计算菌根侵染率。1.2.2 丹参幼苗生理数据测量 使用浸提法计算丹参幼苗叶绿素含量，考马斯亮蓝 G-250 染色法计算蛋白质含量、蒽酮比色法测量可溶性糖。同时，使用分光光度法测量丹参幼苗丙二醛含量，以及茚三酮法测量脯氨酸含量。1.3数据处理数据处理使用 Origin 8.0 和 SPSS 20.0 对试验数据进行统计学分析并比较接种组和对照组在同一浓度水平下数据差异性和数据显著性。2结果与分析结果与分析2.1 不同施硒量条件下接种不同施硒量条件下接种 AM 真菌菌种对丹参幼苗期生长数据的影响真菌菌种对丹参幼苗期生长数据的影响对丹参幼苗期生长数据进行分析，结果发现在同一浓度水平下接种 AM 真菌的丹参幼苗的株高、根冠比和干质量与对照组相比均显著增长（表 2）。这表明除根长以外，接种 AM 真菌能够促进丹参幼苗期生长态势。在不同施硒量条件下，接种组株高在 0 gmL-1，20 gmL-1，40 gmL-1条件下均高于对照组，但在 80 gmL-1条件下接种组别株高明显低于对照组。在根长和根冠比方面，接种组和对照组大致随施硒量增加而增加，但均在 40 gmL-1条件下达到最高值。接种组和对照组的干质量呈现出先增加后减少的变化趋势。接种组的地上干质量在 20 gmL-1水平最高，对照组在40 gmL-1水平最高。接种组的地下干质量在 20 gmL-1水平最高，对照组在 0 gmL-1水平最高。可见，单独增加施硒量对于丹参幼苗期生长作用并不十分显著，在接种 AM 真菌后二者的协同作用显著增强了试验植物生长效果和生长质量。如图 1 所示，同一浓度水平下接种 AM 真菌的丹参幼苗菌根侵染率均高于对照组。接种组的菌根侵染率随施硒量增加先增大后减小，并在 40 gmL-1条件下达到峰值。而对照组的菌根侵染率随施硒量增加逐渐增加，并在 80 gmL-1条件下达到峰值。可见，接种 AM 真菌能够显著增加丹参幼苗菌根侵染率，提升其入药质量影响。第 4 期凌 娜等:不同施硒量接种 AM 真菌对丹参幼苗期生理指标的影响541表表 2 不同施硒量条件下丹参幼苗期生长数据比较结果不同施硒量条件下丹参幼苗期生长数据比较结果Table 2 Comparison of growth data at seedling stage of Salvia miltiorrhiza Bge.under different Se applicationNaSeO浓度水平/gmL-1NaSeO concentration level组别Group株高/cmPlant height根长/cmRoot length根冠比/%Root-to-crown ratio干质量/g Dry mass地上Overground地下Underground0AM23.4331.73221.0800.9040.7530.015*2.8470.224*2.2560.026CG19.8431.95819.1802.0840.6520.0091.4020.0712.1060.445*20AM21.7631.412*21.5130.5020.7710.011*3.2710.486*3.2170.483*CG19.2631.52218.6800.7660.6700.0131.8480.3461.5350.24840AM22.5130.872*21.6800.7660.7860.009*2.8790.283*2.8830.281*CG18.6831.25519.6801.7580.6710.0101.9910.3711.5460.17280AM15.6830.123*21.3460.7660.7750.009*2.6640.2392.1770.162*CG20.1831.902*17.1801.2600.6580.0091.9510.4361.3560.244注：*表示不同处理间在 P0.05 水平差异显著Note:*indicate significant differences between different treatments at P0.05 level图图 1 不同施硒量条件下丹参幼苗期菌根侵染率比较结果不同施硒量条件下丹参幼苗期菌根侵染率比较结果Fig.1ComparisonofmycorrhizalinfectionratesatseedlingstageofSalviamiltiorrhizaBge.underdifferentSeapplication2.2不同施不同施硒量条件下接种硒量条件下接种 AM 真真菌菌种对丹参幼苗期生理数据的影响菌菌种对丹参幼苗期生理数据的影响对丹参幼苗期生理数据进行分析，结果发现在同一浓度水平下接种 AM 真菌丹参幼苗的叶绿素含量和蛋白质含量呈现显著优势（表 3）。与此同时，接种组的丙二醛和脯氨酸含量均保持在较低水平，表明接种 AM 真菌能提升植物的抗逆性。对照组的可溶性糖高于接种组水平，表明接种 AM真菌无法影响到丹参幼苗期的可溶性糖水平。在不同施硒量条件下，接种组的叶绿素含量显著高于对照组，并随着硒浓度的增加而减少，表明接种 AM 真菌能够缓解硒元素对于叶绿素合成的负面影响。接种组的蛋白质含量呈现先减少后增加的变化趋势，而对照组则呈波浪线变化趋势，对照组变化不显著。接种组和对照组的可溶性糖均呈现先增加后减少的变化趋势，接种组在 20 gmL-1水平最高，对照组在 40 gmL-1水平最高。接种组的丙二醛呈现出先增加后减少的变化，并在 40gmL-1水平最高。对照组呈波浪线变化趋势 20 gmL-1水平最高。两组植物的脯氨酸水平均随硒浓度增加而减少，且对照组的脯氨酸水平在 80 gmL-1高于接种组，表明 AM 真菌对于高硒水平反应剧烈。表表 3 不同施硒量条件下丹参幼苗期生理数据比较结果不同施硒量条件下丹参幼苗期生理数据比较结果Table 3 Comparison of physiological data at seedling stage of Salvia miltiorrhiza Bge.under different Se applicationNaSeO浓度水平/gmL-1NaSeO concentration level组别Group叶绿素/mgg-1Chlorophyll蛋白质/mgg-1Protein可溶性糖/mgg-1Soluble sugar丙二醛/mmolg-1Malonaldehyde脯氨酸/gg-1Proline0AM1.7780.448*4.4740.356*5.2740.6393.0550.10111.1982.981CG1.4360.1334.0670.2016.1100.196*3.0650.145*15.8580.390*20AM1.7710.154*4.3860.149*6.1030.1553.3490.1299.6830.232CG1.3280.2244.0800.1316.3380.2683.6710.218*14.5580.707*40AM1.7030.156*4.5670.106*5.0690.2073.5960.1449.2130.134*CG1.2570.2363.9950.2067.0820.130*3.1350.165*13.9230.96480AM1.6160.145*4.6110.159*4.5850.1263.4620.150*8.6530.283*CG1.1990.0994.1180.2065.8940.187*3.3200.1299.7430.653注：*表示不同处理间在 P0.05 水平差异显著Note:*indicate significant differences between different treatments at P0.05 level542山东农业大学学报(自然科学版)第 54卷3讨讨 论论通过分析不同施硒量条件下接种 AM 真菌菌种对丹参幼苗期生理指标的影响，发现接种 AM 真菌菌种的组别在生长数据和生理数据方面均呈现出较高优势。在生长指标方面，接种 AM 真菌菌种的组别在株高、根冠比和干质量呈现出显著的生长优势，其菌根侵染率明显高于对照组。在生理指标方面，接种 AM 真菌菌种的组别在叶绿素含量、蛋白质质量占据优势，丙二醛和脯氨酸含量均保持在较低水平。以上发现表明，接种 AM 真菌菌种后，根冠比的增长表明丹参幼苗地下部分生长更为发达，增强了对地下环境和营养物质的吸收能力，生长质量明显增加。与此同时，接种 AM 真菌菌种后丹参幼苗对环境的抗逆性也明显强于对照组，表明其药用成分的增强。以上结论与车欣宇等，孙颖盈等，Wu YH 等和 Yang Y 等对于丹参-AM 真菌共生体养分吸收以及其对丹参幼苗升职指标的影响结论高度相似5-8。通过观察和分析不同浓度水平下接种组和对照组的生理表现，发现丹参幼苗的生理指标并未随施硒量的增加而增长。高浓度硒（80 gmL-1）水平下，丹参幼苗出现生长抑制现象。实验发现适应的施硒量即 20 gmL-1和 40 gmL-1水平下接种 AM 真菌菌种促进了丹参幼苗各种生理指标的增长。这与胡晓荣等和贾红梅等对于 AM 真菌对丹参生长效应的试验结果高度一致9,10。然而，添加硒含量并不能显著增加丹参幼苗的可溶性糖水平，说明硒对于该项生理指标并不具备直接影响，这与丹参自身的物种差异性密切相关。本研究结论与李芳等和 Pu C 等对于硒元素对丹参生理指标变化影响研究结果相似11,12。随着硒浓度水平的增加，接种 AM 真菌组别的丹参幼苗菌根侵染率显著增加，并在 40 gmL-1水平达到峰值。这同样验证了高浓度硒（80 gmL-1）水平下，无法促进AM 真菌的侵染效果。齐俊香等和王雪等均对 AM 真菌对丹参生长及品质的影响开展试验，与本研究结论保持一致13,14。研究发现，接种 AM 真菌菌种后丹参幼苗能够产生更好的生长效应和交互效应。二者的协同作用能够提升硒元素的吸收，并提升影响吸收能力。该结论与大部分学者对于二者的共生关系和交互效果研究一致，如董娜等，粟敏等以及 Zeng Y 等15-17。4结结 论论本研究使用药用丹参的基源植物丹参对不同施硒量条件下接种 AM 真菌菌种对丹参幼苗期生理指标的影响开展研究。在实验过程中，将施硒量（Na2SeO3）设定为四个浓度水平，分别为 0gmL-1，20 gmL-1，40 gmL-1，80 gmL-1。同一浓度水平下，将试验植物分为接种组和对照组。研究发现，接种 AM 真菌的组别的丹参幼苗的生理质量要显著优于未接种组别。在生长指标方面，当硒浓度水平为 20 gmL-1时，其地上干质量和地下干质量最高，分别为3.2710.486 g 和 3.2170.483 g。当硒浓度水平为 40 gmL-1时，其株高、根长、根冠比最优，分别为 22.5130.872 cm，21.6800.766 cm和 0.7860.009。其菌根侵染率最高，为 78.9%。在生理指标方面，发现在同一浓度水平下接种 AM 真菌丹参幼苗组别绿素含量和蛋白质含量呈现显著优势，丙二醛和脯氨酸含量均保持在较低水平，表明接种 AM 真菌能提升植物的抗逆性。同时，接种 AM 真菌对丹参幼苗的可溶性糖水平不具备直接影响。接种组在 20 gmL-1和 40 gmL-1生理指标表现优异，并对高硒浓度（80 gmL-1）反应剧烈。丹参作为药用植物，其营养成分的开发能够提升其药理成分和药用效果。通过现代生物技术手段如接种 AM 真菌能够更好地提升丹参幼苗的生长治疗和生长品质。同时，通过改善外界环境因素如不同的施硒量能够改善植物内部吸收能力和影响水平，从而达到合理提升中草药产量和品质的重要目的。参考文献参考文献1钟庆祥,张 豫,陶 贞,等.土壤植物系统硒的迁移转化机制研究进展J.地球科学进展,2023,38(1):44-562孔凡丽,张恩萍,曹庆军,等.硒的生理功能及在主要作物中的吸收富集J.东北农业科学,2020,45(6):115-118第 4 期凌 娜等:不同施硒量接种 AM 真菌对丹参幼苗期生理指标的影响5433王 凯,巢建国,谷 巍,等.不同育苗方式对丹参种苗形态、农艺性状及生理生化指标的影响J.南方农业学报,2020,51(1):162-1684周修腾,王 雪,杨 光,等.丛枝菌根真菌对丹参内源激素的影响J.中国中药杂志,2016,41(20):3761-37665车欣宇,林 杭,田 丹,等.连作丹参根际真菌的分离及拮抗菌 RF15 促生效应J.山东农业大学学报(自然科学版),2022,53(6):832-8386孙颖盈,王欣雨,祝晨琳,等.GR24 及氮磷供应对丹参-AM 真菌共生体养分吸收及功能物质形成的影响J.植物营养与肥料学报,2023,29(6):1150-11597Wu YH,Wang H,Liu M,et al.Effects of native arbuscular mycorrhizae isolated on root biomass and secondarymetabolites of Salvia miltiorrhiza Bge J.Frontiers in Plant Science,2021,12:6178928Yang Y,Ou X,Yang G,et al.Arbuscular mycorrhizal fungi regulate the growth and 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