摘要
近来年，由于矿区开采、污水灌溉、城市活动等原因，干旱半干旱地区重金属污染盐碱化土壤的问题日益严重。目前，一些研究利用盐生植物进行重金属污染盐碱化土壤的修复，但盐生植物存在生长缓慢和修复效率低等问题。在干旱半干旱地区生长着大量的耐盐牧草，研究发现这些牧草对重金属也有一定的耐受性，同时丛枝菌根（ArbuscularMycorrhizal，AM）真菌可增强植物对重金属和盐碱胁迫的适应性，将牧草与AM真菌联合修复重金属污染盐碱化土壤的研究尚未见报道。 本试验通过温室盆栽试验，模拟镉（2.00mg·kg-1）污染盐碱化（全盐量3.72g·kg-1）土壤，研究接种AM真菌Funneliformismosseae（F.mosseae）对7种牧草（羊草、冰草、芨芨草、紫花苜蓿、沙打旺、大针茅、碱茅）生长情况、Cd和Na+吸收及转运、根际土壤细菌群落组成和多样性以及植物转录组学调控等的影响，揭示AM真菌提高牧草耐重金属和盐碱复合胁迫的作用机理。试验结果如下： （1）7种牧草和AM真菌均形成了良好的共生关系，平均菌根侵染率为16.89~46.95%，依次为沙打旺>紫花苜蓿>冰草>芨芨草>羊草>大针茅>碱茅。接种AM真菌使得芨芨草、紫花苜蓿、沙打旺和大针茅生物量显著增加了8.52%~292.59%，不同牧草P浓度显著增加了13.22%~427.54%，紫花苜蓿、沙打旺和大针茅K+/Na+和P/Na+分别显著增加了29.63%~265.56%和42.86%~457.14%，不同牧草地上部Cd浓度显著下降了17.58%~50.36%，紫花苜蓿和沙打旺地上部Na+浓度和Na+转运率显著降低了4.91%~84.38%。 （2）接种AM真菌增加了芨芨草、沙打旺和大针茅根际细菌群落的丰富度，降低了芨芨草、沙打旺根际细菌群落的多样性，并改变了芨芨草和沙打旺根际土壤细菌群落组成。同时接种AM真菌促进了沙打旺根际土壤中Arthrobacter和Novosphingobium两类根际促生菌的富集，可提高植物的抗性，促进植物的生长。 （3）接种AM真菌后沙打旺地上部获得1393条差异表达基因，其中424条上调基因，969条下调基因。根据GO和KEGG富集分析显示，AM真菌通过调控“细胞壁大分子代谢过程”（GO：0044036）和“光系统II”（GO：0009523）等GOterm上的基因以及与细胞分裂素和抗氧化酶相关的基因，增加沙打旺对重金属和盐碱复合胁迫的耐受性。 研究结果表明，AM真菌对不同牧草耐重金属和盐碱复合胁迫的影响不同，显著促进了芨芨草、紫花苜蓿、沙打旺和大针茅的生长，改变了芨芨草和沙打旺根际土壤细菌群落组成，调控相关通路与基因来提高沙打旺对复合胁迫的适应性。本研究结果为干旱半干旱地区重金属污染盐碱化土壤修复提供了基础数据和理论依据。
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