丛枝菌根真菌对盐-旱胁迫下汉麻生理生化和次生代谢产物的影响

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中文摘要：全球气候变化的影响日益加剧，导致盐碱和干旱等逆境胁迫逐渐成为限制作物生长的主要因素。汉麻（CannabissativaL.）含有多种药用活性成分和多种生物活性功能，其被广泛应用于农业、工业、食品保健和医疗等领域，促进了相关产业的快速发展。丛枝菌根真菌（arbuscularmycorrhizalfungi，AMF）可与80%的维管植物建立共生关系。这种共生关系能促进寄主植物的生长，调节植物的生理和生化过程，促进次生代谢产物的积累，并增强对非生物胁迫的抵抗力。人们对盐胁迫、干旱胁迫以及AMF相互作用对汉麻的影响了解相对较少。本研究以汉麻为实验材料，对接种或未接种AMF的汉麻进行不同浓度的NaCl（0mM、100mM和200mM）、土壤含水量（45%、25%和15%）以及盐-旱交互胁迫处理，通过测定汉麻的根部侵染率、菌根依存度、生长指标、有机溶质含量、叶片光合指标、叶绿素荧光、抗氧化酶活性、金属离子含量和次生代谢物浓度的变化，探讨盐胁迫、干旱胁迫及其复合胁迫下AMF对汉麻生理生化和次生代谢产物积累的影响。结果表明：（1）AMF与汉麻根系建立了共生关系，汉麻根部侵染率达到了71%。菌根依存度测量结果表明，在无胁迫条件下，汉麻菌根依存度为7.28%。（2）生长指标显示，盐胁迫、干旱胁迫及盐-旱复合胁迫显著抑制了汉麻的生长发育。除了株高外，接种AMF导致胁迫条件下汉麻的生长指标显著增加。AMF未能对胁迫条件下汉麻的株高产生显著影响。此外，盐浓度、干旱程度和盐-旱交互胁迫，导致汉麻叶片形态、叶片表皮细胞和气孔受损。接种AMF则有利于改善胁迫对汉麻叶片造成的损伤。然而，S2（200mMNaCl）条件下，接种可AMF导致汉麻叶片进一步受害。（3）盐胁迫、干旱胁迫和盐-旱交互胁迫显著增加了汉麻叶片丙二醛含量。除S2条件外，接种AMF显著降低了丙二醛水平。然而，S2条件下，丙二醛含量增加。此外，胁迫和接种AMF导致可溶性物质含量增加。（4）胁迫对叶片光合指标和叶绿素荧光产生不利影响，接种AMF可减轻这些不利影响。然而，接种AMF导致S2条件下汉麻叶片的光合指标和叶绿素荧光降低。（5）超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性随着胁迫程度的升高而升高，接种AMF进一步提高了抗氧化酶的活性。然而，S2条件下，接种AMF对抗氧化酶活性的影响与其它条件相反。（6）金属离子含量变化结果表明，在盐胁迫和盐-旱交互胁迫下，Na+含量显著增加，然而AMF能够减少汉麻中Na+的积累。然而，S2条件下，接种AMF导致Na+含量和Na+与其金属离子的比值显著增加。具体而言，S2条件下，接种AMF植株相比未接种AMF，Na+含量以及Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+含量分别增加了47.46%、80.92%、91.35和83.02%。（7）AMF增加了胁迫条件下汉麻的总皂苷、总黄酮、总酚和大麻二酚等次生代谢产物的含量。然而，在S2条件下，AMF抑制了汉麻总皂苷、总黄酮、总酚和大麻二酚等次生代谢产物的积累。综上所述，接种AMF可以增加寄主植物根系表面积，增强植物水分和养分吸收能力，促进植物的生长发育、调节植物的生理生化活性和促进次生代谢产物的积累，从而缓解盐、干旱和盐-旱胁迫对汉麻的不利影响。AMF在高盐胁迫下与寄主植物产生碳源竞争，导致AMF对植物的调节能力有限，甚至会加重植物的胁迫损伤。以上研究结果表明，AMF在提高植物的抗逆性和促进次生代谢产物积累方面具有一定的意义。

作者：

苑海鹏

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关键词：

汉麻盐胁迫干旱胁迫丛枝菌根真菌次生代谢产物

授予学位：

硕士

学科专业：

生物学

导师：

张玉红

学位年度：

2024

学位授予单位：

东北林业大学

语种：

中文

中图分类号：