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水是植物生长、发育、繁殖的必要环境条件之一,也是限制植物产量和品质的主要因素。我国是干旱灾害发生频率最高且影响最严重的国家之一,每年干旱造成的直接经济损失高达440亿元,严重制约着我国农业发展。柑橘作为我国的第一大水果,在我国国民经济和乡村产业振兴中占有举足轻重的地位。然而,以重庆为代表的我国柑橘主产区年降雨量虽然在1000mm以上,但由于降雨时间与空间分布严重不均,以夏季高温干旱为代表的季节性干旱便成为我国柑橘产区生产上的主要问题。加之柑橘根毛少且短,对土壤水分比较敏感,过干和过湿都会对根系造成严重的伤害,导致柑橘产量和品质下降。季节性干旱成为制约我国柑橘产业高质量发展的突出问题。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能与柑橘形成良好的共生关系,有效缓解干旱胁迫对植株造成的伤害,提高柑橘的抗旱性。但到目前为止关于AMF对柑橘抗旱性的影响的研究报道主要集中在枳、红橘、椪柑等少数柑橘品种上,对资阳香橙的研究较为缺乏;同时研究主要集中在表观生理机制,对相关分子调控机制,特别是水孔蛋白基因的表达上的研究比较匮乏。而资阳香橙作为正在大力推广的最主要柑橘砧木品种,研究接种AMF对资阳香橙抗旱性的影响具有重要意义。本试验选用摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,记为Fm)和幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum,记为Ce)为试验菌剂,1年生资阳香橙(Citrus junos Sieb.ex Tanaka)脱毒盆栽苗为试材,通过人工模拟干旱环境的方式对柑橘幼苗进行不同水分处理。通过研究两种AMF对不同水分条件下柑橘幼苗叶片和根系的生长发育、光合能力、抗氧化与渗透调节能力、内源激素代谢、水孔蛋白基因表达的影响,进一步探究AMF在提高柑橘抗旱性方面的表观生理机制和分子机制。本试验的具体研究结果如下:1.无论是在正常供水还是干旱胁迫下,AMF的侵染率始终保持在51.38%~63.82%,可见Fm和Ce均能有效侵染柑橘幼苗根系形成共生体。同时,随着干旱胁迫程度的增大,柑橘幼苗的菌根依赖性呈现上升趋势,在重度干旱下达到最大。在干旱胁迫持续时间试验中,Fm组和Ce组幼苗的干旱症状出现更晚、土壤相对含水量和叶片相对含水量更高,存活时间比NAM对照长8d,且Fm的菌根效果优于Ce。2.两种AMF均能促进柑橘的幼苗生长和根系发育。干旱胁迫下,Fm和Ce均可不同程度地增加幼苗的株高、茎粗、叶面积、全株干重和根冠比,促进柑橘幼苗的生长。同时,AMF组幼苗的一级新根数、最长侧根长、根系体积和根系活力明显高于NAM对照组,AMF改善了幼苗根系形态、增强根系活力,促进根系生命活动以提高抗旱性。3.两种AMF均能提高柑橘幼苗的光合能力、改善水分与养分状况。干旱胁迫下,Fm和Ce均可不同程度地提高叶片叶绿素(a、b、a+b)含量、叶片相对含水量、水势、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr),降低胞间CO2浓度(Ci),AMF调节气孔开闭、加快叶片气体交换速率、优化水分状况,增强光合效能,缓解干旱对植物造成的损伤。同时,接种AMF的幼苗叶片和根系中的全N、全P、全K、Mg、Ca、铵态氮含量均明显高于NAM对照,AMF促进了幼苗对营养元素的吸收,积累更多养分以增强抗旱性。4.在不同试验时期和不同程度干旱下,两种AMF均明显提高了柑橘幼苗的抗氧化与渗透调节能力。干旱条件下,Fm和Ce均明显降低了幼苗叶片和根系中丙二醛(MDA)含量和过氧化氢(H2O2)含量,提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶的活性,促进了可溶性糖、游离脯氨酸、可溶性多胺、可溶性蛋白等渗透调节物质的积累。同时,与抗氧化和渗透调节相关的物质在叶片中的含量基本均高于根系,但Fm和Ce在不同干旱程度、不同时期的不同器官中的菌根效益存在差异,优势菌种不同。5.在不同试验时期和不同程度干旱下,两种AMF均能有效调节内源激素代谢。干旱胁迫下,接种Fe和Ce均明显促进了柑橘幼苗根和叶中脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、赤霉素(GA)、茉莉酸(JA)、独角金内酯(SLs)的积累,各激素间协调互作,共同促进抗旱性增强。同时,除GA外,ABA、IAA、JA、SLs在叶片中含量均高于根系,且Fm的菌根效益均高于Ce;整体上,在根中菌根作用更大且干旱胁迫下效益更高。6.干旱胁迫会诱导柑橘幼苗叶片中3种水孔蛋白基因(Ci PIP1;1、Ci PIP2;1和Ci NIP4;2)的上调表达,但对根系中Ci NIP4;2的表达起抑制作用。干旱胁迫下,接种AMF能有效促进柑橘幼苗叶片和根系中Ci PIP1;1、Ci PIP2;1和Ci NIP4;2的上调表达,其中Ci PIP2;1的上调最显著,说明接种AMF能通过促进水孔蛋白基因表达来提高抗旱性。整体上,菌根效益根系高于叶片,且在一般干旱胁迫下菌根效益更高,Fm和Ce的菌根效益在不同基因中存在差异。