两种真菌对水分胁迫下小麦与麦长管蚜互作的影响

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小麦(Triticum aestivum L.)是我国重要的粮食作物,目前面临的高温、干旱等气候条件造成小麦减产,加重了农业生产的不确定性,同时也加剧了病虫害的发生。麦长管蚜(Sitobion avenae Fabricius)是小麦虫害的优势种。内生真菌广泛存在于植物体内,但不在植株外部表现出感染症状,能通过某种机制对宿主提供保护作用,内生真菌对植物虫害的影响研究尚不深入,且对不同昆虫表现出从积极到消极不一的影响。丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhiza Fungi,AMF)属于球囊菌门,菌丝侵入植株根部通过与寄主营养互换达到促进植株生长的效果。内生真菌、AM真菌在农业生产上的应用对于作物抗逆、生物控制虫害具有重要作用。本研究从禾草根部分离筛选有益内生真菌,分别将内生真菌、AMF接种于小麦根部,在正常水分、水分胁迫两种水分条件下,探究内生真菌、AMF侵染对水分胁迫下小麦株高、根干重、叶片鲜重和干重、含水量以及可溶性糖、可溶性蛋白营养物质含量的影响,并进一步探究内生真菌、AMF对麦长管蚜生活史性状、水分平衡相关性状的影响。研究结果如下:1、从扁穗雀麦(Bromus catharticus Vahl.)、无芒稗(Echinochloa crusgalli var.Mitis(Pursh)Petermann)、黑麦草(Lolium perenne L.)三种禾本科杂草根部分离出内生真菌25株,运用分子生物学手段将其鉴定到3个门、6个纲、10个目、11个科、14个属、18个种。其中分离自无芒稗根部的内生真菌EC7,鉴定为Curvularia crepinii,其生长速率、抗逆性要优于其他内生真菌,其发酵液生长素(IAA)含量显著高于其他内生真菌,因此选用内生真菌EC7进行后续试验。2、内生真菌EC7和丛枝菌根真菌F.c(副冠斗管囊霉,Funneliformis coronatum)侵染的小麦根部均观察到菌丝定殖,对照组没有菌丝定殖。在水分胁迫条件下,内生真菌EC7侵染可显著提高小麦根干重、可溶性糖和可溶性蛋白含量;AM真菌F.c可显著提高水分胁迫下叶片含水量、可溶性蛋白含量,但是小麦株高、叶鲜重、叶干重降低。EC7促进小麦的生长的作用优于F.c。而F.c对小麦生长的正向作用受土壤水分等多种条件影响,对形态特征、营养物质含量等多个指标也表现出不同的影响。3、经实验室前期筛选,麦长管蚜克隆系m4耐受干旱能力较强,而克隆系78耐受干旱能力较弱。内生真菌EC7对麦长管蚜克隆系m4和78的发育历期、水分平衡相关性状没有显著影响,但显著提高了克隆系m4在两种水分条件下的成蚜体重、繁殖力,而对克隆系78仅提高了正常水分下的成蚜体重、繁殖力。AM真菌F.c对克隆系m4的发育历期没有显著影响,却显著降低了正常水分下克隆系78的总发育历期,同时降低了水分胁迫下克隆系78的含水量,提高了其成蚜体重。小麦营养物质含量与麦长管蚜成蚜体重、繁殖力呈显著正相关。总的来看,内生真菌EC7和AM真菌F.c未能提高小麦的抗蚜性,对麦长管蚜的生长发育表现出一定积极作用,EC7作用更为显著。内生真菌和AM真菌对麦长管蚜生长发育的促进作用可能是通过提高小麦的营养物质来实现。综上所述,本研究发现内生真菌EC7能够促进小麦的生长发育,同时能够提高麦长管蚜的成蚜体重、繁殖力。丛枝菌根真菌F.c能够提高小麦的绝对含水量、可溶性蛋白含量等。进一步研究表明内生真菌EC7、丛枝菌根真菌F.c侵染对小麦营养物质的提高与麦长管蚜成蚜体重、繁殖力的提高呈显著正相关。因此,可以利用内生真菌和丛枝菌根真菌资源促进作物的生长发育,而两类真菌对蚜虫等植食性昆虫与作物之间互作的影响还需进一步深入研究。
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