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木麻黄人工林可持续经营长期受到连栽障碍制约,现有研究证实,木麻黄自毒作用是引起木麻黄连栽障碍的重要因素之一。本文以福建沿海主栽的“惠安1号”木麻黄无性系为实验材料,分离纯化和鉴定其根系中的化感物质,构建木麻黄幼苗-内生真菌共生体,研究木麻黄根系自毒物质胁迫对木麻黄(木麻黄EF)和木麻黄-内生真菌共生体(木麻黄EI)水培幼苗根系活性氧代谢和保护酶活性等若干生理代谢过程的影响,比较木麻黄EF和木麻黄EI在抗性机制上的差异,为解决木麻黄连栽培障碍提供数据积累和技术支持,主要研究结果概述如下:(1)通过高效液相色谱(HPLC)、硅胶柱色谱(CC)、质谱(MS)和核磁共振(NMR)等技术对“惠安1号”木麻黄(Casuarina equisetifolia L.)根系乙醇提取物的化学成分进行初步分离和鉴定,结果表明其成分类型主要是酚酸类物质。通过波谱分析鉴定其分别为12,13-dihydromicromeric acid(M-1)、白桦脂酸(M-2)、3-O-咖啡酰基羽扇豆醇(M-3)、儿茶素(M-4)、表儿茶素(M-5)。通过HPLC测定木麻黄根系中M-1、M-2、M-3、M-4及M-5的含量分别为0.0547%、0.0612%、0.6095%、0.1623%、0.0991%。通过木麻黄种子发芽实验对木麻黄根系提取物进行了生物检测,并采用主成分分析法对各提取物在不同浓度(12.5 mg·L-1、25 mg·L1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1、40Omg·L-1)处理下对木麻黄种子萌发的抑制作用进行分析,其抑制作用的排序均为:M-3>M-1>M2>M4>M5。实验结果表明木麻黄根系的5种提取物均对木麻黄种子的萌发起到了抑制作用,且处理浓度越高抑制作用越强,可以推测从木麻黄根系提取的5个化合物均对木麻黄存在化感效应。(2)对不同侵染时间(12,24,36,48,60,72,84,96 h)下木麻黄内生真菌(CGMCC No.6307)侵染木麻黄幼苗根系后的菌根侵染率和侵染强度进行了研究,试验结果表明木麻黄幼苗经过木麻黄内生真菌菌液浸泡60 h后,其菌根侵染率超过48%,而菌根侵染率在60-96 h间均差异均不显著(P>0.05),由此确定60 h为木麻黄内生真菌侵染木麻黄幼苗根系的适宜时间。(3)模拟自毒胁迫下,随着化感物质胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长,超氧阴离子(O2-)合成速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量均显著上升;过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先上升后下降的变化趋势,且CAT、POD及SOD活性达到峰值的时间均随胁迫浓度增加而提前。5种化感物质对木麻黄EF和EI根系的CAT、POD及SOD活性的抑制强度和O2产生速率、H2O2及MDA含量的提升强度均表现为M-3>M-2>M-1>M-4>M-5。在不同胁迫时间和胁迫强度下木麻黄EF幼苗根系CAT、POD及SOD对O2-及H2O2等活性氧的清除能力存在显著差异,在较低浓度(12.5 mg·L-1、25 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1)及较短时间(0-48 h)胁迫下,O2及H2O2积累速率较慢,保护酶活性逐渐上升,且酶活性峰值出现较晚,保护酶系统能够有效清除胁迫所产生的活性氧。但随着化感物质胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长,保护酶活性下降,活性氧清除效率降低,活性氧代谢平衡被打破,植物体内活性氧开始积累,膜质过氧化作用加强,对植物造成不可逆的伤害,这有可能是木麻黄化感物质对木麻黄根系的毒害机理之一,而木麻黄内生真菌的侵染能够在一定程度上缓解木麻黄根系化感物质的胁迫,在较低浓度(12.5 mg·L-1、25 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1)及较短时间(0-48 h)胁迫下,缓解效果显著(P<0.05)。其耐受的浓度和胁迫期与木麻黄EF相同,表明在木麻黄保护酶系统合成和降解还未受到不可逆的伤害的前提下,内生真菌才能有效提升木麻黄EI保护酶活性。