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外生菌根真菌卷边桩菇促进宿主灰杨氮吸收利用特征

2024-07-02分类号:S792.11

【作者】杨玲玉   石文广   罗志斌
【部门】林木遗传育种全国重点实验室中国林业科学研究院林业研究所  中国林业科学研究院黄河三角洲综合试验中心中国林业科学研究院生态保护与修复研究所  
【摘要】【目的】分析外生菌根真菌卷边桩菇对灰杨铵态氮和硝态氮吸收、同化和代谢的影响,揭示卷边桩菇促进灰杨氮吸收利用的生理特征。【方法】对砂培灰杨幼苗接种外生菌根真菌卷边桩菇,形成外生菌根,随后以正常根、菌根以及叶片为研究对象,利用非损伤微测技术测定NH4+与NO3-的吸收速率,利用qRT-PCR分析氮转运基因的转录水平,利用分光光度计法测定NH4+与NO3-的含量以及氮同化酶活性,利用元素分析仪测定总碳和总氮。【结果】接种卷边桩菇16周后,灰杨根形成了明显的外生菌根结构,菌根定殖率达到了55.5%。菌根灰杨的净光合速率显著高于非菌根灰杨,但菌根灰杨的生物量没有明显变化。菌根灰杨根尖的NH4+和NO3-吸收速率相比于非菌根灰杨显著提高。值得注意地,接种卷边桩菇改变了灰杨根尖吸收NO3-的空间特征,使最大吸收点从900 μm前移到300 μm。与氮的吸收速率一致,菌根灰杨根中NH4+转运蛋白编码基因,如AMT1;1、AMT2;1和AMT3;2等,和NO3-转运蛋白编码基因,如NPF1.2F、NPF2.11A和NPF6.3等,的转录表达显著高于非菌根灰杨。并且,在菌根灰杨根中NH4+转运蛋白编码基因的上调程度强于NO3-转运蛋白编码基因。相应地,菌根灰杨根和叶中的NH4+以及根中的NO3-含量显著高于非菌根灰杨。此外,菌根灰杨根和叶中的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶等NH4+氮同化酶活性显著升高。接种卷边桩菇引起灰杨根中的总氮显著升高,叶中的总碳显著降低,导致菌根灰杨根和叶中的碳/氮显著低于非菌根灰杨。【结论】外生菌根真菌卷边桩菇主要通过提高铵态氮的吸收、同化和代谢,增强宿主灰杨的氮营养。
【关键词】杨树  外生菌根  氮吸收  非损伤微测  酶活性
【基金】中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFYBB2021QB001,CAFYBB2019ZA001-1);; 山东省重点研发计划资助(2023CXPT026)
【所属期刊栏目】林业科学
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