兩種除草劑對叢枝菌根真菌及其共生體系的影響

苗位云

(淮北新旗氨基酸有限公司，安徽 淮北 235000)

兩種除草劑對叢枝菌根真菌及其共生體系的影響

苗位云

(淮北新旗氨基酸有限公司，安徽 淮北 235000)

采用離體雙重培養(yǎng)方法，在G.e轉(zhuǎn)移Ri T-DNA胡蘿卜毛狀根的單寄主培養(yǎng)體系中，研究了兩種除草劑撲草凈和乙草胺在三種不同的濃度下對G.e的孢子萌發(fā)率、菌絲長度及胡蘿卜毛狀根生物量、后代孢子產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，三種濃度的乙草胺和低濃度的撲草凈對G.e孢子萌發(fā)率無顯著影響，但高濃度的撲草凈顯著降低了孢子的萌發(fā)率，兩種除草劑均顯著抑制了菌絲生長。三種濃度的撲草凈和乙草胺均顯著降低了胡蘿卜毛狀根的生物量和后代孢子產(chǎn)量。

除草劑；AM真菌；孢子產(chǎn)量

叢枝菌根(arbuscular mycorrhiza，AM)是土壤中的叢枝菌根真菌與寄主植物根系形成的一種互惠共生聯(lián)合體，地球上80%以上的陸生植物都能與叢枝菌根真菌形成共生體[1]。AMF能促進植物對礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收[2]；保護植物免受土壤病原物的侵害[3]；提高植物對土壤有機污染物的耐受性。

有關(guān)除草劑對AM真菌效應(yīng)的研究已有很多[4-5]，但試驗結(jié)果往往不太一致。這可能是由于供試除草劑種類、劑量和AM真菌對除草劑的敏感性不同所致。目前，有關(guān)化學(xué)農(nóng)藥對AM形成及功能的影響機理研究還比較少，研究較多的是農(nóng)藥通過影響宿主植物而影響AM的形成及功能。

本試驗采用離體雙重培養(yǎng)系統(tǒng)，研究了兩種常用除草劑撲草凈和乙草胺對G.e孢子萌發(fā)率、菌絲長度以及胡蘿卜毛狀根生物量、后代孢子產(chǎn)量的影響，為研究有機污染物對叢枝菌根影響的潛在機理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 植物材料和菌株

植物材料為Ri T-DNA胡蘿卜毛狀根，由安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)省重點實驗室利用發(fā)根農(nóng)桿菌誘導(dǎo)獲得，在MSR培固體養(yǎng)基上1個月繼代1次。菌株是G.e無菌孢子，由中國科學(xué)院等離子體物理研究所離子束生物工程學(xué)重點實驗室饋贈。

1.1.2 供試除草劑

撲草凈(prometryn)、乙草胺(acetochlor)兩種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均購自合肥融宇生物科技有限公司。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗采用單因素離體培養(yǎng)試驗，試驗設(shè)除草劑濃度為0.1、1、10mg/L三個處理組，和一個不加除草劑的對照組(0mg/L)。除草劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分別用丙酮溶解，過濾除菌后加入到滅菌的MSR固體培養(yǎng)基中，倒平板，使其終濃度為0.1、1、10mg/L ，空白組加入純丙酮作為對照。平板置于超凈臺內(nèi)三天，以散去殘留的丙酮。

1.3 研究方法

1.3.1 不同濃度除草劑對叢枝菌根真菌孢子的影響

1.3.1.1 G.e孢子萌發(fā)率和菌絲長度檢測

每個培養(yǎng)皿中接入80個G.e無菌孢子，于28℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)15d。取出置于解剖鏡下統(tǒng)計孢子萌發(fā)率，在熒光倒置顯微鏡下統(tǒng)計菌絲長度。每組處理重復(fù)3次。

1.3.2 不同濃度除草劑對叢枝菌根真菌與胡蘿卜毛狀根共生體系的影響

切取4-5cm繼代3周的新鮮胡蘿卜毛狀根根段于MSR培養(yǎng)基中央，在其周圍接種約50個提取的G.e無菌孢子，于28℃培養(yǎng)中箱培養(yǎng)。80天后取出用于后續(xù)試驗。

1.3.2.1 胡蘿卜毛狀根生物量的測定

AMF孢子成熟后，將毛狀根從培養(yǎng)基中小心取出，用蒸餾水洗凈晾干，稱其鮮重。

1.3.2.2 AMF后代孢子產(chǎn)量的統(tǒng)計

用上述方法提取孢子，后代孢子產(chǎn)量在解剖鏡下觀察統(tǒng)計。

2 結(jié)果與分析

2.1 除草劑對叢枝菌根真菌孢子萌發(fā)率和菌絲長度的影響

表1 不同濃度除草劑對G.e孢子萌發(fā)率和菌絲長度的影響

兩種除草劑在3個濃度水平下對G.e孢子萌發(fā)率和菌絲長度的影響結(jié)果如表1所示。可以看出，只有10 mg/L撲草凈處理的孢子萌發(fā)率與對照相比顯著下降，而3種濃度的乙草胺和低濃度(0.1mg/L、1 mg/L)的撲草凈則對孢子萌發(fā)率沒有顯著影響。G.e菌絲平均長度的統(tǒng)計結(jié)果顯示，與對照相比，兩種除草劑均顯著降低了孢子的菌絲長度，其中影響最小的是0.1 mg/L撲草凈(1.65mm)，撲草凈對孢子萌發(fā)率和菌絲長度的影響都比乙草胺大。孢子萌發(fā)率和平均菌絲長度總體表現(xiàn)出隨除草劑濃度上升而下降的趨勢。

2.2 除草劑對胡蘿卜毛狀根生物量的影響

表2 不同濃度除草劑對胡蘿卜毛狀根生物量的影響

從表2可以看出，不接種AMF，在0.1mg/L時，撲草凈對毛狀根的影響大于乙草胺，1mg/L時，毛狀根生物量為1.09g、1.16g，兩者之間差異不顯著。接種AMF后，在低濃度(0.1mg/L、1mg/L)下，對毛狀根影響較大的是1mg/L乙草胺；在高濃度(10 mg/L)下，對毛狀根影響較小的是乙草胺。接種后的胡蘿卜毛狀根的生物量均大于接種前的生物量。無論是接種AMF還是不接種AMF，與對照相比，三種除草劑都顯著降低了胡蘿卜毛狀根的生物量，且總體表現(xiàn)出隨除草劑濃度上升而下降的趨勢。

2.3 除草劑對叢枝菌根真菌后代孢子產(chǎn)量的影響

三種濃度的撲草凈和乙草胺處理共生體系后，后代孢子的產(chǎn)量如圖1所示。可以看出，對照組的孢子產(chǎn)量明顯高于除草劑處理后的孢子產(chǎn)量。在0.1mg/L和1mg/L兩個濃度之間，兩種除草劑對孢子產(chǎn)量的影響沒有顯著差異，與對照相比減少了48.6%-59.5%；10mg/L的撲草凈和乙草胺嚴(yán)重降低了孢子產(chǎn)量，從對照的2569個降到了425個和621個，分別降低了83.5%和75.8%。

圖1 不同濃度除草劑對AMF后代孢子產(chǎn)量的影響

3 討論

(1)本研究中，三種濃度的乙草胺和低濃度的撲草凈對G.e孢子萌發(fā)率無顯著影響，但高濃度的撲草凈顯著降低了孢子的萌發(fā)率，兩種除草劑均顯著抑制了菌絲生長。這說明一定濃度的除草劑暴露會對G.e孢子的初期生長造成直接影響。而孢子萌發(fā)和菌絲生長正是AM形成的重要前提條件，沒有這兩者就不可能建立起新的AM共生體系，AM的功能也就無從談起。

(2)本研究的結(jié)果表明，撲草凈和乙草胺對胡蘿卜毛狀根的生物量和后代孢子產(chǎn)量都有顯著影響。這可能與除草劑對AM 真菌的代謝及宿主植物對AM真菌的營養(yǎng)供給有關(guān)。由胡蘿卜毛狀根的生物量顯著下降可以看出，除草劑除了對AM真菌造成直接影響外，也通過高劑量施用導(dǎo)致宿主植物受毒害而間接影響AM真菌及整個共生系統(tǒng)。

[1] Smith S E, Read D J.Mycorrhizal symbiosis[M].3d ed.[S.I.]: Academic Press, Elsevier，2008.

[2] Landry C P, Hamel C, Vanasse A. Influence of arbuscular mycorrhizae on soil P dynamics, corn P-nutrition and growth, in a ridge-tilled commercial field[J]. Can J Soil Sci，2008，88: 283-294.

[3] 楊會青，孔祥清，王智慧,等.四種除草劑對根瘤菌、AMF等土壤微生物的影響[J].生物學(xué)通報，2009,36(4):511-514.

[4] 董昌金,趙 斌. 大豆除草劑對2種叢枝菌根的影響[J].植物病理學(xué)報,2004, 34(6): 518-524.

[5] 鄒碧瑩，張云翼. 叢枝菌根(AM)真菌對植物營養(yǎng)代謝的影響研究進展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2008(15):10-14.

(本文文獻(xiàn)格式：苗位云.兩種除草劑對叢枝菌根真菌及其共生體系的影響[J].山東化工，2016，45(12)：38-39，45.)

Effects of Two Herbicides on Arbuscular Mycorrhizal Fungi and Symbiotic System

Miao Weiyun

(Sinogel amino acid Co., Ltd. , Huaibei 235000, China)

We used a strict in vitro dual cultivation method associating the transferred Ri T-DNA carrot with G.e in a single host culture system ,the impact of two herbicides prometryn and acetochlor on spore germination and hyphae length of G.e are studied in three different concentrations,in addition,the biomass of carrot and spore production were also examined.The results showed that the acetochlor and the low concentrations of prometryn had no significant effect on spore germination of G.e,but high concentration of prometryn had significantly decreased the spore germination of G.e,however,the two herbicides obviously declined the hyphae development.Moreover,the three concentrations of prometryn and acetochlor substantially reduced the biomass of carrot and spore production.

herbicides; AM fungi; spore production

2016-04-27

苗位云(1984—)，女，碩士研究生，安徽淮北人，研究方向：微生物與植物相互作用。

TQ457

A

1008-021X(2016)12-0038-02