叢枝菌根真菌對福鼎大白茶生長、側根數和根系內源激素的影響

夏庭君 吳強盛 邵雅東

摘要：? 該研究以盆栽福鼎大白茶（Camellia sinensis ‘Fuding Dabaicha）為材料，通過對其接種叢枝菌根真菌（AM真菌）幼套球囊霉（Clariodeoglomus etunicatum）、地表球囊霉（Diversispora versiformis）、粘屑多孢囊霉（D. spurca）以及上述三菌種的混合菌劑，研究AM真菌對茶生長、側根數及根系內源激素的影響。結果表明：接種12周后福鼎大白茶根系能被AM真菌侵染，為18.85%～40.23%。接種AM真菌處理促進了福鼎大白茶株高、葉面積、主根長以及一級側根和三級側根數量，但抑制了二級側根數（除混合菌種）。單一的AM真菌接種顯著提高了福鼎大白茶根系脫落酸、玉米素核苷、赤霉素和油菜素內酯的含量，但降低了根系茉莉酸甲酯含量 （除Clariodeoglomous etunicatum）。相關性分析揭示菌根誘導的福鼎大白茶根系激素變化與菌根促進福鼎大白茶側根數有關。此外，幼套球囊霉的促生效果最顯著，而混合菌種對根系形態和側根數影響最顯著。今后茶樹栽培中應加強菌根管理。-

關鍵詞： 白茶， 土壤微生物， 脫落酸， 共生真菌， 側根-

中圖分類號：? Q945

文獻標識碼：? A

文章編號：? 1000-3142（2018）12-1635-06

在植物生長過程中，根系在養分和水分的吸收上扮演著十分重要的角色，但也經常受到植物激素、土壤酸堿性和土壤微生物的影響（Osmont et al， 2007）。研究表明，接種叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi， AM真菌）可改善宿主植物根系形態、促進生長和營養元素的吸收（Wu et al， 2011， 2017）。在楊樹上接種2種不同AM真菌均可顯著增加二、三級側根的長度和數量，而對一級側根沒有影響（Hooker et al， 1992）。在桃樹上接種Funneliformis mosseae 和 Diversispora versiformis可顯著增加其根系長度、投影面積、表面積和體積（Wu et al，2011）。在正常水分和干旱脅迫下，接種D. versiformis的枳根毛密度明顯增加（Zou et al， 2017）。Berta et al（1995）研究發現，紫葉李接種Funneliformis mosseae和Glomus intraradices可以增加各級側根的長度和密度，且G. intraradices接種可以增加根系直徑。然而，在玉米上接種Funneliformis mosseae后卻明顯降低了其根系鮮重、長度以及根毛長度和密度（Kothari et al， 1990）。這表明AM真菌種類、土壤水分狀況以及宿主植物種類都會影響AM真菌對側根的調控作用。此外，接種AM真菌還可以影響根系內源激素水平（張菲等， 2017）。其中，脫落酸（ABA）對于植物在脅迫環境下的生長發育具有重要的意義;赤霉素（GA）對植物生長發育有重要的調控作用;油菜素內酯（BR）可促進促進細胞的再分化，進而促進植物的生長;茉莉酸甲酯（MeJA）對根的生長、種子萌發、塊根形成等均有影響;玉米素核苷（ZR）是一種細胞分裂素，主要在根內合成，對根系生長也有效應（張國華等， 2009;侯雷平和李梅蘭， 2001;李清清等， 2010;彭磊等， 2013）。這些激素與根系生長均有關聯，但目前關于AM真菌對植物內源激素含量的影響，報道甚少。

茶（Camellia sinensis）是世界上十分受歡迎的一種飲品。其中，白茶作為一種保健功效十分優秀的茶種，其茶性溫和，黃酮含量高，具備多種功效。福鼎大白茶（C. sinensis ‘Fuding Dabaicha）屬于福鼎白茶中一個綜合性狀優良的茶樹品種，具有優良的發芽率、抗寒性、耐旱性等性狀，是一種綜合性狀十分優良的茶種（劉本英等， 2008），但其根系是淺根性。因此，提高福鼎大白茶的根系狀況顯得尤為重要。早期研究已經證實，AM真菌能夠通過影響內源激素來調控宿主植物根系形態（Hooker et al，1992; Wu et al， 2011; Zou et al， 2017），但AM真菌是否同樣通過影響內源激素進而調控福鼎大白茶，目前還不清楚。本研究通過對福鼎大白茶接種不同的AM真菌，研究其對福鼎大白茶的地上部生長狀況、側根數及根系內源激素水平的影響，分析菌根調控的內源激素與側根數的關系，為今后白茶的生長調控提供依據。

1材料與方法

1.1 材料

試驗所用AM真菌為幼套球囊霉（Clariodeoglomus etunicatum）、地表球囊霉（Diversispora versiformis）、粘屑多孢囊霉（Diversispora spurca）以及混合菌種（Mixed-AMF：Clariodeoglomus etunicatum、Diversispora versiformis，和D. spurca，比例為1∶1∶1），其中前面3個菌株均購于“中國叢枝菌根真菌種質資源庫（BGC）”，后經白三葉（Trifolium repens L.）擴繁16 周，4 ℃下保存備用。

福鼎大白茶種子由貴州省茶葉研究所提供，用70%酒精表面消毒10 min，無菌水沖洗干凈后置于滅菌（121 ℃，0.1 MPa，1 h）河沙中，于晝夜溫差28 ℃/20 ℃的培養箱中催芽。挑選大小一致、長勢相同的2葉齡無菌茶苗，移栽定植到裝有2 300 g滅菌茶土的塑料盆（18 cm × 11 cm × 15 cm，口徑 × 底徑 × 高度）中。移植時進行接種AM真菌處理，每盆1 200個孢子，以施入等量滅菌的接種體作為不接種AM真菌處理（non-AMF）。試驗所用菌劑均采用白三葉進行擴大繁殖，包含有培養基質、孢子、菌絲和感染根段。接種時采用分層接種法，將大約100 g菌劑分兩層接種到栽培基質中。移栽后的茶苗在玻璃溫室中培養，定期澆水，嚴格管理，12周后收獲。

1.2 試驗設計

依據鄒英寧等（2014）的試驗體系，本研究的處理包括接種Clariodeoglomus etunicatum、Diversispora versiformis、D. spurca和混合菌種（上述三菌種的混合菌），以不接種菌根真菌的處理為對照，共5個處理，每個處理重復4次，單盆為一個小區，每盆一株無菌茶苗，共20盆，隨機排列。

1.3 測定方法

采用卷尺測定株高，隨后將地上部與地下部分開。采用Epson Perfection V700 Photo Dual Lens System（J221A， Indonesia）對茶樹葉片進行掃描，WinRHIZO根系分析儀獲取葉面積。人工統計各級側根數。菌根侵染率采用曲利苯蘭染色法（Phillips & Hayman， 1970）測定。根系脫落酸（ABA）、赤霉素（GA）、油菜素內酯（BR）、茉莉酸甲酯（MeJA）、玉米素核苷（ZR）的含量參照Chen et al（2009）的方法進行提取，然后采用酶聯免疫吸附檢測法（ELISA）進行（在中國農業大學作物化學控制研究中心完成）。

1.4 數據分析

采用SAS（8.1）軟件的ANOVA過程檢測處理間的差異性，依據鄧肯新復極差法進行多重比較（P<0.05），依據Corr程序進行變量間的相關性分析。

2結果與分析

2.1 不同AM真菌對福鼎大白茶根系侵染及株高和葉面積的影響

在3個不同屬的AM真菌以及它們的混合菌種接種12周后，在福鼎大白茶根系能夠觀察到典型的菌根侵染，如根外菌絲、根內菌絲等（圖1），菌根侵染率的范圍為18.85%～40.23%，其中Clariodeoglomus etunicatum對福鼎大白茶根系的侵染率最高，且顯著高于其余處理，Diversispora spurca對福鼎大白茶根系侵染率最低（表1）。

不同的AM 真菌對福鼎大白茶的株高和葉面積的影響具有顯著的促進作用（表1）。與不接種處理相比，Clariodeoglomus etunicatum處理的株高和葉面積增加了45.1%和60.0%，Diversispora spurca增加了43.1%和52.8%，D. versiformis增加了2.0%和8.1%，Mixed-AMF增加了39.2%和21.7%。

2.2 不同AM真菌對福鼎大白茶主根長和側根數的影響

與不接種AMF處理相比較，接種Clariodeoglomus etunicatum處理的主根長、一級側根和三級側根數量顯著增加了23.6%、71.9%和214.3%，Diversispora versiformis顯著增加了27.4%、126.6%和114.3%，Mixed-AMF顯著增加了28.7%、101.6%和300.0%（表2）。D. spurca處理顯著抑制了二、三級側根數，但增加了主根長和一級側根數。

2.3 不同AM真菌對福鼎大白茶根系內源激素水平的影響

與未接種AMF處理相比，福鼎大白茶接種AM真菌可以顯著影響根系ABA、BR、GA、ZR、MeJA含量（圖2）。與未接種AMF處理相比接種Clariodeoglomus etunicatum處理的福鼎大白茶根系ABA、GA和BR的含量，增加了27.0%、34.2%和31.2%，Diversispora spurca處理增加了135.3%、11.9%和31.2%，D. versiformis處理增加了136.6%、

17.6%和18.1%，ZR的含量除Diversispora spurca處理下降外，其余AM真菌接種均顯著上升。MeJA的含量除Clariodeoglomus etunicatum外， 其余均顯

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著下降。接種Mixed-AMF后根系內源激素ABA、BR含量顯著上升，ZR、GA、MeJA的含量卻顯著下降。

2.4 根系內源激素與側根數、主根長間的相關性

從表3可以看出，主根長與根系ABA、BR間呈極顯著（P<0.01）正相關關系，與根系MeJA呈極顯著負相關關系。一級側根數與根系ABA、GA和BR間呈極顯著正相關關系，與根系MeJA呈極顯著負相關關系。二級側根數與根系MeJA呈極顯著正相關關系，與根系ABA、GA間呈極顯著或顯著負相關關系。三級側根數與與根系MeJA呈顯著（P<0.05）正相關關系，與根系ZR間呈極顯著負相關關系。

3討論

在福鼎大白茶根系中觀察到了菌根的侵染，證實福鼎大白茶是一種AM植物。接種AM真菌后，不同AM菌種對于福鼎大白茶實生苗根系侵染率存在一定的差異，菌根侵染率的差異可能與菌種和宿主植物的兼容性有關（Tian et al， 2004）。一般地，接種AM真菌可以促進宿主植物的生長（Carretero et al， 2009）。本研究中，4種AM真菌接種處理均能顯著地提高福鼎大白茶株高（除

Diversispora versiformis外）和葉面積，各個菌種處理間也表現顯著差異，其中Clariodeoglomus etunicatum處理效果最好。此外，接種C. etunicatum對植物株高和葉面積的促進效果大于Mixed-AMF處理組，這可能是由于多種AM真菌對根系侵入位點以及宿主碳水化合物（主要是蔗糖）的競爭而引發的生長抑制（Lü et al， 2018），但仍需要進一步的試驗證實。

本研究結果表明，接種AM真菌的福鼎大白茶主根長、一級和三級側根數顯著高于不接種AM真菌的對照，說明AM 真菌作為一種有益微生物能夠影響福鼎大白茶的側根發育，且顯示了促進的效應。Abbott & Robson（1982）研究表明，菌根侵染率越高對植物生長的影響越大。本研究中，根系菌根侵染率與一級側根數（r=0.92， P<0.01）和三級側根數（r=0.68， P<0.01）間存在極顯著的正相關關系。Liu et al（2017）在枳上接種Claroideoglomus etunicatum、Diversispora versiformis、Funneliformis mosseae和Rhizoglomus intraradices，均顯著促進了一、二、三級側根的數量。接種R. irregularis可以顯著增加番茄主根長，顯著降低了二、三級側根的數量，對一級側根數沒有顯著影響（江夏等， 2015）。本研究結果與前人研究結果不完全一致，這可能與菌種和宿主植物均不相同而產生的兼容性變化有關。

內源激素水平變化能夠強烈地調控側根的形成（Zou et al， 2017）。Zou et al（2017）研究表明接種AM真菌可以顯著影響宿主根系內源激素水平。本研究中，接種AM真菌后福鼎大白茶根系ABA、GA和BR水平顯著上升，對MeJA和ZR的影響不同，且差異顯著。相關性分析表明福鼎大白茶側根數與其根系內源激素間具有極顯著的相關性。Liu et al（2016）在枳上接種Funneliformis mosseae后，在正常水分和干旱脅迫下，其根系ABA、GA和BR水平均顯著升高。可以推測，AM真菌一方面能刺激和改變宿主植物內源激素水平，另一方面影響植物體內營養代謝，進而參與植物生長過程，從而改變宿主側根發育。

綜上所述，接種AM真菌可顯著促進福鼎大白茶的植株生長和改善側根數量，其中Claroideoglomus etunicatum的促生效果最顯著，而混合菌種對根系形態和側根數影響最顯著。這種生長和根系的改變可能與菌根改變宿主根系內源激素有關。

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