何汉琼 彭晓媛 陶爽

摘要    羊草营养价值丰富、抗逆性强，是东北松嫩平原最重要的牧草之一。丛枝菌根真菌（AMF）能与绝大多数陆地植物共生，且影响其抗逆性。本文对羊草幼苗接种丛枝菌根真菌并采用NaCl、NaHCO3以及PEG来模拟不同盐（碱）-干旱胁迫条件，研究逆境交叉胁迫下共生体生长与抗氧化酶活性的变化。结果表明，在盐（碱）胁迫与干旱胁迫以及盐-旱与碱-旱交叉胁迫下，丛枝菌根真菌均一定程度提高了羊草幼苗的生物量，碱-旱互作的胁迫效应远大于盐-旱互作。盐碱和干旱胁迫下，SOD、POD和APX活性均升高，而CAT的活性则呈下降趋势，接种丛枝菌根真菌后，交叉胁迫下抗氧化酶活性同样呈上升趋势。研究结果对于深入理解羊草逆境交叉胁迫适应机理以及丛枝菌根真菌生理功能等科学问题提供了一定理论依据。

关键词    羊草;丛枝菌根真菌;盐碱;干旱;交叉胁迫;抗氧化酶

中图分类号    S154.3        文献标识码    A        文章编号   1007-5739（2019）12-0149-02

Abetract    Leymus chinensis is one of the most important forages in the Songnen Plain of Northeast China because of its rich nutritional value and strong stress resistance.Arbuscular mycorrhizal fungi（AMF）can coexist with a large number of terrestrial plants and affect their stress resistance.In this paper，AMF was inoculated into Leymus chinensis seedlings，the changes of symbiotic growth and antioxidant enzyme activities under cross stress were studied by using NaCl，NaHCO3 and PEG to simulate different types of salt（alkali）-drought stress conditions.The results showed that AMF increased the biomass of Leymus chinensis seedlings to a certain extent under salt（alkali）stress and drought stress，as well as salt-drought and alkali-drought cross-stress.The stress effect of alkali-drought interaction was much greater than that of salt-drought interaction.Under saline-alkali and drought stress，the activities of SOD，POD and APX increased，while the activities of CAT decreased.After inoculating with AMF，the activities of antioxidant enzymes also increased under cross-stress.The research results provide a theoretical basis for understanding the adaptation mechanism of the cross- stress and the physiological functions of AMF.

Key words    Leymus chinensis;AMF;saline-alkali;drought;cross-stress;antioxidant enzyme

羊草（Leymus chinensis）是禾本科多年生禾草，主要分布在我国东北地区，具有较好的耐盐碱性，对恢复退化草地有着重要意义[1]。近年来，土壤盐碱化问题日益严峻，对农牧业以及环境业发展产生了深远的影响。东北地区属干旱半干旱气候，蒸发量往往大于降水量，干旱胁迫也已经成為制约植物发展的重要非生物环境因子[2]。因此，对于松嫩丰原盐碱草地植物来说，往往面临的是盐碱胁迫与干旱胁迫形成的交叉胁迫逆境。

丛枝菌根真菌在陆地生态系统中分布广泛，能与80%以上的植物形成共生关系，与植物关系极为密切[3-4]。以往报道多集中于植物耐盐和耐旱性研究，对盐（碱）-旱交叉胁迫报道较少[5]，特别是对于逆境交叉胁迫下植物抗氧化酶研究还并不多见。当植物受到逆境胁迫时，细胞内自由基平衡被打破，使植物细胞受到伤害。因此，对于植物受到胁迫后的抗氧化酶活性的研究尤为重要。本研究对羊草幼苗接种摩西球囊霉（Glomus mosseae），并用NaCl、NaHCO3和PEG模拟土壤盐胁迫、干旱胁迫及盐（碱）-旱交叉胁迫条件，从生长与抗氧化酶活性角度来探讨丛枝菌根对羊草逆境交叉胁迫适应性的影响，为羊草抗逆生理学的深入研究提供科学依据。

1    材料与方法

1.1    供试材料

羊草种子采于吉林省长岭县东北师范大学草业科学定位研究站。采收后的种子放入透气的袋中，并置于4 ℃冰箱保存。

1.2    试验设计

羊草种子的培养温度设置为20～30 ℃，低温12 h（黑暗），高温12 h（光照，光照强度为6 400 lx）。通过前期试验后共设定处理组如表1所示。除了单一盐、碱胁迫外，设置逆境交叉胁迫，即盐-旱与碱-旱混合胁迫。每个胁迫处理均含有接种丛枝菌根真菌和未接种丛枝菌根真菌组，4次重复，胁迫处理共进行7 d。

1.3    试验方法

对羊草种子进行挑选和消毒，经蒸馏水冲洗后，将种子置于培养皿中，在培养箱中进行发芽试验。萌发后的种子移至花盆中，定苗8株。每天用Hoagland营养液浇灌。苗置于温室大棚中，120 d后进行胁迫处理。胁迫后进行收苗、称重，然后在80 ℃烘箱中烘干至恒重，粉碎样品备用。

1.4    内容与方法

对抗氧化酶活性进行测定。可溶性蛋白含量测定參考考马斯亮兰法[6]，超氧化物歧化酶（SOD）活性测定方法采用硝基氯化四氮唑蓝（NBT）光还原法[7]，过氧化物酶（POD）活性测定采用愈创木酚法[8]，过氧化氢酶（CAT）活性测定采用过氧化氢分解法[9]，抗坏血酸过氧化物酶（APX）测定釆用抗坏血酸分解法[10]。

1.5    数据处理

本研究的数据处理使用SPSS 17.0软件，用Duncan方法进行多重比较，显著水平为0.05。

2    结果与分析

2.1    盐-旱与碱-旱胁迫对羊草生长的影响

由表2可知，在无丛枝菌根真菌接种的处理中，羊草植株的干重随着盐浓度逐渐增加而不断下降。在最高盐浓度下（200 mmol/L），羊草干重仅为对照组的71%。盐-旱交叉胁迫使羊草幼苗的干重（P<0.05）显著降低。羊草的干重在S1+D1处理下未与S1发生显著变化，而S1+D2与S1则发生显著变化（P<0.05）。在接种丛枝菌根真菌的处理中，羊草植株干重表现出与未接种相同的变化规律，也是在200 mmol/L胁迫下最低（P<0.05）。

由表3可知，在无丛枝菌根真菌接种的处理中，羊草植株的干重随着碱浓度逐渐增加而不断下降。在最高碱浓度下（200 mmol/L），羊草干重仅为对照组的53%。碱-旱交叉胁迫同样抑制了羊草幼苗的生长，且2个不同干旱浓度处理均与对照、处理A1有显著差异（P<0.05）。在接种丛枝菌根真菌的处理中，羊草幼苗干重随碱浓度增加同样呈下降趋势，并且当浓度为200 mmol/L时最低。对于对照组来说，接种组干重为未接种组的1.45倍;在最高碱浓度下，是未接种的1.16倍，且在2个干旱浓度下，与接种对照组无显著差异（P<0.05）。

2.2    盐（碱）-旱交叉胁迫对羊草抗氧化酶活性的影响

试验结果表明，接种丛枝菌根真菌摩西球囊霉在对照组中的SOD活性为未接种组的93.6%，但在最高浓度盐胁迫下（200 mmol/L），SOD活性为未接种组的1.37倍。在盐-旱交叉胁迫中，PEG降低了POD活性，且高浓度干旱胁迫的作用更强。APX的活性则小幅度降低，且2个干旱处理组间无显著差异。

羊草幼苗CAT活性在接种丛枝菌根真菌和未接种丛枝菌根真菌处理下均随着盐浓度逐渐增加呈下降趋势。在最高盐浓度下（200 mmol/L），CAT活性仅为对照的83.2%。接种丛枝菌根真菌显著提高了CAT活性（P<0.05）。在交叉胁迫未接种处理中，PEG提高了CAT活性，且2个干旱浓度的交叉胁迫与单独100 mmol/L盐胁迫具有显著差异（P<0.05）。而对于接种丛枝菌根真菌处理，PEG显著降低了CAT活性（P<0.05），但2个干旱浓度间无显著差异。

试验结果表明，SOD活性在盐胁迫与碱胁迫下具有明显差异。羊草幼苗的SOD活性在碱胁迫下无论是否有菌根的存在均呈上升趋势，碱-旱交叉胁迫显著降低了SOD活性，高浓度干旱胁迫与200 mmol/L碱胁迫互作时SOD活性降低了41.4%。另外，PEG显著降低了POD活性（P<0.05），高浓度干旱处理抑制作用更强，达到了显著水平。PEG同样降低了APX活性，与POD表现出相似的变化规律，但2个干旱处理间未达到显著水平。

羊草苗过氧化氢酶（CAT）活性无论在接种还是未接种组中都随着碱浓度的逐渐增加而下降，且比盐胁迫下降幅度更大，在最高碱浓度下（200 mmol/L），CAT活性仅为对照组的69.79%。另外，接种丛枝菌根真菌后，CAT活性明显增加（P<0.05），在最高浓度下（200 mmol/L）是未接种的1.27倍。碱-旱交叉胁迫中，仅有未接种的处理D2+A2与处理A2发生了显著变化（P<0.05）。

3    讨论

植物在自然界中面临的往往是多重胁迫而非单一胁迫类型，因而本研究将干旱胁迫与土壤盐碱胁迫互作，按照东北松嫩平原盐碱草地的特点模拟出盐-旱与碱-旱条件，与实际环境条件更为贴近，也更易于阐述羊草的逆境适应机理。在本研究中发现，盐-旱胁迫与碱-旱胁迫对羊草的影响有很大不同。在低浓度盐胁迫下（100 mmol/L），当与低浓度干旱胁迫互作时，羊草的干重有所增加，主要原因可能是植物对不同胁迫产生了交叉适应性，适量的土壤盐浓度和干旱胁迫有利于羊草幼苗的生长，这也与前人的研究结果类似[11]，如适中的盐分可以提高滨藜（Atriplex halimus）对水分胁迫的适应性。但是在碱胁迫下，干旱胁迫与其互作对羊草的抑制效应很强，主要是因为碱胁迫的毒害效应远大于盐胁迫，不仅具有盐胁迫的特征，还具有独特的高pH值，这使得与干旱胁迫互作反而加剧了抑制效应。因此，在本研究中，碱-旱胁迫下羊草干重不断降低。接种丛枝菌根真菌摩西球囊霉后，各处理羊草幼苗干重均一定程度增加，说明丛枝菌根提高了羊草幼苗对盐胁迫的适应性，通过菌丝吸收更多的养分，进而增加植株对矿质元素的吸收，在一定程度提升了抗逆性[12]。

抗氧化酶活性在植物應答逆境胁迫过程中具有重要的作用。SOD在清除细胞内的超氧自由基的同时会产生H2O2，而POD和CAT又是清除H2O2的重要酶，可将H2O2分解成水，APX在AsA-GSH氧化还原途径清除活性氧的的过程中发挥重要作用[13-17]。本研究结果表明，随着盐（碱）胁迫浓度增加，SOD、POD和APX活性均升高，促进自由基的清除，提高了清除活性氧的能力，并进一步降低丙二醛引起的膜脂过氧化，缓解膜的受损程度。CAT活性降低，说明在羊草幼苗中H2O2的分解主要依赖POD。另外，通过接种丛枝菌根真菌发现，SOD活性有所降低，但其余3种酶活性均不同程度升高，这说明丛枝菌根真菌能够改变植物抗氧化酶的活性，增强植物对逆境胁迫的适应性。具有丛枝菌根结构的植株即使在高浓度胁迫下仍具有清除自由基能力，减小植物受到的伤害。另外，在盐-旱和碱-旱交叉胁迫下，无论是否接种丛枝菌根真菌，4种抗氧化酶活性均降低，且下降幅度随胁迫浓度升高而增加，说明一旦超过临界浓度，羊草体内酶活性就会下降。

4    参考文献

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