Tác động của nấm ectomycorrhiza đến sự sinh trưởng và sinh lý của cây non Pinus sylvestris var. mongolica dưới stress muối-kiềm

Journal of Northeast Forestry University - Tập 31 - Trang 781-788 - 2019
Dachuan Yin1, Saiyaremu Halifu2, Ruiqing Song2, Jinyu Qi1, Xun Deng3, Jifeng Deng1
1College of Forestry, Shenyang Agricultural University, Shenyang, People’s Republic of China
2College of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin, People’s Republic of China
3Forestry Protection Institute of Heilongjiang Forestry Academy, Harbin, People’s Republic of China

Tóm tắt

Nghiên cứu này khảo sát cơ chế tăng cường khả năng chịu mặn của cây non Pinus sylvestris var. mongolica được cấy nấm ectomycorrhizal nhằm cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc ứng dụng nấm trong các vùng đất mặn. Các tác động đến sự sinh trưởng của cây non được cấy với Suillus luteus (một loại nấm ectomycorrhizal cộng sinh) đã được xác định trong bốn loại đất mặn-kiềm. Các chỉ số sinh trưởng và sinh lý, bao gồm các đặc điểm quang hợp, chiều cao cây, sinh khối, sắc tố quang hợp, mức enzyme catalase (CAT) và superoxide dismutase (SOD), cùng với malondialdehyde (MDA), một chất đánh dấu hữu cơ cho stress oxy hóa, và mức protein hòa tan đã được xác định. Tỷ lệ xâm nhập nấm mycorrhizal giảm khi độ mặn-kiềm tăng và sự sinh trưởng của cây non được cấy như vậy đã tăng trưởng đáng kể. Sinh khối và hàm lượng clorophyll cũng tăng lên đáng kể. Hoạt động của SOD và CAT cao hơn so với những cây chưa được cấy. Tuy nhiên, hàm lượng MDA giảm ở những cây đã được cấy. Hàm lượng protein hòa tan không tăng lên một cách đáng kể. Việc cấy với một loại nấm ectomycorrhizal cộng sinh có thể nâng cao khả năng chịu muối-kiềm của Pinus sylvestris var. mongolica. Hiệu suất sinh trưởng và sinh lý của cây non được cấy đã tốt hơn đáng kể so với cây non không được cấy. Các kết quả cho thấy cây non Pinus sylvestris var. mongolica được cấy có thể hữu ích trong việc cải thiện các vùng đất mặn-kiềm.

Từ khóa

#nấm ectomycorrhiza #Pinus sylvestris var. mongolica #chịu mặn #stress muối-kiềm #sinh trưởng cây

Tài liệu tham khảo

Abbaspour H, Saeidi-Sar S, Afshari H, Abdel-Wahhab MA (2012) Tolerance of Mycorrhiza infected Pistachio (Pistacia vera L.) seedling to drought stress under glasshouse conditions. J Plant Physiol 169:704–709 Al-Karaki GN, Rusan RHM (2001) Response of two tomato cultivars differing in salt tolerance to inoculation with mycorrhizal fungi under salt stress. Mycorrhiza 11(1):43–47 Baar J, Stanton NL (2000) Ectomycorrhizal fungi challenged by saprotrophic basidiomycetes and soil microfungi under different ammonium regimes in vitro. Mycol Res 104:691–697 Christos DG, Konstantinos G, George Z (2008) Mechanism of Coomassie brilliant blue G-250 binding to proteins: a hydrophobic assay for nanogram quantities of proteins. Anal Bioanal Chem 391:391–403 Edda S, Oddsdottir ES, Eilenberg J, Sen R, Halldorsson G (2010) The effects of insect pathogenic soil fungi and ectomycorrhizal inoculation of birch seedlings on the survival of Otiorhynchus larvae. Agric Entomol 12:319–324 Feng G, Zhang F, Li X (2002) Improved tolerance of maize plants to salt stress by arbuscular mycorrhiza is related to higher accumulation of soluble sugars in roots. Mycorrhiza 12(4):185–190 Gauthier S, Bernier P, Kuuluvainen T (2015) Boreal forest health and global change. Science 349(6250):819–822 Hajiboland R, Aliasgharzadeh N, Laiegh SF (2010) Colonization with arbuscular mycorrhizal fungi improves salinity tolerance of tomato (Solanum lycopersicum L.) plants. Plant Soil 331(1/2):313–327 He ZQ, He CX, Zhang ZB (2007) Changes of antioxidative enzymes and cell membrane osmosis in tomato colonized by arbuscular mycorrhizae under NaCl stress. Colloids Surf B 59(2):128–133 Hirrel MC (1981) The effect of sodium and chloride salts on the germination of Gigaspora margarita. Mycologia 73(4):610–617 Jones HG, Jones MB (1989) Introduction: some terminology and common mechanisms. In: Jones HG, Flowers TJ, Jones MB (eds) Plants under stress: biochemistry, physiology and ecology and their application to plant improvement. Cambridge University Press, New York, pp 1–10 Kawanabe S, Zhu TC (1991) Degeneration and conservation of Aneurolepidium chinense grassland in Northern China. J Jpn. Grassland Sci 37:91–99 Latef AA, Chaoxing H (2011) Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on growth, mineral nutrition, antioxidant enzymes activity and fruit yield of tomato grown under salinity stress. Sci Hortic 127(3):228–233 Lugo AE (2015) Forestry in the Anthropocene. Science 349(6250):771 McMillen BG, Juniper S, Abbott LK (1998) Inhibition of hyphal growth of a vesicular-arbuscular mycorrhizal fungus in soil containing sodium chloride limits the spread of infection from spores. Soil Biol Biochem 30(13):1639–1646 Mucha J, Dahm H, Strzelczyk E, Werner A (2006) Synthesis of enzymes connected with mycoparasitism by ectomycorrhizal fungi. Arch Microbiol 185:69–77 Munns R, James RA, Läuchli A (2006) Approaches to increasing the salt tolerance of wheat and other cereals. J Exp Bot 57(5):1025–1043 Pfeiffer CM, Bloss HE (1988) Growth and nutrition of guayule (Parthenium argentatum) in a saline soil as influenced by vesicular arbuscular mycorrhiza and phosphorus fertilization. New Phytol 108(3):315–321 Poss JA, Pond E, Menge JA (1985) Effect of salinity on mycorrhizal onion and tomato in soil with and without additional phosphate. Plant Soil 88(3):307–319 Rabie GH (2005) Influence of arbuscular mycorrhizal fungi and kinetin on the response of mungbean plants to irrigation with seawater. Mycorrhiza 15(3):225–230 Ravi S, Breshears DD, Huxman TE, D’Odorico P (2010) Land degradation in drylands: interactions among hydrologic-aeolian erosion and vegetation dynamics. Geomorphology 116:236–245 Sharma R, Rajak RC, Pandey AK (2010) Evidence of antagonistic interactions between rhizosphere and mycorrhizal fungi associated with Dendrocalamus strictus (Bamboo). J Yeast Fungal Res 1:112–117 Shaw TM, Dighton J, Sanders FE (1995) Interactions between ectomycorrhizal and saprotrophic fungi on agar and in association with seedlings of lodgepole pine (Pinus contorta). Mycol Res 99:159–165 Shen LY, Mao YM, Lu JY (2004) Effects of arbuscular mycorrhizae on salt tolerance of wild jujube (Zizyphus spinosusu Hu.) seedlings. Acta Pedol Sin 41(3):426–433 Song XS, Hu WH, Mao WH, Ogweno JO, Zhou YH, Yu JQ (2005) Response of ascorbate peroxidase isoenzymes and ascorbate regeneration system to abiotic stresses in Cucumis sativus. Plant Physiol Biochem 43:1082–1088 Song LN, Zhu JJ, Yan QL (2015) Comparison of intrinsic water use efficiency between different aged Pinus sylvestris var. mongolica wide windbreaks in semiarid sandy land of northern China. Agrofor Syst 89:477–489 Stocker T, Qin D, Plattner G (2013) Climate change 2013: the physical science basis. Cambridge University Press, Cambridge, pp 46–48 Sugden A, Fahrenkamp-Uppenbrink J, Malakoff D (2015) Forest health in a changing world. Science 349(6250):800–801 Trumbore S, Brando P, Hartmann H (2015) Forest health and global change. Science 349(6250):814–818 Vinale F, D’Ambrosio G, Abadi K, Scala F, Marra R, Turra D, Woo SL, Lorito M (2004) Application of Trichoderma harzianum (T22) and Trichoderma atroviride (P1) as plant growth promoters, and their compatibility with copper oxychloride. J Z J Univ Sci 30:2–8 Wasowicz W, Jean N, Peratz A (1993) Optimized steps in fluorometric determination of thiobarbituric acid reactive substances in serum; importance of extraction pH and influence of sample preservation and storage. Clin Chem 38(12):2522–2526 William PI, Paul RB (1985) Extinction coefficients of chlorophyll a and b in N, N-dimethyl formamide and 80% acetone. Plant Physiol 77:483–485 Wu XY, Jiang FQ, Li XD (2004) Major features of decline of Pinus sylvestris var. mongolica plantation on sandy land. Chin J Appl Ecol 15(12):2221–2224 Wu QS, Xia RX, Hu ZJ (2006) Effect of arbuscular mycorrhiza on the drought tolerance of Poncrius trifoliata seedlings. Front For China 1:100–104 Yang XH, Zhang KB, Jia BQ, Ci LJ (2005) Desertification assessment in China: an overview. J Arid Environ 63:517–531 Yang JY, Zheng W, Tian Y, Wu Y, Zhou DW (2011) Effects of various mixed salt-alkaline stresses on growth, photosynthesis, and photosynthetic pigment concentrations of Medicago ruthenica seedlings. Photosynthetica 49(2):275–284 Yin DC, Deng X, Chet Ilan, Song RQ (2014) Physiological responses of Pinus sylvestris var. Mongolica seedlings to the interaction between Suillus luteus and Trichoderma virens. Curr Microbiol 69:334–342 Yin DC, Qi JY, Deng JF, Du H, Deng X (2017) Effects of ectomycorrhizal cooperating with exogenous calcium on Pinus sylvestris var. mongolica growth. China Environ Sci 37(6):2295–2304 Zeng DH, Jiang FQ, Fan ZP (1996) Stability of Mongolian pine plantationson sandy land. Chin J Appl Ecol 7(4):337–343 Zhang Y, Zhong CL, Chen Y, Chen Z, Jiang QB, Wu C, Pinyopusarerk K (2010) Improving drought tolerance of Causarina equisetifolia seedlings by arbuscular mycorrhizas under glasshouse conditions. New For 40:261–271