AM真菌对冬小麦硒酸盐和亚硒酸盐吸收转运的影响及机制

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tsl9906202
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硒(Se)是人体必需的微量元素之一,我国目前约有39-61%的人口处于缺硒状况。小麦是我国主要粮食作物之一,是我国居民硒摄取的重要来源。丛枝菌根真菌(AMF)在农业生态系统中无处不在,冬小麦极易被其侵染,但其与冬小麦硒吸收的相关机制尚不清楚。本文将小麦接种地表球囊霉(Gv)或摩西管柄囊霉(Fm)后培养8周,随后在硒酸盐、亚硒酸盐或硒蛋氨酸的水培试验中,研究了菌根化小麦对硒的动力学吸收;利用盆栽试验研究了接种AM真菌对苗期小麦硒积累的影响;在添加不同外源硒条件下,全生育期连续采样研究了接种根内根生囊霉(Ri)和地表球囊霉(Gv)对冬小麦硒吸收、再活化及籽粒硒积累的影响。初步得出以下主要结论:  (1)水培试验中,AMF对小麦根系吸收硒酸盐和亚硒酸盐有显著影响(p<0.001),但对硒代蛋氨酸影响不显著。菌根吸收硒酸盐和亚硒酸盐的Vmax比非菌根增加了1.85倍以上,硒酸盐从55.93增加到179.6nmol g-1d.w.h-1,亚硒酸盐从860.3增加到1688nmol g?1d.w.h?1;  (2)接种AM真菌能够增加根的有效吸收面积,包括比根表面积、比根长和吸收硒的根尖数量,AM共生还可以通过上调小麦根系TaSultr1;1,TaSultr1;3和TaSultr2;1,尤其是TaSultr1;1的表达来提高小麦根系对硒酸盐的获得;  (3)苗期盆栽试验进一步表明,接种AMF显著(p<0.05)提高硒酸盐或亚硒酸盐在小麦地上部和根中的积累,接种AMF对小麦根系硒吸收的增加有利于小麦体内硒的积累,这表明AMF有潜力提高小麦籽粒硒浓度,改善以小麦为主食居民的硒健康水平;  (4)两种AMF(Ri和Gv)的小麦根系侵染率在不同生育期均超过50%,接种AMF促进小麦生长,尤其籽粒产量明显提高,在添加亚硒酸盐(IV-1.25)和硒酸盐(VI-1.25,VI-2.50)条件下,接种AMF均显著提高籽粒硒总量;  (5)冬小麦对硒酸盐的吸收遵循“慢-快-慢”模式,菌根效应主要在小麦开花期前发挥,接种AMF首先增加小麦生长旺盛部位(拔节期地上部、开花期叶和穗)的硒积累,开花期后通过再活化转移至籽粒。而冬小麦对亚硒酸盐的吸收符合“慢-慢-快”模式,因此菌根效应主要发挥在开花-成熟期,接种AMF对开花期小麦硒吸收影响不显著,在拔节期仅显著提高地上部硒含量;  (6)冬小麦营养器官硒再活化是冬小麦籽粒硒的重要来源,但亚硒酸盐和硒酸盐处理下再活化对籽粒硒的贡献上存在差异。在VI-1.25下,营养器官再活化是籽粒硒的主要来源(超过85%),而在IV1.25下,再活化仅贡献16-25%的籽粒硒。接种AMF促进了硒酸盐(VI-1.25,VI-2.50)条件下小麦营养器官硒再活化,尤其促进叶中硒的活化。  综上所述,AM真菌能够提高冬小麦根系硒酸盐和亚硒酸盐吸收速率,促进冬小麦对硒的吸收和积累,并最终提高小麦籽粒硒含量。
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