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Effect of NaCl on growth and ion relations in two salt-tolerant strains of paxillus involutus

Forestry Studies in China 2008年第2期10卷 95-100页

作者： ZHANG Hua LI Jing CHEN Shao-liang LU Cun-fu WANG Rui-gang DAI Song-xiang ZHU Hui-juan ZHANG Yun-xia SHI Yong WANG Mei-juan LU Yan-jun LI Li-si Rosemarie LANGENFELD-HEYSER Fritz EBERHARD Andrea POLLE Key Laboratory for Genetics and Breeding in Forest Trees and Ornamental Plants of Ministry of Education Beijing Forestry Uni- versity Beijing 100083 R R. China Key Laboratory of Biological Resources Protection and Utilization in Hubei Province Hubei Institute for Nationalities Enshi 445000 R R. China Centre for Research Ecotoxicology and Environmental Remediation Institute of Agricultural Environmental Protection Ministry of Agriculture Tianjin 300191 R R. China Tianjin Landscape-gardening Institute Tianjin 300181 R R. China Institut fur Forstbotanik Georg-August-Universitat Gottingen Busgenweg 2 Gottingen 37077 Germany

The effect of NaCl on growth, biomass and ion relations of two salt-tolerant isolates of paxillus involutus, MAJ and NAU were investigated. The two paxillus strains were exposed to the following concentrations of NaCl： 0, 100, 200 and 500 mmol·L^-1. Growth of MAJ and NAU was enhanced by 100 mmol·L^-1 NaCl but severely inhibited at the concentration of 500 mmol·L^-1. NAU exhibited a greater capacity to exclude Na^＋ and Cl^- under all salinity levels, whereas the salt-includer MAJ had a higher capacity in nutrient uptake under salt stress. The ratios Na^＋/K^＋, Na^＋/Ca^2＋ and Na^＋/Mg^2＋ in NaCl-treated MAJ and NAU did not increase at levels of 100 and 200 mmol·L^-1 NaCl but markedly increased at 500 mmol·L^-1. This suggests that the two strains, especially MAJ, enhanced nutrient uptake corresponding to the increased Na^＋ influx at moderate salinity. We conclude that both MAJ and NAU are able to tolerate 500 mmol·L^-1 NaCl but there are species-specific differences in retaining ionic homeostasis in the two paxillus strains. NAU is a salt-excluder, MAJ is a salt-includer but retains a high capacity in nutrient selectivity under saline conditions. Their definite mechanisms to enhance salt tolerance of mycorrhizal hosts need further study.

关键词： NaCl paxillus involutus growth saltions nutrients

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两种paxillus菌根真菌耐盐性比较研究

两种Paxillus菌根真菌耐盐性比较研究

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作者：张华北京林业大学

学位级别：硕士

外生菌根菌(ectomycorrhizal fungi)与植物间的共生现象在自然界非常普遍,尽管人们早已发现在盐渍环境中存在着这种共生关系,但对菌根共生体的耐盐性机理还缺乏系统性的研究。为了进一步了解盐胁迫对外生菌根菌的影响及其抗盐机制,本实... 详细信息

外生菌根菌(ectomycorrhizal fungi)与植物间的共生现象在自然界非常普遍,尽管人们早已发现在盐渍环境中存在着这种共生关系,但对菌根共生体的耐盐性机理还缺乏系统性的研究。为了进一步了解盐胁迫对外生菌根菌的影响及其抗盐机制,本实验选用了卷边桩菇paxillus involutus中具有较强耐盐性的两个菌株MAJ和NAU作为材料,主要研究了在不同NaCl浓度处理条件下,paxillus involutus的两种耐盐菌株MAJ和NAU的生长量、生物量、离子(K、Mg、Ca、Na和Cl)含量及抗氧化酶(SOD、CAT、APX和POD)的活性变化。MAJ和NAU对盐胁迫的不同响应,表明这两种外生菌根菌的抗盐机制有所差异。论文的主要实验结果如下: 1.离子关系在不同浓度NaCl处理条件下,NAU表现出较强的外排Na和Cl的能力,说明其为拒盐型真菌;相反,MAJ能把Na和Cl聚集在体内,说明其为聚盐型真菌。此外,结果还表明MAJ具有较强的营养吸收能力。在离子平衡方面,在100-200 mM NaCl处理条件下,两种菌株内的Na/K、Na/Ca和Na/Mg都没有明显增加,而在500 mM NaCl处理条件下,Na与营养元素的比值显著增加。说明这两种菌株,尤其是MAJ能够在适量盐浓度条件下增加营养元素的吸收。基于MAJ和NAU维持离子动态平衡的机制不同,这两种真菌可能通过不同的方式来增加宿主的耐盐性。 (1)NAU是拒盐型真菌,推测这种真菌能通过排盐来增加宿主植物的耐盐性。有研究表明,非盐生植物的Cl和Na的排斥能力是衡量其耐盐性的重要指标。耐盐性强的真菌与植物形成的菌根可以保护寄主植物避免吸收过量的NaCl。 (2)MAJ是聚盐型真菌,但是其在盐胁迫环境下仍能保持较高的吸收营养元素的能力。因此,宿主植物可能通过MAJ吸收的营养来增加植物对营养元素的吸收。 2.活性氧调控短期盐处理时(1d),MAJ中的各抗氧化酶活性提高明显,特别是100 mM NaCl处理的菌株,但随着培养基中盐分浓度的提高和盐处理时间的延长,MAJ菌株中的各抗氧化酶活性有所降低;与之相比,菌株NAU在长期盐处理时能维持各抗氧化酶活性,特别是APX和POD。 3.真菌与植物共生利用组织培养技术,获得毛白杨(Populus tomentosa)生根苗(继代培养基配方为MS+6-BA0.5 mg·L+NAA0.1 mg·L;生根培养基配方为1/2MS+NAA0.05 mg·L)。分别利用MAJ和NAU侵染毛白杨根系,已经初步得到共生菌根,这两种菌根真菌提高寄主植物(毛白杨)耐盐性的机制正在进一步的研究当中。总之,这两种被测的真菌MAJ和NAU都是耐盐型的真菌,它们在盐胁迫下能不同程度地促进菌丝的生长。然而,二者耐盐的机制又是不同的:在离子平衡调控方面,NAU是拒盐型真菌,MAJ是聚盐型真菌,在盐处理情况下MAJ仍能保持较好的营养吸收能力。在活性氧调控方面,短期盐处理时,MAJ中的抗氧化酶活性表现良好;长期盐处理时,NAU中的抗氧化酶活性则表现良好。在此基础上,这两种菌根真菌能否提高寄主植物耐盐性及其抗盐机制还有待进一步的研究。

关键词： NaCl 外生菌根菌耐盐性 MAJ NAU paxillus involutus

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卷边桩菇（paxillus）抗盐菌株MAJ和NAU离子流和耐盐性比较研究

卷边桩菇（Paxillus）抗盐菌株MAJ和NAU离子流和耐盐性比较研究

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作者：包斯琴北京林业大学

学位级别：硕士

土壤盐渍化和干旱是限制我国农林业发展的主要问题,探索切实可行的生物技术途径增强作物和林木的抗旱耐盐性是解决该问题的有效途径。近来的研究表明,菌根（真菌与植物根系共生所形成）可以显著提高植物的抗逆性。目前,国内外的研究者... 详细信息

土壤盐渍化和干旱是限制我国农林业发展的主要问题,探索切实可行的生物技术途径增强作物和林木的抗旱耐盐性是解决该问题的有效途径。近来的研究表明,菌根（真菌与植物根系共生所形成）可以显著提高植物的抗逆性。目前,国内外的研究者们对外生菌根提高植物的抗旱耐盐机制进行了一些研究,然而,关于外生菌根（Ectomycorrhiza）如何改善宿主植物离子平衡及提高树木耐盐机制方面的系统研究较少。因此,本研究主要通过研究抗盐真菌的耐盐机理,以期揭示菌根的耐盐机制。利用非损伤性扫描离子选择电极技术（SIET）测定盐胁迫下,卷边桩菇（paxillus involutus）的两种菌株MAJ和NAU的Na+、H+、K+和Ca2+离子的动态变化。目的通过研究两种菌株的耐盐性,有助于进一步研究菌根植物的耐盐机理。盐胁迫下,菌丝保持K+/Na+平衡的能力很强。在短期盐处理（50 mM NaCl处理24 h）和长期盐处理（50 mM NaCl处理7 d）下,两种菌株Na+离子外流明显增加,尤以NAU菌丝更加明显。paxillus involutus菌丝的抑制剂的敏感性研究显示,两种菌株Na+离子外排源于Na+/H‘逆向转运。在瞬时盐处理下,两种菌株都有很强的减少K+离子外流的能力。在非盐胁迫下,两种菌株显示稳定的Ca2+离子内流。因此推断,在盐胁迫下,paxillus involutus真菌所富含的Ca2+有助于宿根共生体通过增强Na+外排和减缓K+离子流失来协助宿主植物保持离子平衡的。

关键词： paxillus involutus MAJ NAU 耐盐性 SIET 离子流

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