丛枝菌根真菌诱导的黄花蒿根系形态变化及变化机理

There are more and more attentions to the study of plant roots and that the effects of arbuscular mycorrhizal fungi on plant roots and soil surrounding roots is becoming research focus. However, the systematic research about the effects of arbuscular mycorrhizal fungi on the roots morphological structure, physiological characteristics, root exudates and the soil surrounding roots of one particular plant species has not been reported. The similar study on the roots of Artemisia annua has not been developed as well. In our earlier study, we found that arbuscular mycorrhizal fungi can symbiosis with Artemisia annua, and promote the growth of plant, enhance the contents of artemisinin, change the components of volatile oil. But its effects on the roots have not understood. It is hypothesized that arbuscular mycorrhizal fungi may have great impacts on the roots of Artemisia annua. Therefore, this program will systematically study the effects of arbuscular mycorrhizal fungi on the roots of Artemisia annua, through the morphological structure of roots, roots physiological characteristics, root exudates and the soil surrounding roots, in order to understand the role of arbuscular mycorrhizal fungi on the progress of Artemisia annua adapt to artificial cultivation environment, and provide theoretical basis to the cultivation technique.

对植物根系的研究越来越受到重视，丛枝菌根真菌对植物根系和根围土壤环境的影响正在成为研究的热点，然而目前尚未见针对丛枝菌根真菌影响某一植物根系形态结构、根系生理特性、根系分泌物和根围土壤环境等方面开展的系统研究，对药用植物黄花蒿在这方面的研究更是处于空白状态。在前期研究中，我们发现丛枝菌根真菌可以与黄花蒿根系共生形成菌根，从而促进植株生长，提高青蒿素含量，改变挥发油组成。但是，它对黄花蒿根系有什么影响还不清楚，我们推测它对黄花蒿根系也有很大影响。因此，本项目拟通过盆栽和人工接种的方法，使丛枝菌根真菌与黄花蒿根系共生形成菌根，以便系统地研究其对黄花蒿根系形态结构、根系生理特性、根系分泌物组分和数量以及根围土壤微生物状况所带来的影响，从中揭示丛枝菌根真菌在黄花蒿适应人工栽培环境过程中所起的作用，为黄花蒿人工栽培技术的创新提供理论依据。

前期研究已发现丛枝菌根真菌能与黄花蒿共生，并有促进黄花蒿生长和提高其青蒿素含量等作用，但是对其作用机制尚未完全认识清楚，特别是对地下部根系的作用还不了解，为更好地认识丛枝菌根真菌在黄花蒿人工栽培环境中的生态地位，挖掘其应用潜力，系统地研究了丛枝菌根真菌与黄花蒿根系共生对黄花蒿根系形态结构、根系生理特性、根系分泌物组分和数量以及根围土壤微生物状况产生的影响，结果表明：..单接种摩西球囊霉或地表球囊霉，以及混合接种两种AM真菌均能提高黄花蒿的株高、茎径及地上部分生物量，减小根冠比；能增加黄花蒿的根长、根表面积及根体积，其中混合接种的效果最好，与对照相比，根长、根表面积及根体积的增幅分别为24.13%、28.03%、27.65%，且与对照存在显著性差异；.摩西球囊霉与黄花蒿植株根系形成共生菌根，使其根系分泌物出现变化。用水培方法收集根系分泌物，经GC-MS鉴定，萝卜、黑麦草和黄瓜根系分泌物主要为酮类、醇类、烃类、酚类、酸类和邻苯二甲酸及其酯类，接种摩西球囊霉处理使黄花蒿根系分泌物的成分增多，而且相对含量也发生了变化。黄花蒿根系分泌物对萝卜、黑麦草和黄瓜3种受体植物均有化感作用，接种摩西球囊霉使黄花蒿根系分泌物中的小分子有机化合物成分和含量发生变化，可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸含量发生改变。从而，黄花蒿根系分泌物对3种受体植物（萝卜、黑麦草和黄瓜）的化感抑制作用也发生变化。.分别接种两种丛枝菌根真菌都能与黄花蒿共生形成菌根，其根围土壤中的细菌、真菌、放线菌数量均明显多于不接种的对照处理。表明丛枝菌根真菌对黄花蒿根围土壤及微生物数量有明显影响，进而影响植株的生长和产量及品质。.研究还发现，水杨酸处理可以改变黄花蒿的生理指标，促进植株营养生长，增加产量，提高单株青蒿素产量。.研究结果对于丰富药用植物丛枝菌根的理论和药用植物人工栽培的理论，创新药用植物人工栽培技术具有十分重要的意义。