AM真菌与食真菌线虫对烟草砷吸收的调控及协同机制研究

针对农田土壤砷(As)污染所引起的烟草质量安全问题，本项目拟开展AM真菌与食真菌线虫对烟草As吸收的调控及协同机制研究。在已有土著与外源AM真菌减少烟草As吸收与As矿区线虫群落结构调查的研究基础上，首先在As污染植烟土壤中接种AM真菌，筛选出对AM真菌有积极响应的食真菌线虫种类。其次，评估不同来源的AM真菌与不同密度的食真菌线虫对烟草As吸收的调控作用效应，并考察不同组合对土壤生态安全性的影响，提出AM真菌与食真菌线虫密度的最佳组合。最后，利用转移Ri T-DNA胡萝卜根器官培养AM真菌技术研究食真菌线虫对AM真菌与土壤优势真菌的取食偏好，并通过灭菌土壤添加土壤滤液的方法，从土壤养分与激素、微生物群落结构、土壤As形态等方面揭示AM真菌与食真菌线虫的协同作用机制。通过本项目的研究，可以揭示AM真菌与食真菌线虫在提高烟草安全性中的协同机制，为提高污染农田土壤中的农产品质量安全提供新思路。

针对农田土壤砷(As)污染所引起的烟草质量安全问题，本项目开展了AM真菌与食真菌线虫对烟草As吸收的调控及协同机制的研究。首先，采集湖南石门As矿区不同污染程度的As污染土壤，采用Biolog 方法研究表明，中As与高As土壤微生物群落的整体活性与功能多样性，以及对糖类、氨基酸类等碳源的利用程度均显著高于低As土壤微生物；典范对应分析表明土壤总磷、有机质、总氮等养分含量为主要影响因素。其次，通过室内盆栽试验研究了土壤线虫群落对土著AM真菌（Glomus spp., Acaulospora spp.）和外源AM真菌（Glomus caledonium）的响应。结果表明，滑刃属食真菌线虫（Aphelenchoides）对AM真菌有正响应，线虫数量大幅增加，且在2种AM真菌之间没有显著差异；基于此，从土壤中分离、富集培养滑刃属食真菌线虫。再次，评估不同来源的AM真菌与不同密度（2000条、5000条）的滑刃属食真菌线虫的组合在烟草As吸收中的作用效应，表明AM真菌与滑刃属食真菌线虫存在协同效应，外源AM真菌与2000条滑刃属食真菌线虫的组合能增加烟草生物量，降低烟草As含量，提高烟草安全性。此外，AM真菌与食真菌线虫双接种处理的Shannon指数、Simpson指数等土壤微生物功能多样性指数，以及土壤微生物量氮含量、土壤脲酶活性没有发生显著变化，而土壤微生物量碳含量和土壤磷酸酶活性均显著升高，从而表明，AM真菌与食真菌线虫的双接种对土壤生态安全性没有显著影响。最后，通过外源AM真菌与2000条滑刃属食真菌线虫组合的室内接种试验，表明双接种处理的AM真菌侵染率、土壤球囊霉素含量和滑刃属食真菌线虫数量显著升高；AM真菌与食真菌线虫双接种提高了烟草根系生长素含量，降低了土壤专属吸附态As含量；同时，选择室试验表明，AM真菌、土著真菌F2和F3均可作为滑刃属食真菌线虫较好的食物来源，线虫数量随着取样时间的延长而增加。可见，滑刃属食真菌线虫可以通过取食AM真菌的根外菌丝或者孢子，释放其固持的养分，促进AM真菌的繁殖，提高植物根系生长素含量，促进植物生长以及减少植物对As的吸收，从而为提高污染农田土壤中的农产品质量安全提供新思路。