干热河谷区木棉-丛枝菌根真菌共生系统的水分关系研究

The symbiosis of Bombax with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF ) is established by inoculating the six strains of AMF screened in advance study into roots of tissue culture seedlings of Bombax. The water relations of symbiosis under drought stress is analyzed. The impact of AMF on roots development is analyzed by measuring the roots characteristics. The isotopes D and 18O measurement is carried out, in order to quantitative analyzed the impact of AMF on the water absorption, contribution of AMF to the growth of Bombax, and the difference impacts of difference strains with diferent drought toelreance. By measuring the concentrations of phytohormones such as ABA under different drought treatments, the hormonal response and drought signal conductivity is analyzed. By measuring the activities of anti-oxygen enzymes, the cell membrane recovery capacity is evaluated. By comparing those physiological and biochemical index with isotopes measurements, root characteristics, photosynthetic capacity, water utility efficiency and growth index, quantity water relations in the Bombax-AMF symbiosis, and the drought tolerant mechanism of tree- - mycorrhizal fungi symbiosis will be understood.

利用前期研究筛选的6种AMF菌株接种木棉组织培养幼苗建立共生系统，开展干旱胁迫条件下的水分关系研究。通过分析特征测定分析AFM对木棉根系发育的影响；运用氘（D）和氧同位素（18O）标记方法定量研究不同木棉-AMF共生系统中水分吸收距离的差异，通过与未接菌的对照相比，定量计算AMF对木棉水分吸收和生长的贡献率，同时比较不同耐旱性的菌株对木棉水分吸收影响的差异性。通过干旱胁迫下根系、AMF菌丝和叶片脱落酸（ABA）和其它内源激素含量测定，分析胁迫信号在共生系统中的传输和感应过程；通过抗氧化酶系统测定了解木棉细胞膜系统对干旱胁迫的修复能力。这些生理生化指标与同位标记的水分利用的定量指标、根系发育特征、光合能力、水分利用率和生长指标相互印证，定量阐述干热河谷区木棉-AMF共生系统的水分关系，揭示高大乔木-内生菌根共生系统的抗旱机理。

木棉既能在湿润的热带雨林地区旺盛生长，也能在干旱的稀树草原生长繁衍。更奇特的是无论是在湿润地区还是在干旱地区，均能长成参天大树，单个树木的高度和直径差异不大。那么在干旱区的木棉如何获得足够的水分来进行生长的呢？项目从木棉-AMF共生系统的抗旱性的角度开展了如下6方面的（1）不同区域AMF-植物共生系统多样性的研究；（2）横断山脉木棉谱系地理学研究；（3）干旱胁迫下木棉—AMF共生系统对木棉水分和养分利用策略研究；（4）控制条件下的D（2H）和氧同位素(18O)的同位素示踪；（5）不同木棉科植物的旱生结构特征分析；（6）不同种源地木棉的抗旱性比较研究。确认木棉-AMF共生系统提高木棉抗旱性的途径有2各方面，一方面通过木棉-AMF共生系统改善木棉地上部分的水分供应，另一方面通过提高根系对土壤P的有效吸收进一步促进根系的生长，从而提高吸收水分的能力。研究对揭示植物-AMF共生系统提高植物抗旱性的机理具有重要的理论价值。研究结果在科学出版社出版专著3本，在中文核心期刊发表论文13篇，在SCI索引期刊发表论文4篇。培养硕士研究生7人。筛选耐旱AMF菌株3个，正在准备申请专利保护。研究成果获得2013年度云南省科技进步二等奖。