李會(huì)強(qiáng)，汪建軍，張光明，藺偉虎，田 沛

(1.草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020；2.廣東粵明電力工程有限公司，廣東 珠海 519000)

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干旱條件下內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草生長(zhǎng)的影響

李會(huì)強(qiáng)1，汪建軍1，張光明2，藺偉虎1，田 沛1

(1.草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020；2.廣東粵明電力工程有限公司，廣東 珠海 519000)

摘要：本研究分別比較了在溫室不同水分處理?xiàng)l件和田間自然條件下，包括100%被內(nèi)生真菌感染(E+)種群，未被內(nèi)生真菌感染(E-)種群和50%帶菌率的E+和E-植株混合種群(M)的3種不同多年生黑麥草(Lolium perenne)種群的生長(zhǎng)情況，以分析內(nèi)生真菌對(duì)其寄主多年生黑麥草生長(zhǎng)的影響。在模擬田間最大持水量(Field Water Content，F(xiàn)WC)的15%(FWC15)、30%(FWC30)、45%(FWC45)和60%(FWC60)的4種不同水分處理的溫室盆栽試驗(yàn)中，隨著土壤水分含量的增大，E+、E-和M種群的株高、分蘗數(shù)、株高生長(zhǎng)速率、分蘗生長(zhǎng)速率、葉寬、葉長(zhǎng)、地上組織含水量和地上生物量先逐漸增大，在FWC45水分條件下達(dá)到了最大，然后在FWC60水分條件下各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)降低，均低于FWC45水分處理，說明FWC45水分條件最適宜黑麥草幼苗的生長(zhǎng)，而FWC15、FWC30和FWC60水分條件對(duì)黑麥草幼苗的生長(zhǎng)具有抑制作用；在盆栽各水分條件下，E+種群的分蘗數(shù)、株高生長(zhǎng)速率、分蘗生長(zhǎng)速率、葉寬、地上部組織含水量均顯著高于E-和M種群(P<0.05)；E+種群的葉長(zhǎng)顯著大于E-種群(P<0.05)；在FWC60水分條件下，E+和M種群的地上部生物量差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于E-種群(P<0.05)，而在其余3個(gè)水分條件下，E+種群均顯著大于E-和M種群(P<0.05)，但是E-和M種群之間無差異。在田間自然條件下，E+種群的株高、分蘗數(shù)、株高生長(zhǎng)速率、分蘗生長(zhǎng)速率、葉寬、地上部生物量均顯著高于E-和M種群(P<0.05)；而E+種群的葉長(zhǎng)和地上部組織含水量與M種群差異不顯著(P>0.05)，但顯著高于E-種群(P<0.05)。這說明內(nèi)生真菌在溫室和田間均能促進(jìn)多年生黑麥草的生長(zhǎng)，并增強(qiáng)其抗旱性和對(duì)該地區(qū)的環(huán)境適應(yīng)性，內(nèi)生真菌帶菌率越高，其優(yōu)勢(shì)越明顯。

關(guān)鍵詞：內(nèi)生真菌；多年生黑麥草；水分脅迫；幼苗生長(zhǎng)

多年生黑麥草(Loliumperenne)是禾本科(Gramineae)黑麥草屬(Lolium)植物，具有成坪速度快，分蘗能力強(qiáng)，抗病蟲和耐踐踏等生物學(xué)特性，是適應(yīng)性很強(qiáng)的一種冷季型草坪草，常作為建植草坪的重要草種[1-2]；它原產(chǎn)于西南歐、北非和亞洲西南的溫帶，現(xiàn)廣泛分布于世界各地的溫帶地區(qū)[3]；同時(shí)，它也具有木質(zhì)素少，質(zhì)地柔嫩，適口性好，產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，是各地普遍引種栽培的優(yōu)良牧草[4]。

內(nèi)生真菌是指在植物體內(nèi)度過全部或大部分生命周期的一大類真菌，其與植物形成互利共生的關(guān)系，植物不顯示任何外部癥狀，且植物為內(nèi)生真菌提供生活空間和養(yǎng)分，同時(shí)內(nèi)生真菌能夠增強(qiáng)宿主植物對(duì)生物和非生物脅迫的抗性，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，而Epichlo?festucaevar.lolii內(nèi)生真菌與多年生黑麥草形成的共生體具有生長(zhǎng)快、分蘗多、耐旱、抗病、抗蟲以及促進(jìn)再生等優(yōu)良生物學(xué)特性[5-8]。目前，關(guān)于黑麥草內(nèi)生真菌共生體的研究主要集中在抗病、耐旱、耐鹽和耐高溫等方面[9-12]，初步形成了內(nèi)生真菌對(duì)寄主有益的結(jié)論。蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多年生黑麥草品種——頂峰具有很強(qiáng)的抗病性，在這些研究的基礎(chǔ)上，本研究以多年生黑麥草品種頂峰100%被內(nèi)生真菌感染(E+)種群，未被內(nèi)生真菌感染(E-)種群和50%帶菌率的E+和E-植株混合種群(M)為材料，在室內(nèi)模擬干旱條件和田間自然條件兩種不同環(huán)境下，研究黑麥草內(nèi)生真菌共生體的生長(zhǎng)特性來評(píng)估內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草生長(zhǎng)和抗旱性的影響，篩選強(qiáng)耐旱性黑麥草植株以及與其共生的有益內(nèi)生真菌菌株，以期為利用該品種的多年生黑麥草進(jìn)行草坪建植奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試的黑麥草頂峰種子由百綠國(guó)際草業(yè)(北京)有限公司提供。

1.2不同帶菌率多年生黑麥草種群的建立

將供試種子于2015年6月初播種于育苗盤內(nèi)，播種完畢后將其置入蘭州大學(xué)榆中校區(qū)智能日光溫室培養(yǎng)，每日按照土壤濕度變化進(jìn)行適量澆水，使土壤保持濕潤(rùn)，待其生長(zhǎng)至3～4個(gè)分蘗后對(duì)成熟分蘗的葉鞘進(jìn)行內(nèi)生真菌帶菌率的檢測(cè)。幼苗中內(nèi)生真菌的檢測(cè)參照南志標(biāo)[13]的方法，將帶菌(E+)和不帶菌(E-)的植株分別做好標(biāo)記，建立E+和E-種群，未檢菌的標(biāo)記為混合種群(M，平均帶菌率為50%)。

1.3溫室不同水分處理

2015年8月初，在榆中校區(qū)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院智能日光溫室將標(biāo)記好的種群進(jìn)行移栽和處理，移栽前在每個(gè)大小、質(zhì)量相同的塑料花盆內(nèi)(高25 cm，直徑30 cm)依次裝入1 500 g黑壤土和800 g大小均勻的白卵石，將白卵石平鋪于花盆底部，土壤置于卵石上部，每個(gè)花盆內(nèi)豎直插有兩根塑料導(dǎo)水管，導(dǎo)管直通花盆底部。將上述標(biāo)記好的E+、E-和M三個(gè)種群分別移栽到準(zhǔn)備好的塑料花盆內(nèi)，每盆移栽6株幼苗，按照田間最大持水量(Field Water Content，F(xiàn)WC)的60%(FWC60)、45%(FWC45)、30%(FWC30)和15%(FWC15)對(duì)花盆中的E+、E-和M種群進(jìn)行土壤水分梯度處理，每個(gè)種群的每個(gè)水分處理均設(shè)5個(gè)重復(fù)，共60盆植株，稱取每盆的初始重量并進(jìn)行標(biāo)記，此后每天用稱重法將水通過導(dǎo)管灌入土壤底層以維持模擬的水分條件。

1.4田間自然條件生長(zhǎng)

2015年8月初，將上述標(biāo)記好的E+、E-和M共3個(gè)種群的幼苗按照隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)移栽到蘭州大學(xué)榆中草地農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站風(fēng)雨網(wǎng)室，網(wǎng)室為自然土壤并經(jīng)除草澆水，每個(gè)小區(qū)80株幼苗，行間距為40 cm，每個(gè)種群設(shè)3個(gè)小區(qū)作為重復(fù)，共9個(gè)小區(qū)。移栽后維持自然條件，定期除雜草。由于試驗(yàn)前期處于夏季缺水期，每隔6 d澆水一次，至土壤含水量達(dá)到田間最大持水量的45%為止，后期降水增多，維持自然條件。

1.5生長(zhǎng)狀況評(píng)估

移栽完畢后每隔7 d分別測(cè)量溫室和網(wǎng)室各處理幼苗的株高、分蘗、葉寬和葉長(zhǎng)，并計(jì)算幼苗的株高和分蘗生長(zhǎng)速率[14]，10月初進(jìn)行各處理單株地上生物量和地上組織含水量[15]的測(cè)定。

絕對(duì)生長(zhǎng)速率=(Q2-Q1)/(t2-t1)。

式中，Q2、Q1分別表示t2、t1時(shí)刻的株高(分蘗)。

地上組織含水量=Wf-Wd/Wf×100%。

式中，Wf,Wd分別為組織鮮重、干重。

1.6數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007進(jìn)行錄入分析和圖表制作，然后用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行單因素和雙因素方差分析，采用LSD法檢驗(yàn)其差異顯著性，Duncan法進(jìn)行多重差異性比較，結(jié)果用均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示。

2結(jié)果與分析

2.1內(nèi)生真菌在溫室不同水分處理下對(duì)多年生黑麥草生長(zhǎng)的影響

2.1.1水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草株高的影響不同水分處理盆栽條件下，E+和E-種群在FWC45和FWC60水分處理下株高均顯著大于其在FWC15和FWC30水分處理下(P<0.05)，但FWC45和FWC60水分處理間兩種群的株高差異均不顯著(P>0.05)，F(xiàn)WC15和FWC30水分處理間E+種群的株高差異不顯著，而E-種群FWC30顯著大于FWC15；M種群的株高在FWC45水分處理下達(dá)到了最大，在FWC15水分處理下達(dá)到最小，且均與其它水分處理差異顯著；在FWC15、FWC30和FWC45水分處理下，E+種群的株高均最大，而E-種群的株高均最小，且E+、M和E-三種群之間差異顯著；在FWC60水分處理下，E+種群的株高顯著大于M和E-種群，但M和E-種群之間的差異不顯著(圖1)。

圖1　水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草株高的影響

注：不同小寫字母表示同一內(nèi)生真菌種群不同土壤水分處理間差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示同一水分處理不同內(nèi)生真菌種群間(E+, E-和M)差異顯著(P<0.05);FWC,土壤田間最大持水量(%)。下同。

Note: Different lower case letters above bars are significantly different among different moisture treatments for the same endophyte population at 0.05 level; Different capital letters above bars are significantly different among different endophyte populations under the same treatment at 0.05 level; FWC, field water content(%). The same as below.

2.1.2水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草分蘗的影響E+、M和E-種群的分蘗數(shù)隨著土壤水分含量的增加先增大后降低，在FWC45水分處理下均達(dá)到最大，在FWC15水分處理下最小，且均與其它各水分處理之間差異顯著(P<0.05)；各水分處理下，E+種群的分蘗數(shù)最大，E-種群的最小，且E+、M和E-三種群之間差異均顯著，說明內(nèi)生真菌能夠明顯促進(jìn)黑麥草的分蘗(圖2)。

2.1.3水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草株高生長(zhǎng)速率的影響水分和內(nèi)生真菌均對(duì)多年生黑麥草的株高生長(zhǎng)速率有影響。不同水分條件下，E+、E-和M種群的株高生長(zhǎng)速率先隨著土壤水分含量的增大而增大，在FWC45水分處理下達(dá)到最大值，且與其它水分處理差異顯著(P<0.05)，當(dāng)土壤含水量達(dá)到FWC60時(shí)，3個(gè)種群的株高生長(zhǎng)速率受到了抑制，其值介于FWC45和FWC30水分處理的之間，且與二者差異顯著；E+種群的株高生長(zhǎng)速率在各水分條件下均顯著大于E-和M種群，E-種群的株高生長(zhǎng)速率最小，且顯著小于E+和M種群(圖3)。

圖2　水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草分蘗數(shù)的影響

圖3　水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草株高生長(zhǎng)速率的影響

2.1.4水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草分蘗生長(zhǎng)速率的影響多年生黑麥草在不同的水分條件下分蘗生長(zhǎng)速率的變化不同，隨著土壤水分含量的升高，E+、E-和M種群的分蘗生長(zhǎng)速率逐漸增大，其值在FWC45水分處理下達(dá)到最大，且顯著大于其它水分處理(P<0.05)；在FWC60水分處理下，3個(gè)種群的分蘗生長(zhǎng)速率較FWC45水分處理受到顯著抑制，但仍顯著大于FWC30水分處理；E-和M種群的分蘗生長(zhǎng)速率在FWC15和FWC30水分處理下差異均不顯著(P>0.05)。在FWC15、FWC30和FWC60水分處理下，E+種群的分蘗生長(zhǎng)速率顯著大于E-和M種群，而E+和M種群的分蘗生長(zhǎng)速率在FWC45水分處理下差異不顯著(圖4)。

圖4　水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草分蘗生長(zhǎng)速率的影響

2.1.5水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草葉寬的影響不同的土壤水分條件下，E+、E-和M種群黑麥草的葉寬在FWC45水分處理下達(dá)到最大，其值分別為3.10、2.82和2.91 mm，且均顯著大于其它各水分處理(P<0.05)，在FWC15和FWC30水分處理下，E+種群的葉寬差異不顯著，而E-和M種群在FWC30處理下顯著大于FWC15，同樣在FWC30和FWC60水分處理下E+種群的葉寬差異不顯著(P>0.05)；各水分處理下，E+種群的葉寬顯著大于E-和M種群，而E-種群的葉寬均顯著小于E+和M種群(圖5)。

2.1.6水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草葉長(zhǎng)的影響不同水分條件對(duì)E+、E-和M種群多年生黑麥草葉長(zhǎng)的影響與株高生長(zhǎng)速率的相似，隨著土壤水分含量的升高，3個(gè)種群黑麥草的葉長(zhǎng)先增大后減小，且在FWC45水分處理下達(dá)到最大，顯著大于其它水分處理(P<0.05)，到FWC60水分處理時(shí)其生長(zhǎng)受到了抑制，其顯著小于FWC45水分處理，但顯著大于FWC30水分處理；在FWC15和FWC30水分處理下，E+種群的葉長(zhǎng)均達(dá)到了最大，且顯著大于E-和M種群，而E-和M種群之間葉長(zhǎng)差異不顯著(P>0.05)，在FWC45和FWC60水分條件下，E+和M種群之間的葉長(zhǎng)差異不顯著(P>0.05)，但顯著大于E-種群(圖6)。

2.1.7水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草地上組織含水量的影響不同水分條件下，E+、E-和M種群多年生黑麥草的地上組織含水量也各有差異，在FWC15水分處理下，E+種群的地上組織含水量顯著低于其它各水分處理(P<0.05)，而E+種群在FWC30、FWC45和FWC60水分處理下差異不顯著(P>0.05)；M種群的地上組織含水量隨著土壤水分含量的增大先升高后降低，且在FWC45水分處理下達(dá)到了最高，其顯著高于其它水分處理，而在FWC60水分處理下，其顯著低于FWC45水分處理，顯著高于FWC30水分處理；E-種群的地上組織含水量也隨著土壤水分含量的增大而升高，且FWC45和FWC60水分處理顯著高于FWC15和FWC30水分處理，但FWC45和FWC60兩水分處理間差異不顯著；在FWC15、FWC30和FWC45水分處理下，E+種群的地上組織含水量均顯著高于E-和M種群，且M種群的地上組織含水量顯著高于E-種群，在FWC60水分處理下，E+種群的地上組織含水量均顯著高于E-和M種群，而E-和M種群之間的差異不顯著(圖7)。

圖5　水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草葉寬的影響

圖6　水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草葉長(zhǎng)的影響

2.1.8水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草單株地上生物量的影響土壤水分含量不同，E+、E-和M種群多年生黑麥草的地上生物量變化也不同，隨著土壤水分含量的升高，三種群的地上生物量均逐漸增大，在FWC45水分處理下達(dá)到了最大，且顯著大于其它水分處理(P<0.05)；在FWC60水分處理下，E-和M種群的地上生物量顯著小于FWC45水分處理，但顯著大于FWC30水分處理，而E+種群的地上生物量顯著小于FWC45水分處理，但與FWC30水分處理的差異不顯著(P>0.05)；在FWC15、FWC30和FWC45水分處理下，E+種群的地上生物量顯著大于E-和M種群，但E-和M種群之間的差異不顯著，而在FWC60水分處理下，E+和M種群的地上生物量顯著大于E-種群，但E+和M種群之間的差異不顯著(圖8)。

通過內(nèi)生真菌和水分對(duì)黑麥草株高生長(zhǎng)速率的雙因素方差分析，內(nèi)生真菌和水分均對(duì)黑麥草的株高、分蘗、株高生長(zhǎng)速率、分蘗生長(zhǎng)速率、葉寬、地上組織含水量和單株地上生物量影響顯著(P<0.05)，兩者的交互作用也對(duì)以上各指標(biāo)影響顯著；內(nèi)生真菌對(duì)黑麥草的葉長(zhǎng)影響不顯著(P>0.05)，而水分和兩者的交互作用能夠顯著影響黑麥草的葉長(zhǎng)(表1)。

圖7　水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草地上組織含水量的影響

圖8　水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草單株地上生物量的影響

表1　水分和內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草生長(zhǎng)指標(biāo)的雙因素方差分析表

2.2內(nèi)生真菌在田間自然條件下對(duì)多年生黑麥草生長(zhǎng)的影響

2.2.1內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草株高和分蘗的影響在田間條件下，內(nèi)生真菌能夠影響黑麥草的株高和分蘗數(shù)，E+種群的株高和分蘗數(shù)最大，其值分別為19.38 cm和104.70，且均顯著大于E-和M種群(P<0.05)；而E-種群的株高和分蘗數(shù)最小，分別為15.56 cm和72.47，且均顯著小于E+和M種群，在株高和分蘗指標(biāo)中，各種群間差異均顯著，說明內(nèi)生真菌在田間條件下能夠明顯促進(jìn)黑麥草的生長(zhǎng)(圖9)。

2.2.2內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草株高生長(zhǎng)速率和分蘗生長(zhǎng)速率的影響田間條件下，內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草株高生長(zhǎng)速率和分蘗生長(zhǎng)速率的影響比較明顯，E+種群的株高生長(zhǎng)速率和分蘗生長(zhǎng)速率最大，其值分別為0.06cm·d-1和0.62個(gè)·d-1，顯著大于E-和M種群(P<0.05)， E-種群的株高生長(zhǎng)速率最小，其值為0.04 cm·d-1，顯著小于E+和M種群，而E-種群的分蘗生長(zhǎng)速率與M種群的差異不顯著(P>0.05)(圖10)。

圖9　內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草株高和分蘗數(shù)的影響

圖10　內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草株高

2.2.3內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草葉寬和葉長(zhǎng)的影響E+、E-和M種群多年生黑麥草的葉寬和葉長(zhǎng)在田間自然條件下變化不同，E+種群的葉寬顯著大于E-和M種群(P<0.05)，其葉寬分別是E-和M種群的110%和105%，E-種群的葉寬顯著小于E+和M種群；E+種群的葉長(zhǎng)與M種群差異不顯著(P>0.05)，但顯著大于E-種群，M種群的葉長(zhǎng)與E-種群的差異不顯著(圖11)。

圖11　內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草葉寬和葉長(zhǎng)的影響

2.2.4內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草地上組織含水量和單株地上生物量的影響在田間條件下，E+種群黑麥草的地上組織含水量最大，為65.30%，顯著大于E-種群(P<0.05)，但與M種群差異不顯著(P>0.05)，E-種群的地上組織含水量最小，為57.85%，同樣與M種群之間差異不顯著；不同帶菌處理的黑麥草單株地上生物量變化也不同，E+種群的單株地上生物量最大，為5.66 g，顯著大于E-和M種群，但E-和M兩種群之間差異不顯著(圖12)。

圖12　內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草地上組織含水量和

3討論與結(jié)論

干旱是限制畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要因素之一，它能夠直接影響植株正常的生長(zhǎng)和發(fā)育[7]。常見的草類植物中，冷季型草的抗旱性低于暖季型草，而多年生黑麥草作為常見的冷季型草坪草，它對(duì)水分需求的敏感性較強(qiáng)[3]。本研究采用溫室盆栽試驗(yàn)分析了多年生黑麥草在不同水分條件下的生長(zhǎng)狀況，可以看出，隨著土壤水分含量的降低，黑麥草幼苗的株高、分蘗、葉長(zhǎng)、葉寬的生長(zhǎng)均受到了抑制，幼苗的生物量也逐漸減??；而較高的土壤水分含量也會(huì)對(duì)多年生黑麥草幼苗的生長(zhǎng)具有抑制作用，此研究結(jié)果與陳超等[16]在不同水分條件下對(duì)百脈根(Lotuscorniculatus)的生長(zhǎng)形態(tài)研究結(jié)果相似，說明土壤水分的變化對(duì)可以影響植物的生長(zhǎng)特性，而植物可以通過控制自身外部形態(tài)變化來適應(yīng)干旱條件。植物的正常生長(zhǎng)離不開適宜的土壤水分條件，本研究結(jié)果顯示，最適宜多年生黑麥草生長(zhǎng)的土壤水分條件為田間最大持水量的45%，而本研究結(jié)果與蘇黎等[17]在不同土壤水分條件下對(duì)多年生黑麥草生長(zhǎng)特性的研究結(jié)果相似。

內(nèi)生真菌通常被認(rèn)為是可以使宿主植物具有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的共生生物[18]，許多研究結(jié)果顯示，內(nèi)生真菌具有提高宿主植物耐旱、耐鹽、促進(jìn)萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)、促進(jìn)分蘗以及抗病蟲害等功能[8,10,19-20]。與不帶菌植株相比，帶菌植株在干旱條件下能夠通過改變自身水勢(shì)來增強(qiáng)對(duì)滲透勢(shì)的適應(yīng)，從而改善干旱對(duì)其生存和生長(zhǎng)的影響[21]。本研究從溫室盆栽控水和田間自然生長(zhǎng)兩種不同的生長(zhǎng)條件出發(fā)來探究?jī)?nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草幼苗生長(zhǎng)的影響，研究結(jié)果顯示，在溫室水分脅迫條件下，內(nèi)生真菌能促進(jìn)多年生黑麥草幼苗的株高、分蘗、葉長(zhǎng)、葉寬以及地上生物量等生長(zhǎng)指標(biāo)，尤其在干旱脅迫下，內(nèi)生真菌能夠明顯增強(qiáng)宿主植物的抗旱性，其生長(zhǎng)特性優(yōu)于未帶菌植株，此研究結(jié)果說明內(nèi)生真菌在不同的水分條件下均能促進(jìn)多年生黑麥草的生長(zhǎng)和分蘗，在干旱逆境脅迫下，內(nèi)生真菌能發(fā)揮其對(duì)宿主植物的優(yōu)勢(shì)，使宿主植物適應(yīng)干旱脅迫環(huán)境，此研究結(jié)果與任安芝和高玉葆[22]以及梁宇等[23]分別在不同水分條件下對(duì)黑麥草生長(zhǎng)狀況的研究結(jié)果相似，說明內(nèi)生真菌在宿主植物抵抗干旱脅迫環(huán)境的過程中起到了重要作用。此外，于漢壽等[24]在人工氣候箱內(nèi)采用盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Epichlo?屬內(nèi)生真菌能夠促進(jìn)多年生黑麥草的分蘗，說明在未受干旱脅迫條件下，內(nèi)生真菌也能促進(jìn)多年生黑麥草的生長(zhǎng)。同樣，在田間自然生長(zhǎng)條件下，內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草的生長(zhǎng)具有明顯的促進(jìn)作用，從研究結(jié)果來看，帶菌植株的株高、分蘗數(shù)、葉長(zhǎng)、葉寬以及地上生物量均大于未帶菌植株，而未檢菌植株的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)大于未帶菌植株，說明內(nèi)生真菌也能在田間自然生長(zhǎng)條件下促進(jìn)多年生黑麥草的生長(zhǎng)。

內(nèi)生真菌在兩種不同的生長(zhǎng)條件下均對(duì)多年生黑麥草的生長(zhǎng)和分蘗具有促進(jìn)作用。因此，利用內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草進(jìn)行育種是培育優(yōu)質(zhì)抗逆草種的一條重要育種途徑，通過研究?jī)?nèi)生真菌與多年生黑麥草之間的共生關(guān)系以及內(nèi)生真菌對(duì)其宿主植物的作用機(jī)理來為后續(xù)育種工作奠定理論基礎(chǔ)，本研究在兩種不同生長(zhǎng)條件下僅對(duì)多年生黑麥草的生長(zhǎng)特性進(jìn)行了研究，而對(duì)其共生體之間的作用機(jī)制的探究還未開展，該部分工作將作為下一步研究的重點(diǎn)。內(nèi)生真菌帶菌率越高，其優(yōu)勢(shì)越明顯。蘭州地區(qū)較為干旱的氣候條件，需選用帶菌率高的品種以抵抗干旱和病害的逆境。因此多年生黑麥草內(nèi)生真菌-頂峰需進(jìn)一步育種提高內(nèi)生真菌帶菌率和其垂直傳播率。

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(責(zé)任編輯武艷培)

Effects of fungal endophytes on the growth of perennial ryegrass under drought condition

Li Hui-qiang1, Wang Jian-jun1, Zhang Guang-ming2, Lin Wei-hu1, Tian Pei1

(1.State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020， China;2.Guangdong Yueming Electric Power Engineering Co., Ltd, Zhuhai 519000, China)

Abstract:The present study explored the effects of fungal endophytes on host growth with endophyte-infected (E+), endophyte-free (E-) and mixture of E+ and E-(M) populations of L. perenne under two different growth environmental conditions including greenhouse and field. In green house, four different water treatments including 15%(FWC15), 30%(FWC30), 45%(FWC45) and 60%(FWC60) of field water content (FWC) were simulated in pots. The results showed that the plant height and tiller numbers, growth rates of plant height and tiller, blade width and length, aboveground water content and aboveground biomass of E+, E- and M gradually increased with the increase of soil moisture content in greenhouse which reached maximum under FWC45treatment. However, the growth indices of plants under FWC60moisture condition were less than those of plants under FWC45treatment which suggested that FWC60treatment inhibited plants growth. All these results suggested that FWC45was optimal condition for perennial ryegrass. The tiller numbers, growth rate of plant height and tiller, blade width, aboveground water content of E+ populations were significantly higher (P<0.05) than those of E- and M populations and the blade length of E + populations were significantly higher (P<0.05) than that of E- populations under each moisture condition in pot experiment. There were no significant difference between E+ and M population for aboveground biomass with FWC60treatment, while E+ populations were significantly higher (P<0.05) than that of M populations (P<0.05) under other treatments. With FWC15, FWC30and FWC45treatment, aboveground biomass of E+ population were significantly higher (P<0.05) than those of E- and M populations although there were no significant difference between E- and M populations, however, aboveground biomass of E+ and M population were significantly higher (P<0.05) than that of E- populations. Under natural field conditions, the plant height and tiller numbers, growth rates of plant height and tiller, blade width and aboveground biomass of E+ populations were significantly higher (P<0.05) than those of E- and M populations, while the blade length and aboveground water content had no significant difference with M population. The growth indices of E- were significantly (P<0.05) less than those of E+ population. These results suggested that the fungal endophytes could promote the growth and enhance the drought resistance of L. perenne in the greenhouse and field conditions.

Key words:endophyte; Lolium perenne; water stress; seedling growth

Corresponding author:Tian PeiE-mail:tianp@lzu.edu.cn

中圖分類號(hào)：S543+.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-0629(2016)4-0599-09*

通信作者：田沛(1979-)，女，河南新鄭人，副教授，博士，研究方向?yàn)椴輼I(yè)科學(xué)。E-mail:tianp@lzu.edu.cn

基金項(xiàng)目：國(guó)家基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃“973”(2014CB138702);國(guó)家自然科學(xué)基金(31502001);蘭州大學(xué)企事業(yè)單位委托科技項(xiàng)目[(15)0065]

收稿日期：2016-01-16接受日期：2016-02-28

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0029

李會(huì)強(qiáng),汪建軍,張光明,藺偉虎,田沛.干旱條件下內(nèi)生真菌對(duì)多年生黑麥草生長(zhǎng)的影響.草業(yè)科學(xué),2016,33(4)：599-607.

Li H Q,Wang J J,Zhang G M,Lin W H,Tian P.Effects of fungal endophytes on the growth of perennial ryegrass under drought condition.Pratacultural Science，2016,33(4)：599-607.

第一作者：李會(huì)強(qiáng)(1987-)，男，河北邯鄲人，在讀碩士生，研究方向?yàn)楹滩?內(nèi)生真菌共生體。E-mail:lihq12@lzu.edu.cn