不同施硒量接种AM真菌对丹参幼苗期生理指标的影响

凌娜,杨朝霞,王文凤,陈梦丽,马习美

不同施硒量接种AM真菌对丹参幼苗期生理指标的影响

凌娜,杨朝霞,王文凤,陈梦丽,马习美

商丘学院风景园林与建筑学院, 河南 商丘 476000

为分析不同施硒量条件下接种AM真菌菌种对丹参幼苗期生理指标的影响，本文使用盆栽法种植单身作物，并将施硒量（Na2SeO3）设定为四个浓度水平，将试验植物分为接种组和对照组。结果发现，接种AM真菌的组别的丹参幼苗的生理质量要显著优于未接种组别并促进其对硒元素的吸收。当硒浓度水平为20µg·mL-1和40µg·mL-1时，其生长指标和生理指标表现优异。同一浓度水平下，接种AM真菌丹参幼苗组别绿素含量和蛋白质含量呈现显著优势，丙二醛和脯氨酸含量均保持在较低水平，表明接种AM真菌能提升植物的抗逆性。同时还发现，接种AM真菌对丹参幼苗的可溶性糖水平不具备直接影响。

接菌; 丹参; 生理指标

硒是植物生长发育和生理代谢必备的重要营养元素。对植物进行补硒栽培能够明细提升作物品质和抗逆性。丹参（Bge.）是较为常见的药用植物和经济作物，具有活血止痛、宁心安神的作用[1,2]。人类对于硒元素的吸收大多于植物。富硒植物是人和动物最为重要的硒源之一。通过外源补硒能够适当地提升丹参的作物产量，还能够提升其自身的硒含量，对疾病治疗产生协同增效作用。丛枝菌根（Arbuscular mycorrhizae, AM）是土壤共生真菌中分布最广泛的一类真菌[3]，能与200个科的20万个种以上的陆生植物形成共生关系。AM真菌能够促进植物对硒元素的吸收，具备一定的研究价值[4]。除此之外，AM真菌还能够促进植物对于其他元素的吸收，如钾、钙、镁、铜、锰等，助力作物生长发育。通过分析不同施硒量条件下接种AM真菌菌种对丹参幼苗期生理指标的影响能够更好地探索丹参、硒元素以及AM真菌三者之间的相关联系和影响，进一步改善丹参对硒元素的吸收，促进其生长发育和药用品质，为普及中药现代化种植提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验使用的植物为药用丹参的基源植物丹参（Bge.）。丹参幼苗采购自嵩县城关镇叶岭村丹参种植基地。AM真菌菌种以黑麦草（L.）为宿主通过盆栽法进行扩繁，以含有孢子的根际土作为接种菌剂。试验中使用肥料成分为尿素，磷酸二氢钾和硫酸钾。施硒方法为叶面喷硒。试验土壤为嵩县褐土土壤（非灭菌土）。基本成分见下表1。在实验过程中，将施硒量（Na2SeO3）设定为四个浓度水平，分别为0µg·mL-1，20µg·mL-1，40µg·mL-1，80µg·mL-1。同一浓度水平下，将试验植物分为接种组和对照组。每组4个样本，共计32个样本。试验于河南农业大学农学院实验室开展，时间为2022年4月3日至2022年8月15日间。

表1 土壤理化性质测定结果

1.2 测量方法

1.2.1 丹参幼苗生长数据测量使用卷尺测量丹参幼苗生长数据包括株高和主根长。使用称重法来测量丹参幼苗干质量。使用10% KOH溶液脱去根段细胞质、0.5％酸性品红溶液染色并用脱色剂脱色，最后计算菌根侵染率。

1.2.2 丹参幼苗生理数据测量使用浸提法计算丹参幼苗叶绿素含量，考马斯亮蓝G-250染色法计算蛋白质含量、蒽酮比色法测量可溶性糖。同时，使用分光光度法测量丹参幼苗丙二醛含量，以及茚三酮法测量脯氨酸含量。

1.3 数据处理

使用Origin 8.0和 SPSS 20.0对试验数据进行统计学分析并比较接种组和对照组在同一浓度水平下数据差异性和数据显著性。

2 结果与分析

2.1 不同施硒量条件下接种AM真菌菌种对丹参幼苗期生长数据的影响

对丹参幼苗期生长数据进行分析，结果发现在同一浓度水平下接种AM真菌的丹参幼苗的株高、根冠比和干质量与对照组相比均显著增长（表2）。这表明除根长以外，接种AM真菌能够促进丹参幼苗期生长态势。在不同施硒量条件下，接种组株高在0µg·mL-1，20µg·mL-1，40µg·mL-1条件下均高于对照组，但在80µg·mL-1条件下接种组别株高明显低于对照组。在根长和根冠比方面，接种组和对照组大致随施硒量增加而增加，但均在40µg·mL-1条件下达到最高值。接种组和对照组的干质量呈现出先增加后减少的变化趋势。接种组的地上干质量在20µg·mL-1水平最高，对照组在40µg·mL-1水平最高。接种组的地下干质量在20µg·mL-1水平最高，对照组在0µg·mL-1水平最高。可见，单独增加施硒量对于丹参幼苗期生长作用并不十分显著，在接种AM真菌后二者的协同作用显著增强了试验植物生长效果和生长质量。

如图1所示，同一浓度水平下接种AM真菌的丹参幼苗菌根侵染率均高于对照组。接种组的菌根侵染率随施硒量增加先增大后减小，并在40µg·mL-1条件下达到峰值。而对照组的菌根侵染率随施硒量增加逐渐增加，并在80µg·mL-1条件下达到峰值。可见，接种AM真菌能够显著增加丹参幼苗菌根侵染率，提升其入药质量影响。

表2 不同施硒量条件下丹参幼苗期生长数据比较结果

注：*表示不同处理间在<0.05水平差异显著

Note:* indicate significant differences between different treatments at<0.05 level

图1 不同施硒量条件下丹参幼苗期菌根侵染率比较结果

Fig.1 Comparison of mycorrhizal infection ratesat seedling stage ofa Bge. under different Se application

2.2 不同施硒量条件下接种AM真菌菌种对丹参幼苗期生理数据的影响

对丹参幼苗期生理数据进行分析，结果发现在同一浓度水平下接种AM真菌丹参幼苗的叶绿素含量和蛋白质含量呈现显著优势（表3）。与此同时，接种组的丙二醛和脯氨酸含量均保持在较低水平，表明接种AM真菌能提升植物的抗逆性。对照组的可溶性糖高于接种组水平，表明接种AM真菌无法影响到丹参幼苗期的可溶性糖水平。在不同施硒量条件下，接种组的叶绿素含量显著高于对照组，并随着硒浓度的增加而减少，表明接种AM真菌能够缓解硒元素对于叶绿素合成的负面影响。接种组的蛋白质含量呈现先减少后增加的变化趋势，而对照组则呈波浪线变化趋势，对照组变化不显著。接种组和对照组的可溶性糖均呈现先增加后减少的变化趋势，接种组在20µg·mL-1水平最高，对照组在40µg·mL-1水平最高。接种组的丙二醛呈现出先增加后减少的变化，并在40µg·mL-1水平最高。对照组呈波浪线变化趋势20µg·mL-1水平最高。两组植物的脯氨酸水平均随硒浓度增加而减少，且对照组的脯氨酸水平在80µg·mL-1高于接种组，表明AM真菌对于高硒水平反应剧烈。

表3 不同施硒量条件下丹参幼苗期生理数据比较结果

注：*表示不同处理间在<0.05水平差异显著

Note:* indicate significant differences between different treatments at<0.05 level

3 讨 论

通过分析不同施硒量条件下接种AM真菌菌种对丹参幼苗期生理指标的影响，发现接种AM真菌菌种的组别在生长数据和生理数据方面均呈现出较高优势。在生长指标方面，接种AM真菌菌种的组别在株高、根冠比和干质量呈现出显著的生长优势，其菌根侵染率明显高于对照组。在生理指标方面，接种AM真菌菌种的组别在叶绿素含量、蛋白质质量占据优势，丙二醛和脯氨酸含量均保持在较低水平。以上发现表明，接种AM真菌菌种后，根冠比的增长表明丹参幼苗地下部分生长更为发达，增强了对地下环境和营养物质的吸收能力，生长质量明显增加。与此同时，接种AM真菌菌种后丹参幼苗对环境的抗逆性也明显强于对照组，表明其药用成分的增强。以上结论与车欣宇等，孙颖盈等，Wu YH等和Yang Y等对于丹参-AM真菌共生体养分吸收以及其对丹参幼苗升职指标的影响结论高度相似[5-8]。

通过观察和分析不同浓度水平下接种组和对照组的生理表现，发现丹参幼苗的生理指标并未随施硒量的增加而增长。高浓度硒（80µg·mL-1）水平下，丹参幼苗出现生长抑制现象。实验发现适应的施硒量即20µg·mL-1和40µg·mL-1水平下接种AM真菌菌种促进了丹参幼苗各种生理指标的增长。这与胡晓荣等和贾红梅等对于AM真菌对丹参生长效应的试验结果高度一致[9,10]。然而，添加硒含量并不能显著增加丹参幼苗的可溶性糖水平，说明硒对于该项生理指标并不具备直接影响，这与丹参自身的物种差异性密切相关。本研究结论与李芳等和Pu C等对于硒元素对丹参生理指标变化影响研究结果相似[11,12]。随着硒浓度水平的增加，接种AM真菌组别的丹参幼苗菌根侵染率显著增加，并在40µg·mL-1水平达到峰值。这同样验证了高浓度硒（80µg·mL-1）水平下，无法促进AM真菌的侵染效果。齐俊香等和王雪等均对AM真菌对丹参生长及品质的影响开展试验，与本研究结论保持一致[13,14]。研究发现，接种AM真菌菌种后丹参幼苗能够产生更好的生长效应和交互效应。二者的协同作用能够提升硒元素的吸收，并提升影响吸收能力。该结论与大部分学者对于二者的共生关系和交互效果研究一致，如董娜等，粟敏等以及Zeng Y等[15-17]。

4 结 论

本研究使用药用丹参的基源植物丹参对不同施硒量条件下接种AM真菌菌种对丹参幼苗期生理指标的影响开展研究。在实验过程中，将施硒量（Na2SeO3）设定为四个浓度水平，分别为0µg·mL-1，20µg·mL-1，40µg·mL-1，80µg·mL-1。同一浓度水平下，将试验植物分为接种组和对照组。研究发现，接种AM真菌的组别的丹参幼苗的生理质量要显著优于未接种组别。

在生长指标方面，当硒浓度水平为20µg·mL-1时，其地上干质量和地下干质量最高，分别为3.271±0.486 g和3.217±0.483 g。当硒浓度水平为40µg·mL-1时，其株高、根长、根冠比最优，分别为22.513±0.872 cm，21.680±0.766 cm和0.786±0.009。其菌根侵染率最高，为78.9%。

在生理指标方面，发现在同一浓度水平下接种AM真菌丹参幼苗组别绿素含量和蛋白质含量呈现显著优势，丙二醛和脯氨酸含量均保持在较低水平，表明接种AM真菌能提升植物的抗逆性。同时，接种AM真菌对丹参幼苗的可溶性糖水平不具备直接影响。接种组在20µg·mL-1和40µg·mL-1生理指标表现优异，并对高硒浓度（80µg·mL-1）反应剧烈。

丹参作为药用植物，其营养成分的开发能够提升其药理成分和药用效果。通过现代生物技术手段如接种AM真菌能够更好地提升丹参幼苗的生长治疗和生长品质。同时，通过改善外界环境因素如不同的施硒量能够改善植物内部吸收能力和影响水平，从而达到合理提升中草药产量和品质的重要目的。

[1] 钟庆祥,张豫,陶贞,等.土壤—植物系统硒的迁移转化机制研究进展[J].地球科学进展,2023,38(1):44-56

[2] 孔凡丽,张恩萍,曹庆军,等.硒的生理功能及在主要作物中的吸收富集[J].东北农业科学,2020,45(6):115-118

[3] 王凯,巢建国,谷巍,等.不同育苗方式对丹参种苗形态、农艺性状及生理生化指标的影响[J].南方农业学 报,2020,51(1):162-168

[4] 周修腾,王雪,杨光,等.丛枝菌根真菌对丹参内源激素的影响[J].中国中药杂志,2016,41(20):3761-3766

[5] 车欣宇,林杭,田丹,等.连作丹参根际真菌的分离及拮抗菌RF15促生效应[J].山东农业大学学报(自然科学 版),2022,53(6):832-838

[6] 孙颖盈,王欣雨,祝晨琳,等.GR24及氮磷供应对丹参-AM真菌共生体养分吸收及功能物质形成的影响[J].植物营 养与肥料学报,2023,29(6):1150-1159

[7] Wu YH, Wang H, Liu M,. Effects of native arbuscular mycorrhizae isolated on root biomass and secondary metabolites ofBge[J]. Frontiers in Plant Science, 2021,12:617892

[8] Yang Y, Ou X, Yang G,. Arbuscular mycorrhizal fungi regulate the growth and phyto-active compound ofseedlings[J]. Applied Sciences, 2017,7(1):68

[9] 胡晓荣,田丽,董维兵,等.富硒栽培丹参中硒的赋存形态研究[J].中药材,2014,37(9):1609-1612

[10] 贾红梅,方千,张秫华,等.AM真菌对丹参生长及根际土壤酶活性的影响[J].草业学报,2020,29(6):83-92

[11] 李芳,高萍,段廷玉.AM菌根真菌对非生物逆境的响应及其机制[J].草地学报,2016,24(3):491-500

[12] Pu C, Yang G, Li P,. Arbuscular mycorrhiza alters the nutritional requirements inand low nitrogen enhances the mycorrhizal efficiency[J]. Scientific Reports, 2022,12(1):19633

[13] 齐俊香,杨晓宇,王紫月,等.AM真菌、水分和施磷水平对丹参生长及品质的影响[J].河北大学学报(自然科学版),2016,36(5):509-516

[14] 王雪,陈美兰,杨光,等.丛枝菌根真菌与哈茨木霉菌合用对连作丹参生长及质量的影响[J].中国中药杂 志,2014,39(9):1574-1578

[15] 董娜,张玉洁,赵寒静,等.富硒栽培丹参的体外抗氧化活性[J].中国科技论文,2018,13(12):1423-1428

[16] 粟敏,雷济华,杨帆,等.丹参植株对亚硒酸钠和硒酸钠的吸收和积累[J].中国科技论文,2017,12(6):647-651

[17] Zeng Y, Guo LP, Chen BD,. Arbuscular mycorrhizal symbiosis and active ingredients of medicinal plants: current research status and prospectives[J]. Mycorrhiza, 2013,23:253-265

Effects of Inoculating Arbuscular Mycorrhizae on Physiological Indicators ofBge. Seedlings under Different Selenium Application Conditions

LING Na, YANG Zhao-xia, WANG Wen-feng, CHEN Meng-li, MA Xi-mei

476000,

To achieve the purpose of improving drug quality and therapeutic effect. This article mainly analyzes the effects of inoculating AM on the physiological indicators of Salvia miltiorrhiza Bge. seedlings under the condition of different selenium application rates. Single crops were planted in pots, and the selenium application amount (Na2SeO3) was set at four concentration levels, and the test plants were divided into inoculation group and control group. It was found that the physiological quality of Salvia miltiorrhiza Bge. seedlings inoculated with AM was significantly better than that in the non-inoculated group and the absorption of selenium was promoted. When the selenium concentration level is 20µg·mL-1and 40µg·mL-1, its growth index and physiological index are excellent. At the same concentration level, the chlorophyll content and protein content of the seedlings inoculated with the AM showed significant advantages, and the contents of malondialdehyde and proline remained at a low level, indicating that the inoculation of the AM can improve the stress resistance of plants. It was also found that the inoculation of AM had no direct effect on the soluble sugar levels of Salvia miltiorrhiza Bge. seedlings.

AM fungal strains;Bge.; physiological indicators

Q945.15

A

1000-2324(2023)04-0539-05

10.3969/j.issn.1000-2324.2023.04.009

2023-01-05

2023-03-06

河南省科技攻关项目(182102110311)

凌娜(1986-),女,硕士研究生,副教授,研究方向:植物遗传育种. E-mail:lingnas1985@163.com