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丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,简称AM真菌或AMF)作为一种新型的生物肥料,存在于几乎所有类型的土壤中,可以与绝大多数被子植物的根共生;大多数农作物、果树、蔬菜、观赏植物和花卉等都能形成丛枝菌根。AM真菌在植物和土壤间起着桥梁的作用,是植物和土壤间物质运输的载体。这种从植物到土壤和从土壤到植物的物质运输的载体,对植物和土壤的发育与健康都十分重要。由于丛枝菌根在可持续农业和生态重建中所具有的重要意义,近年来,世界各国对植物菌根及菌根真菌的研究方兴未艾。已被证实,AM真菌可增加植物对水分和矿质营养的吸收,促进植物生长,提高作物抗逆性和抗病性,改良土壤,提高苗木移栽成活率,提高产量和改善品质等。因此,AM真菌在生态系统重建、生态平衡的维护以及农林业生产中具有重要的意义和广泛的应用。油菜属十字花科(Cruciferae)芸苔属(Brassica),一年生或越年生草本植物,是世界主要油料作物之一。亚洲地区的油菜面积占世界油菜栽培面积70%,中国、印度和巴基斯坦都以油菜作为主要食用油来源,我国油菜种植面积和产量均居世界首位。油菜也是三峡库区最重要的经济作物之一。油菜包括甘蓝型油菜(Brassica napus L.)、芥菜型油菜(Brassica juncea Czern.et Coss)和白菜型油菜(Brassica campestris L.)三个栽培种。由于白菜型油菜和芥菜型油菜的产量和含油量都较低,且抗逆性也较差,故甘蓝型油菜是目前油菜栽培上经济价值最高、栽培面积最广的品种。本实验以甘监型油菜的两个品系:中油821(黑籽)和渝黄一号(黄籽)为材料探索其菌根形成机理及其对产量利质量的影响。十字花科植物一般被认为是“非菌根植物”,不能或很少形成菌根。虽然近年来关于十字花科植物能形成菌根的研究时有报道,但是菌根油菜的研究仍然十分罕见。本文设计了对2个油菜品种幼苗接种AM真菌的盆栽和大田试验,目的是探讨AM真菌对油菜的侵染能力和可能的效应,为进一步丰富菌根学理论和提高油菜籽的产量提供理论依据。首先进行了盆栽实验,重点观察油菜能否与AM真菌共生,形成菌根。为尽量排除土壤环境中其它微生物的干扰,实验在无菌条件下进行。实验前对油菜种子进行了表面消毒,对供试土壤进行伽马射线放射灭菌,育苗阶段在无菌室内进行。盆栽实验结果表明,油菜均能被AM真菌有效地侵染形成菌根,在菌根中可以清晰的观察到丛枝、泡囊、菌丝等结构。各处理中AM真菌对油菜的侵染率均达剑30%以上,且接种Glomus mosseae处理的侵染率高于接种Glomus versiforme的处理。试验结果表明,油菜根尖对AM真菌没有免疫性,根内的AM真菌与皮层根细胞之间有着良好的营养互作关系。由于本组试验之前并不能确定甘监型油菜是否能被AM真菌成功侵染,所以试验的主要目的是观察是否能被侵染。但在试验过程中我们通过对少数几个指标的测量发现,在油菜的各个生长时段,接种处理的长势相比对照都有明显优势,表明油菜存在菌根依赖性特性。所以下一步我们开展大田试验,深入探讨油菜根系与AM真菌的互作关系,并观察对油菜生长及矿质含量的影响。在其后进行了大田实验中,我们采用了土团接种育苗,育苗用的土壤和种子也事先进行了消毒或灭菌处理。育苗结束后,将土团移栽至大田中,常规管理、定期观察、测量、记录和照相。油菜收获后测量发现,在大田中AM真菌仍能较好的与甘监型油菜共生并形成了菌根,侵染率仍在30%以上。实验结果表明,AM真菌显著促进了油菜的生长。与对照相比,接种处理的株高、地径、叶面积、干重、花序数量等生长指标都有不同程度的增加。接种处理的油菜籽产量也有明显提高,但油菜籽品质的两个指标差异不显著。AM真菌还显著促进了油菜对矿质元素的吸收,非常明显的提高了植物茎中磷元素的含量。各接种处理间相比,Glomus mosseae比Glomus versiforme的生长促进效应更加显著。本实验对探讨十字花科植物与AM真菌的关系有重要的意义,为AM真菌在油菜生产中的应用提供理论基础,对进一步提高油菜产量和质量,开辟了一个重要的研究方向。