接种丛枝菌根真菌对柑橘黄龙病及媒介昆虫柑橘木虱的防御效应研究

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柑橘是世界第一大的水果,但由于受到柑橘黄龙病的危害使得世界多个国家的柑橘产业遭受了严重的打击。而目前还没有防治柑橘黄龙病的有效方法。作为传播柑橘黄龙病的唯一自然媒介——柑橘木虱,对其预防的主要手段仍然以化学防治为主。因此生物防治对防治柑橘黄龙病和柑橘木虱具有重大潜力。丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)能与柑橘形成良好的共生关系。但长期以来对其的研究主要集中于AM真菌促进植物养分与水分吸收利用、提高植物抗逆性以及改善植物根际周围环境等方面,对病虫害的研究还是比较缺乏。因此,本文通过丛枝菌根真菌对柑橘生长、抗黄龙病的影响及与柑橘木虱相互作用三个方面进行研究,为探索柑橘黄龙病和柑橘木虱的新途径提供理论依据。具体研究结果如下:(1)9种AM真菌均能与柑橘形成良好的共生关系,各处理的的侵染率均高于80%;9种AM真菌对柑橘砧木香橙的生长表现为促生和抑制效应。通过隶属函数法计算接菌处理在各个指标(株高、茎径、叶片数、叶绿素含量、生物量、根系活力等)中的得分并排名。结果表明供试的9个AM真菌中有7个(R.c、P.s、R.i、R.s、G.v、C.t和A.k)具有促生作用,2个(C.l和C.s)具有抑制作用。其中促生效果最好的菌株为R.c(Rhizophagus clarus),其株高、茎径叶片数、叶绿素含量、生物量分别提高了36.12%、21.24%、5.12%、17.47%和70.52%。其菌根依赖性达到了171%。(2)在柑橘黄龙病的胁迫下,柑橘生长受到一定程度的抑制。但接种部分AM真菌能缓解黄龙病对柑橘生长的胁迫。其中接菌处理R.i(Rhizophagus intraradices)在受到黄龙病胁迫时能显著促进柑橘的株高和茎径,在嫁接180天时比对照分别提高了49.7%和35.6%;此外接种部分AM真菌能降低柑橘叶片内黄龙病菌含量,其中接菌处理G.v(Glomus versiforme)表现最好;接种部分AM真菌能显著降低叶片内丙二醛含量,其中表现最好的菌株是G.v与对照相比分别减少了37.28%;能增加柑橘叶片和根系内的脯氨酸含量,其增幅最大的为接菌处理R.i的根系内的脯氨酸含量较对照增加了90.25%;能显著增加柑橘叶片和根系SOD活性,其中增加幅度最显著的菌株分别为C.t(Claroideoglomus tunicatum)和R.s(Rhizophagus sp.),与对照相比分别增加了394%和111%;能显著增加柑橘叶片内POD活性,其增加幅度最大的菌株为R.c(Rhizophagus clarus),与对照相比分别增加了49.73%;能显著增加柑橘叶片和根系内的CAT含量,其增加幅度最大的菌株菌为R.i,与对照相比分别提高了11.79%和32.56%。(3)柑橘木虱取食后会降低丛枝菌根真菌在香橙的侵染率及侵染强度;取食过接菌处理R.f(Redeckera fulvum)的柑橘木虱体内的内生菌Carsonella和Profftella含量显著低于对照,与对照相比其相对表达量分别降低了56.1%和53.6%。而取食过接菌处理R.i(Rhizophagus intraradices)的柑橘木虱体内的内生菌仅有Profftella含量显著低于对照,与对照相比其相对表达量降低了32.2%;接菌处理能降低柑橘木虱的存活率,其中接菌处理R.f能显著降低柑橘木虱各时期的存活率,接菌处理R.i仅能显著降低卵期的存活率;接菌处理能显著延长若虫期的发育历期,且接菌处理R.f能显著减少成虫的寿命,比对照短了10.15天。
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