接种根内球囊霉提高氮素向甘薯块根转移和再分配的机理

[目的]研究接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza,AM)对甘薯(Ipomoea batatas L.)的侵染率及叶片氮代谢酶活性的影响,探索甘薯氮素吸收后在植株体内的转移和分配规律,以期为全面了解菌根真菌促进氮代谢的过程提供理论依据.[方法]采用盆栽试验方法,供试菌种为一种根内球囊霉Glomus intraradicesBEG141.土壤灭菌后,以不接种菌根(-AM)为对照,在8kg土中接种100 g菌剂(+AM).于甘薯幼苗移栽后30天、60天和90天,从甘薯茎蔓顶部往下数第5片完全展开叶的叶柄与茎蔓交叉处定量注射99％(15NH4)2SO4溶液,15N总施用量为199.5 μg/plant.每次注射后三天取植株样,分为茎、叶、纤维根和块根4部分,测定生物量干重、根系菌根侵染率、15N丰度、氮代谢酶活性.[结果]接种AM处理显著增加了甘薯根部真菌侵染率及泡囊丰度、根内菌丝丰度和丛枝丰度.随着移栽天数的增加,侵染率显著增加,最高达到67％.移栽后30天接种和不接种菌根真菌处理间甘薯生物量和氮素吸收量差异不显著,移栽后60天和90天,接种AM真菌处理的甘薯生物量和氮素吸收量显著高于不接种AM处理(P＜0.05).与CK相比,同一生育期接种AM处理显著提高了甘薯叶片谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性,对硝酸还原酶(NR)活性无显著影响.双因素分析表明,接种菌根与接种后时间对提高甘薯生物量干重、氮素累积量及GDH和GS活性的正交互效应显著(P＜0.05).移栽后30天,接种AM处理显著提高了甘薯茎蔓和叶片15N积累量和分配率;移栽后60天,叶片中15N积累量较前一时期显著增加.接种AM处理的叶片和茎蔓中15N积累量在30 d和60 d显著高于不接种AM处理(P＜0.05),而在移栽后90天显著低于不接种AM处理,说明接种AM处理显著促进15N向块根的转移和分配.[结论]接种AM真菌可提高GDH、GS和GOGAT的代谢活性,促进无机氮向有机氮的转化.接种AM菌剂可促进生育前期氮素在叶片中的分配,有利于地上部的生长,而后期促进地上部积累氮素向地下部转运,进而增加甘薯块根中的干物质积累,提高甘薯的经济产量.