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多年生黑麦草(Lolium perenne)是常见的禾本科牧草和草坪草,在全世界广泛种植。目前已报道内生真菌对多年生黑麦草的抗旱性、抗虫、抗病性等方面都有积极的影响。为明确本团队筛选的多年生黑麦草新品系是否耐重金属胁迫和内生真菌对其生长的影响,本研究比较了不同浓度镉离子(Cd2+)(0mg/L、50mg/L、100mg/L及200mg/L)和锌离子(Zn2+)(0mg/L、500mg/L、750mg/L及1000mg/L)处理下,感染内生真菌(endophyte infected,E+)和未感染内生真菌(endophyte free,E-)的多年生黑麦草的株高、分蘖、生物量等生长情况和叶绿素、丙二醛等生理的变化,所获主要结论如下:1、在不同浓度镉离子胁迫下,随着镉离子浓度的升高,多年生黑麦草E+植株的分蘖数、地上部分鲜重、地上部分含水量呈先上升后下降的趋势;而株高、地上部分干重、根鲜重、根干重、根体积呈下降趋势,E+植株根含水量变化不显著。E-植株分蘖数、地上部分含水量变化趋势与E+植株一致呈先上升后下降的趋势,而株高、地上部分鲜重、地上部分干重、根鲜重、根干重、跟含水量及根体积呈下降趋势。说明高浓度镉离子胁迫抑制了多年生黑麦草的生长,而低浓度抑制作用不明显。在不同浓度镉离子胁迫下,内生真菌对宿主的作用不尽相同。在50mg/L镉离子胁迫下,E+植株的地上部分鲜重、根鲜重和根干重显著高于E-植株(P<0.05),但是E+植株的分蘖数显著低于E-种群(P<0.05);在100mg/L镉离子胁迫下,E+植株的地上部分鲜重、根鲜重、根干重、分蘖数和地上部分含水量均显著高于E-植株(P<0.05);而在200mg/L镉离子处理下,E+植株的的地上部分鲜重、根鲜重、分蘖数和地上部分含水量均显著高于E-植株(P<0.05)。此结果说明在镉胁迫条件下内生真菌对宿主的生长有不同程度的促进作用。2、在不同浓度锌离子胁迫下,随着锌离子浓度的升高,多年生黑麦草E+植株的分蘖数、株高、地上部分鲜重、地上部分干重、地上部分含水量、根鲜重均呈先上升后下降的趋势,而根干重呈下降趋势,根含水量呈先下降后上升趋势,根体积变化不显著;E-植株随着锌离子浓度的升高地上部分鲜重、地上部分干重、地上部分含水量与E+植株一致呈先上升后下降的趋势,而株高、根鲜重、根干重、根含水量、根体积均呈下降趋势,分蘖变化不显著,说明锌离子胁迫也能抑制多年生黑麦草的生长,而低浓度抑制作用不明显。在不同浓度锌离子胁迫下,内生真菌对宿主的作用也不尽相同。在500mg/L锌离子胁迫下,E+植株的分蘖数、地上部分鲜重和干重、根鲜重和干重、根体积及地上部分含水量显著高于E-植株(P<0.05);在750mg/L锌离子胁迫下,E+植株的株高、分蘖数、地上部分鲜重和干重、根鲜重和干重以及根体积显著高于E-植株(P<0.05);在1000mg/L锌离子胁迫下,E+植株的株高、地上部分鲜重、根鲜重和根体积显著高于E-植株(P<0.05)。此结果说明在锌离子胁迫条件下内生真菌对宿主的生长也有不同程度的促进作用。3、在不同浓度镉离子胁迫下,随着镉离子浓度的升高,多年生黑麦草E+植株得丙二醛含量呈先下降后上升趋势,E-种群丙二醛含量呈下降趋势。而E+和E-植株的叶绿素含量、脯氨酸含量均呈先上升后下降的趋势,根系活力均呈下降趋势,说明宿主对外界逆境胁迫有生理生化响应。而内生真菌能影响宿主的生化响应,且胁迫浓度不同,其响应不太一致。在50mg/L镉离子处理下,E+种群与E-种群各项生化差异无显著差异;在100mg/L镉离子处理下,E+种群叶绿素和脯氨酸含量及根系活力显著大于E-种群(P<0.05),但E+种群丙二醛含量显著小于E-种群(P<0.05);在200mg/L镉离子处理下,E+种群叶绿素含量和根系活力显著大于E-种群(P<0.05)。此结果说明在镉离子胁迫条件下内生真菌调控宿主的生理响应以提高其抗逆性。4、在不同浓度锌离子胁迫下,随着锌离子浓度的升高,多年生黑麦草E+和E-植株的丙二醛、叶绿素含量及根系活力随着锌离子浓度的增加均呈先上升后下降的趋势,E+种群脯氨酸呈下降趋势,而E-种群脯氨酸含量先下降后上升。说明宿主对外界逆境胁迫有生理生化相应。而内生真菌能影响宿主的生化响应,且胁迫浓度不同,其响应不太一致。在500mg/L锌离子处理下,E+种群丙二醛含量显著高于E-种群(P<0.05);在750mg/L及1000mg/L锌离子处理下,E+种群叶绿素含量显著高于E-种群(P<0.05);在750mg/L和1000mg/L锌离子处理下,E+种群脯氨酸含量、叶绿素含量及根系活力均显著高于E-种群(P<0.05)。此结果说明在锌离子胁迫条件下内生真菌调控宿主的生理响应以提高其抗逆性。以上植物在不同浓度镉离子和锌离子情况下的生长及生理变化,说明环境胁迫抑制植物生长并使植物发生生理生化响应,但是内生真菌可以通过促进宿主植物的生长,并通过提高脯氨酸含量、叶绿素含量及根系活力以提高宿主植物在这些逆境胁迫下的抗逆性。