丛枝菌根真菌降低辣椒镉吸收和果实镉积累的机制OA北大核心CSTPCD

【目的】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与作物存在互利共生关系,可增强宿主对镉(Cd)的耐受能力。研究AMF对不同Cd积累型辣椒Cd吸收积累的影响,探索AMF降低辣椒可食部位Cd的生理生化机制。【方法】采用盆栽试验,供试土壤为石灰性黄壤,该土壤上已连续种植辣椒8年。丛枝菌根处理包括接菌(+AMF)和不接菌(−AMF);Cd浓度包括3个水平:0、5、10 mg/kg,分别记作Cd0、Cd5、Cd10;辣椒品种包括Cd高积累型‘辣研101’和Cd低积累型‘辣研201’,3个因素共组成12个处理。辣椒移栽90天后收获,分别测定了辣椒根、地上部和果实干重、Cd含量,以及根际土壤养分含量、根系分泌物成分。【结果】Cd处理抑制了辣椒生长,随施Cd浓度的增加,株高、地上部和根部生物量显著下降;Cd10处理下,与−AMF处理相比,+AMF处理‘辣研101’地上部生物量增加了31.72%,‘辣研201’增加了20.09%;‘辣研101’根部Cd含量显著降低了30.75%;‘辣研201’增加了41.93%;+AMF处理下‘辣研101’Cd的转运系数(地上部/根部)显著增加了48.96%,而‘辣研201’降低了24.04%。+AMF处理降低了各Cd浓度下两品种辣椒果实Cd的富集系数,改变了辣椒根系分泌物化学组成及相对含量,不同品种间有所差异。结构方程模型分析表明,接菌、根部Cd含量对辣椒果实Cd含量表现出显著负向调节作用。【结论】在Cd胁迫条件下,AMF通过减少低积累型辣椒(辣研201)根部Cd向地上部的转运,降低可食部位Cd积累;通过减少高积累型辣椒(辣研101)地上部Cd向果实的转运,降低可食部位Cd积累。