Claroideoglomus claroideum 接种助力香蕉微繁苗生物驯化：抗氧化、营养吸收与光合效率的协同提升

《Discover Plants》：Claroideoglomus claroideum inoculation improves bio-hardening of micropropagated G9 banana by modulating antioxidative response, nutrient uptake and photosynthetic efficiency

为解决微繁殖香蕉苗在体外环境下的驯化难题，研究人员开展了关于丛枝菌根真菌（AMF）Claroideoglomus claroideum 对微繁殖 G9 香蕉苗驯化及生理影响的研究。结果显示，接种 AMF 提高了驯化率，改善植株形态和生理指标。该研究为可持续园艺提供了实践依据。

　　在植物的繁衍世界里，微繁殖技术就像一把神奇的钥匙，能快速培育出大量克隆植物，广泛应用于农业、园艺和林业。不过，这些微繁殖的植物苗就像温室里的花朵，一旦离开培养环境，面对温度、光照和湿度的变化，往往难以适应，存活率大打折扣。以香蕉为例，G9 香蕉作为全球重要的商业品种，在微繁殖后的驯化过程中也面临诸多挑战。此前虽有研究关注 AMF 对香蕉的作用，但对 G9 香蕉与 Claroideoglomus claroideum 的相互作用机制仍知之甚少。因此，为了帮助香蕉苗更好地适应外界环境，提高其在农业生产中的效益，来自乌特卡尔大学（Utkal University）植物学系的研究人员开展了一项重要研究，该研究成果发表在《Discover Plants》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过在盆栽中以高粱（Sorghum bicolor）为宿主植物大量繁殖 Claroideoglomus claroideum，并对其孢子进行表面灭菌和活力检测。然后，建立胡萝卜（Daucas carota）离体根器官培养体系并接种 AMF，用于后续香蕉苗的接种处理。实验设置了未接种 AMF 的非菌根（NM）对照组和接种 AMF 的菌根（M）处理组，对微繁殖香蕉苗进行接种处理。经过一系列培养和处理后，对香蕉苗的多项指标进行测定，包括形态参数、生化参数、抗氧化酶活性、矿物质含量以及光合效率等，采用了如湿筛法、蔗糖梯度离心法、根染色技术、各种生化分析方法和叶绿素 a 荧光测量技术等。
研究结果如下：

1. 驯化率：接种 AMF 的香蕉苗驯化率达到 92% ，比未接种的对照组高出 17%，表明 Claroideoglomus claroideum 接种显著提高了微繁殖香蕉苗的驯化率1。
2. AMF 根定植：接种 AMF 的香蕉苗根系被大量定植，定植率达 88%，这显示出该真菌与香蕉苗建立了良好的共生关系2。
3. 形态参数：接种 AMF 的香蕉苗在茎长、根长、茎和根干重、茎和根相对含水量（RWC）、茎直径和叶面积等形态参数上均优于未接种的对照组。例如，根长增加了 45%，茎直径增加了 25%，这些变化有助于香蕉苗更好地生长和适应环境3。
4. 生化参数：接种 AMF 的香蕉苗叶片中光合色素（叶绿素 a、叶绿素 b 和类胡萝卜素）、总糖、还原糖、蛋白质、游离氨基酸和酚类物质含量均有所增加，而作为胁迫指标的脯氨酸含量下降了 34%。这表明接种 AMF 改善了香蕉苗的代谢状况，增强了其应对胁迫的能力4。
5. 抗氧化酶活性：接种 AMF 的香蕉苗中抗氧化酶（CAT、SOD、APX 和 GPX）活性显著提高，分别增加了 24%、20%、17% 和 26%，这有助于清除细胞内的活性氧物质（ROS），维持细胞的代谢稳定5。
6. 矿物质含量：接种 AMF 的香蕉苗在根和茎中积累了更多的大量元素（N、P、K、S、Ca 和 Mg）和微量元素（Fe、Zn、Cu、Mn 和 B）。如钾（K）在大量元素中增加最为显著，锰（Mn）在微量元素中吸收提升明显，这表明 AMF 促进了香蕉苗对矿物质的吸收6。
7. 光合效率：通过叶绿素 a 荧光分析发现，接种 AMF 的香蕉苗光合效率更高。其荧光参数如FM? 、FV? 、FV?/FM? 等均有显著提升，表明 AMF 增强了香蕉苗的光化学反应和电子传递能力，提高了光能利用效率。
   研究结论和讨论部分指出，Claroideoglomus claroideum 接种能显著提高微繁殖香蕉苗的驯化率，改善其形态和生理性能。这主要归因于 AMF 与香蕉苗建立的共生关系，促进了养分吸收、增强了抗氧化防御系统、提高了光合效率。该研究为香蕉微繁殖苗的生物驯化提供了新的策略，有助于推动可持续园艺的发展，为香蕉产业的高效生产提供了理论和实践依据。