利用丛枝菌根真菌和硒纳米颗粒双重接种调控莳萝（Anethum graveolens L.）的园艺学与植物化学特性

《Scientia Horticulturae》：Horticultural and phytochemical modulation of dill ( Anethum graveolens L.) via dual inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi and selenium nanoparticles

　　

提升园艺作物的营养密度和植物化学品质对于开发满足现代饮食和治疗需求的功能性食品至关重要。本研究评估了硒纳米颗粒（SeNPs）和丛枝菌根真菌（AMF）单独及联合施用对莳萝（Anethum graveolens L.）生长、生理、初级和次级代谢及生物活性的影响。研究人员假设，AMF和SeNPs的联合施用将通过互补机制提供增强的效益，包括改善养分获取和维持氧化还原稳态。采用四种处理的盆栽试验：对照、单独AMF、单独SeNPs和AMF+SeNPs。虽然单独施用显著改善了营养生长，但AMF–SeNP联合处理产生了最大的生物量增加，与对照相比，鲜重增加52.5%，干重增加46.8%。这些改善伴随着叶绿素含量升高和气孔导度增加，这与光合性能的改善一致。代谢物谱分析表明，AMF–SeNP联合体增强了三羧酸（TCA）循环中间产物（琥珀酸、柠檬酸和苹果酸），重新编程了游离氨基酸库，并将脂肪酸组成转向不饱和形式，其中棕榈酸、油酸和α-亚麻酸显著增加。生物活性化合物的积累也得到增强，α-生育酚（维生素E）、抗坏血酸（维生素C）和总精油含量均升高。因此，与未处理对照相比，AMF–SeNP处理植物的提取物对选定的细菌和真菌病原体表现出增强的抗菌活性。本研究首次提供了AMF和SeNPs在莳萝中联合应用的文件化证据，表明该联合体作为一种可持续的双重用途生物刺激剂，能够同时提高产量并增强精油作物的药用和营养品质。

现代园艺作物生产面临养分缺乏和环境胁迫的双重挑战，亟需可持续策略以同步提升产量和营养品质。莳萝（Anethum graveolens L.）是伞形科的重要药用和芳香植物，其精油富含香芹酮、柠檬烯等生物活性成分，具有抗菌和抗氧化等功效，但商业生产常受磷缺乏、土壤退化及干旱等非生物胁迫制约，精油产量和品质波动大。丛枝菌根真菌（AMF）和硒纳米颗粒（SeNPs）作为两类生物刺激剂，分别通过改善养分吸收和调节氧化还原稳态促进作物生长，但二者联合应用在药用植物中的研究尚属空白。为此，研究人员在莳萝上首次系统探究了AMF（Funneliformis mosseae）和SeNPs单独及联合施用的效应，以期通过互补机制同时提高产量与植物化学品质。该研究发表于《Scientia Horticulturae》。

研究人员采用盆栽试验，设对照、AMF、SeNPs（25 mg L^-1种子引发）及AMF+SeNPs四个处理，测定了生长、光合参数、初级代谢物（糖、有机酸、氨基酸、脂肪酸）、次级代谢物（精油、生育酚、抗坏血酸）以及提取物的抗菌活性。结果表明，与对照相比，联合处理使鲜重增加52.5%、干重增加46.8%，并显著提高叶绿素b含量和气孔导度，说明光合性能得到协同优化。代谢组学分析显示，联合处理增强了三羧酸（TCA）循环中间产物（琥珀酸、柠檬酸、苹果酸）的积累，重新编程了游离氨基酸库，并将脂肪酸组成转向不饱和形式，其中棕榈酸、油酸和α-亚麻酸显著增加。同时，α-生育酚（维生素E）、抗坏血酸（维生素C）和总精油含量也显著提高，精油中主要成分莳萝芹脑增加35.0%。抗菌活性测定表明，处理组提取物对多种细菌和真菌的抑制作用增强，尤其单独AMF和SeNPs处理显著提高了对表皮葡萄球菌、粪肠球菌等病原菌的抑制效果。该研究首次证明AMF与SeNPs联合体可作为可持续的双重用途生物刺激剂，在提高产量的同时改善精油作物的药用和营养品质。

关键技术方法方面：硒纳米颗粒来自American Elements，经扫描电子显微镜（SEM）验证；莳萝种子购自沙特阿拉伯AMMC公司；AMF接种物（BEG12）来自International Bank for the Glomeromycota。主要方法包括：种子引发、温室盆栽、光合气体交换测定（LI-6400）、分光光度法测光合色素、UPLC-MS/MS测氨基酸、HPLC测有机酸和维生素、GC-MS测脂肪酸和精油、水蒸气蒸馏提油、琼脂孔扩散法测抗菌活性。

结果部分：

3.1 根中菌根定殖参数：AMF接种成功建立菌根共生，对照和SeNPs处理无定殖。联合处理与单独AMF处理的定殖率和菌丝长度无显著差异，但联合处理显著增加了丛枝丰度（从2.97增至5.04个 cm^-1根），表明SeNPs增强了菌根养分交换结构的发育。

3.2 植物生长及光合气体交换：所有处理均显著提高生物量，但处理间差异不显著；仅联合处理显著提高气孔导度，而单独处理无显著效应；光合速率在单独及联合处理下均显著升高；叶绿素b仅在联合处理下显著增加，说明协同作用对光合机构特定组分有调节作用。

3.3 初级代谢物的互作效应：
3.3.1 糖组分与淀粉：所有处理显著提高还原糖和总可溶性糖；非还原糖在SeNPs和联合处理下显著增加；淀粉含量变化不显著。
3.3.2 有机酸、维生素E和抗坏血酸：联合处理显著提高琥珀酸（+20