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文|古今闲客

编辑|古今闲客

摘要

世界上大部分土地被认为是干旱或半干旱的。这些土地特别容易受到预测的气候变化对水资源的影响，这些影响来自土壤肥力下降、降水和温度升高。气候变化是限制这些地区农业生产的主要威胁之一。另一方面，人口的不断扩张和经济的发展很可能导致对粮食资源的需求增加，从而增加对水资源的需求。因此，在农业中，鼓励种植耐旱、用水需求低、营养价值高、具有社会、经济和环境效益的物种是很重要的。

介绍仙人掌

仙人掌密尔 是仙人掌科的一种药材，原产于墨西哥，广泛分布于中南美洲、非洲和地中海地区的干旱和半干旱地区。榕树在干旱和半干旱地区的农业系统中发挥着重要作用，因为它能很好地适应贫瘠的土壤和低水分条件。此外，仙人掌也在农业经济中发挥着重要作用。它们已用于人类和牲畜食品目的以及化妆品和化学工业。

大量研究表明，仙人掌垫具有抗氧化特性，因为它们富含多酚、类黄酮、甜菜花青素和甜菜黄素。因此，它们对于预防人类退行性疾病，如癌症、糖尿病、高胆固醇血症、动脉硬化或心血管和胃部疾病，具有重要意义。

仙人掌所面临的困境

然而，仙人掌土壤受到干旱、盐度和有机质损失等多种非生物胁迫，导致仙人掌生态系统恶化并限制其生产力。除了这些非生物限制外，仙人掌的种植还受到了害虫的攻击，这对世界各地和地中海地区的仙人掌种植造成了严重损害，特别是在摩洛哥，一些昆虫对仙人掌作物造成了相当大的社会经济和环境损失。鉴于这些限制， 生物刺激剂 的应用是非常有前途的，以支持新的仙人掌种植园。

改进方法

几项研究表明，许多植物的生长、酚含量和抗氧化活性受到微生物或有机肥料(如丛枝菌根真菌和堆肥)使用的影响。AMF是最有前途的农艺因子之一，对植物生长和抗氧化化合物有积极影响。

AMF共生存在于超过71%的维管植物中。这些真菌可以增强植物对水分和养分的吸收(特别是磷)，并提高植物对生物和非生物胁迫的耐受性。此外，AMF还可能调节次生代谢物的合成，导致宿主植物总酚含量和抗氧化化合物的增加。另一方面，蚯蚓堆肥是微生物和蚯蚓在中温好氧条件下相互作用的二次产物，产生完全稳定的有机土壤改进剂，不含任何病原体材料和方法，真菌材料和蚯蚓堆肥从根周围土壤中分离到本地菌根联合体。

位于摩洛哥马拉喀什以北4公里处的苏伊拉区。根据雷德克尔等人对采集的 菌根真菌孢子 进行形态鉴定。使用40 - 100倍放大的蔡司公里斯科普40显微镜，通过直接双眼计数测定100 g土壤中的孢子数。然后用聚乙烯醇乳酸甘油(PVLG)将它们组装在玻璃显微镜载玻片上，在显微镜下进行检查(×100)，并根据颜色、大小、附着菌丝和浓度进行分类，以确定它们的种类。

实验方法

根据梅迪奇等人的描述，在马拉喀什大学，塞梅拉利亚科学学院的受控温室条件下，以玉米(Zea mays L.)为寄主植物，通过盆栽陷阱培养繁殖真菌。AMF接种量为每罐30 g。我们实验中使用的蚯蚓堆肥是由马粪和秸秆与蚯蚓混合而成的产物，密度约为每升50条蚯蚓(每千克10克蚯蚓)。将施用的蚯蚓堆肥连续三天在200°C下蒸压1小时。蚯蚓堆肥的理化性质为pH: 7.7，有机质:438.8 mg g−1，有效磷:0.29 mg g−1，总有机碳:280 mg g−1，总氮:6.2 mg g−1，电导率:4.89 mS cm−1。

本实验选用的仙人掌枝为产自摩洛哥拉姆那地区(北纬31°48'22.4 " N 7°58'36.6 " W)的1年生仙人掌枝(长34.11±0.8 cm，宽13.02±0.4 cm，厚7.5±0.7 mm)。树冠在阴凉处被切开并晒干两周，以便伤口愈合。然后，在每个装有2.5公斤无菌土壤的聚乙烯罐中种植一株枝蕨。土壤的理化特性如下:磷(P): 11 mg kg−1，氮(N): 1.1 mg g−1，有机质:10 mg g−1，总有机碳:59 mg kg−1，电导率:190µS cm−1，钠(Na+): 990 mg kg−1，钾(K +): 890 mg kg−1，钙(Ca2+): 11.48 mg kg−1,pH: 8.6。

实验设计

本研究采用完全随机设计，采用2×2因子排列，每个处理6个重复，共24个罐。试验分为4个处理:1)不施用生物刺激剂的对照植株(控制)， 2)接种AMF联合体(AMF)， 3)单剂量5%蚯蚓堆肥， 4)蚯蚓堆肥和AMF联合体双重施用(Vc+AMF)。在试验期间，每星期用相同的水量给所有植株浇水两次。

收获时，要小心地将植株挖开，以免对根系造成伤害。用水仔细清洗根系，除去附着的土壤，并将其与母枝孔(它们是从母枝孔发育而来的)分开。侧根系统的一部分根用KOH(10%)清洗，随后在乳酸中用台泼 蓝染色 。在40 - 100倍放大的蔡司公里斯科普40显微镜下检查染色的根段。根菌根侵染的频率和强度根据特鲁维洛等人的描述确定，计算公式为:AMF侵染频率(FA)(%) =(侵染根段/总根段)× 100 AMF侵染强度(Ma) (%) = (95n5 + 70n4 + 30n3 + 5n2 + n1)/总根段。

在收获时，人工确定新发育枝的枝面积，用卷尺测量每个枝的长度和宽度。我们估计该枝的表面积为(宽度/2)(长度/2)×π，其中长度(L)是沿枝的最长轴从一端到另一端的距离，最大枝宽(W)是垂直于枝中部的最宽点。计算新垫的数量后，记录其新鲜和干重(在75°C干燥至恒重后)将新开发的枝状果收获，冷冻后用杵和臼在液氮中研磨成细粉。根据多布瓦等人描述的程序测量总可溶性糖含量。每个细粉末状样品的等分物(0.15 g)用4ml乙醇(80%)均质。收集上清液，与0.25 mL苯酚(5%)和1.25 mL浓硫酸混合。10 min后，用分光光度计(UV-3100 PC分光光度计)测定485 nm吸光度，测定TSS含量。

为了测定总蛋白含量和抗氧化活性，将细粉(0.5 g)悬浮在含有0.1 M磷酸钾缓冲液(pH 7.0)、0.1 g聚乙烯醇吡啶酮和0.1 mM乙二胺四乙酸(EDTA)的5 mL溶液中，温度4℃。提取液18000 xg, 4℃离心10 min，上清液- 20℃保存。

采用布拉德福德的方法，以牛血清白蛋白(BSA)作为标准蛋白，估计蛋白浓度。用分光光度计在595 nm处测定吸光度。

超氧化物歧化酶活性测定采用拜尔和福利多为奇的方法。简单地说，在100 μL提取物中加入50 mM磷酸盐缓冲液(pH 7.8)、63 mM NBT、13 mM蛋氨酸和60 μM核黄素溶液，反应3 mL。将试管暴露在光下15分钟，在560nm处分光光度法测定提取液的吸光度。酶活性以min−1 mg−1蛋白为单位表示。

过氧化氢酶活性采用艾比的方法，在240 nm处分光光度法测定过氧化氢(H2O2)浓度的降低，持续60s。根据方案，反应混合物为0.1 M磷酸钾缓冲液(pH 7.0)， 0.1 mM EDTA, 20 mM H2O2和100 μL提取物，体积为100 μL。

根据霍里等人的方法测定 多酚氧化酶活性 。反应混合物中加入20 mM儿茶酚，pH为6.0的0.1 M磷酸盐缓冲液，蒸馏水250 μL，提取物100 μL。用分光光度计在420 nm处记录吸光度。PPO活性以酶单位mg−1蛋白表达。植物提取物的制备新鲜发育的枝状茎用蒸馏水洗涤，80%乙醇消毒。

样品被切割以方便干燥，并在55°C的对流烘箱中脱水72 h。脱水后的枝状体在搅拌机中研磨，得到的粉末经过过滤(860 μm)，然后在4°C的密闭容器中保存，直到需要时使用。

根据桑托斯艾雅等人描述的方法制备植物提取物，并进行了轻微修改。简单地说，将5 g干燥的植物粉末浸入50 mL(80%)的甲醇中，用电动振动筛振荡48小时。所得混合物用巴克纳漏斗和霍特曼1号滤纸过滤。然后，得到的滤液在40°C和60 rpm下旋转蒸发以去除溶剂。

各提取物的得率(%，w/w)采用Koubaa等(2015)的方法测定，计算公式为: 得率(%)=W1/W2×100，其中W1=溶剂挥发后提取物的质量，W2 = 植物粉的质量。

样品提取物用50 mL甲醇(80%)重新溶解，用巴克纳漏斗和霍特曼1号滤纸过滤，4°C冰箱保存，待进一步测定总酚含量(TPC)、总黄酮含量(TFC)和抗氧化活性。

根据森格利特和罗西的方法，以没食子酸(GA)为标准酚类化合物，采用Folin-Ciocalteu的方法测定仙人掌枝的TPC，记录725 nm处的吸光度。提取液(50µL)与2 mL蒸馏水和250µL未稀释的福林乔卡尔特乌试剂混合，加入500µL碳酸钠(20% Na2CO3)。将混合物置于室温黑暗中静置2小时。结果以每g干重mg GA当量表示。

根据托希迪等人描述的氯化铝比色法评估TFC。该方法将提取液50µL与5% NaNO2溶液30µL混合，稳定6 min，然后加入10%氯化铝 60µL，孵育5 min。加入NaOH (1M) 300µL，蒸馏水使最终体积达到1000µL。孵育15 min后，在510 nm处测定该溶液的吸光度。TFC值以每g干重mg槲皮素当量(mg QE g−1 DW)表示。

枝类提取物清除DPPH自由基的能力根据阿鲁瓦等人的方法进行评估。简单地说，取50 μL的提取物，用甲醇(0.01-1 mg/mL)连续稀释，加入到2 mL 60µM的DPPH甲醇溶液中。然后，在室温(25°C)下黑暗孵育30分钟，在517 nm处读取吸光度。用等量的甲醇和DPPH溶液制备的空白样品的吸光度作为阴性对照。

DPPH清除活性计算公式为:I% = [(A0-A1)/A0] ×100其中A0=阴性对照吸光度，A1=提取液吸光度。然后计算抑制50%自由基的分数浓度(IC50)。

参考文献

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