AM真菌对枳吸收磷和分泌磷酸酶的影响

研究0.1mmol/L P和1mmol/L P下接种丛枝菌根(AM)真菌Funneliformis mosseae对沙培枳Poncirus trifoliata实生苗P吸收、转运和分泌磷酸酶的影响。结果显示,在0.1mmol/L P和1mmol/L P下,接种AM真菌都增加了枳地上部和地下部干重、一级侧根和二级侧根数,但1mmol/L P下接种AM真菌显著降低了枳主根长。与不接种AM真菌相比,1mmol/L P下接种AM真菌显著降低了枳叶片酸性磷酸酶活性,但显著增加了根系酸性磷酸酶活性及根系分泌酸性磷酸酶基因Pt PAP1的表达水平。接种AM真菌显著增加了0.1mmol/L P和1mmol/L P下叶片磷含量,根系磷含量仅在1mmol/L P下接种AM真菌后显著增加。在0.1mmol/L P和1mmol/L P下接种AM真菌显著降低了枳叶片(PtPAP1和PtPAP3)和根系(PtPAP3)分泌磷酸酶基因以及叶片磷转运蛋白基因(PtaPT5和PtaPT6)的表达水平,显著增加了枳根系PtaPT3、PtaPT5和PtaPT6的表达量。因此,推断接种AM真菌能刺激枳侧根数增多和酸性磷酸酶分泌,增强磷转运蛋白基因的表达,从而改善枳对磷养分的吸收。     

磷有效性对大豆菌根侵染的调控及其与根构型、磷效率的关系

以30个不同根构型的大豆基因型为材料,通过盆栽试验,研究了生长介质磷有效性对大豆接种摩西球囊霉属丛枝菌根真菌的影响及其与根构型、磷效率的关系.结果表明：生长介质磷有效性显著地影响大豆菌根真菌的接种效果.低磷条件下接种菌根真菌效果明显,菌根侵染率较高,菌根对大豆磷吸收的贡献率较大;高磷条件下接种菌根真菌效果不显著,菌根侵染率较低,菌根对大豆磷吸收的贡献率较低.磷有效性和大豆根构型对菌根真菌接种的影响具有交互作用.低磷条件下,中间型和深根型大豆的菌根侵染率最高,浅根型最小.高磷条件下,根构型与菌根侵染率间的关系不明显.根构型和菌根侵染状况对大豆磷效率的贡献存在互利互补关系,磷效率高的大豆基因型一般具有较好的根构型或较高的菌根侵染率.     

磷有效性对大豆菌根侵染的调控及其与根构型、磷效率的关系

以30个不同根构型的大豆基因型为材料,通过盆栽试验,研究了生长介质磷有效性对大豆接种摩西球囊霉属丛枝菌根真菌的影响及其与根构型、磷效率的关系.结果表明：生长介质磷有效性显著地影响大豆菌根真菌的接种效果.低磷条件下接种菌根真菌效果明显,菌根侵染率较高,菌根对大豆磷吸收的贡献率较大;高磷条件下接种菌根真菌效果不显著,菌根侵染率较低,菌根对大豆磷吸收的贡献率较低.磷有效性和大豆根构型对菌根真菌接种的影响具有交互作用.低磷条件下,中间型和深根型大豆的菌根侵染率最高,浅根型最小.高磷条件下,根构型与菌根侵染率间的关系不明显.根构型和菌根侵染状况对大豆磷效率的贡献存在互利互补关系,磷效率高的大豆基因型一般具有较好的根构型或较高的菌根侵染率.     

丛枝菌根真菌对枳根系形态和蔗糖、葡萄糖含量的影响

研究丛枝菌根真菌接种(摩西球囊霉、地表球囊霉和摩西球囊霉+地表球囊霉)对盆栽枳的生长、根系形态以及蔗糖、葡萄糖含量的影响.结果表明: 3个接种处理都显著提高枳的株高、茎粗、叶片数,以及地上部和地下部生物量,诱导1级、2级和3级侧根的发生,同时增加了根系投影面积、表面积、体积和总长度(主要是0～1 cm根长),但降低根系平均直径,其中以地表球囊霉效果最明显.丛枝菌根真菌接种显著提高枳的叶片蔗糖和根系葡萄糖含量,但降低叶片葡萄糖和根系蔗糖含量.由于根系“菌根碳库”的存在,丛枝菌根真菌接种导致根系维持较高的葡萄糖和较低的蔗糖含量,从而有利于宿主根系的生长和发育,建立更优的根系形态.     

低磷胁迫下AM真菌对枳实生苗吸磷效应及根系分泌有机酸的影响

在温室沙培灭菌条件下,以Al-P为磷源、枳为试材、Glomus mosseae (G.m)和G.versiforme (G.v)为菌剂,研究低磷胁迫下AM真菌对枳实生苗干物重、吸磷效应及根系分泌有机酸的影响。结果表明,接种AM真菌显著增加枳地上部、地下部干物重,增幅16.79%~135.25%;同时显著增加其吸磷量,菌丝对植株的吸磷贡献率为17.04%~71.95%(G.m>G.v),施Al-P显著提高菌丝吸磷贡献率。接种AM真菌的根系分泌的有机酸种类与对照有所不同,未接种处理枳分泌的有机酸有草酸、苹果酸、乳酸、乙酸、顺丁烯二酸和柠檬酸等6种,而接种G.m的则检测到草酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、丁二酸等7种,G.v处理的检测到酒石酸,接种处理均未检测到顺丁烯二酸;接种丛枝菌根真菌增加了枳根系分泌有机酸的量(比未接种处理增加19.80~56.87 mg/kg,且施用AlPO₄后有机酸含量显著增加(增加20.06~21.84 mg/kg);未接种植株根系仅分泌少量有机酸;接种植株根系分泌的有机酸以苹果酸(42.87%)、柠檬酸(39.22%)和草酸(12.06%)为主。     

柑橘丛枝菌根真菌生长与根际有效磷和磷酸酶活性的相关性

通过观测田间国庆1号温州密柑/枳和国庆4号温州密柑/枳根系菌根侵染率、孢子密度、根际有效磷和磷酸酶活性的年变化,探讨丛枝菌根真菌生长与根际有效磷和磷酸酶活性的相关性.结果表明,2种柑橘菌根侵染率和孢子密度的年变化均呈 “Λ”形,2月和12月较低,4月和10月居中,6月和8月较高;有效磷和中性磷酸酶年变化呈“V”形.2种柑橘的菌根侵染率都与孢子密度呈极显著正相关,与有效磷呈极显著负相关,说明较高的孢子密度和较低的有效磷对菌根侵染率有促进作用;2种柑橘的孢子密度均与有效磷呈极显著负相关,与中性磷酸酶和总磷酸酶呈极显著正相关,表明中性磷酸酶和总磷酸酶对孢子密度有刺激作用,而有效磷对其有抑制作用.柑橘树下有机磷矿化主要以中性磷酸酶为主.     

内生真菌和丛枝菌根真菌对羊草生长的影响

该研究比较了摩西球囊霉(Glmous mosseae)和幼套球囊霉(Glmous etunicatum)两种丛枝菌根真菌和内生真菌单独及混合接种对羊草(Leymus chinensis)生长的影响。结果表明, 内生真菌对2种菌根真菌的侵染均无显著影响, 内生真菌可极显著增加羊草的分蘖数、地上生物量、总生物量。内生真菌与菌根真菌之间的相互作用因菌根真菌种类而不同, 幼套球囊霉对宿主植物生长无明显影响且和内生真菌之间也无明显的相互作用; 单独接种摩西球囊霉显著增加羊草的地上、地下和总生物量, 当其与内生真菌共同存在时, 二者之间存在一定的拮抗作用。冗余分析结果表明, 在内生真菌-AM真菌-羊草共生体中, 内生真菌对宿主植物生长的影响最大, 摩西球囊霉对宿主植物生长也有一定的贡献, 幼套球囊霉对宿主植物生长无明显影响。     

丛枝菌根对喜树幼苗生长和氮、磷吸收的影响

喜树(Camptotheca acuminata)是我国特有的多年生亚热带落叶阔叶树种,因其次生代谢产物喜树碱具有良好的抗肿瘤活性而受到人们的广泛关注。该文通过温室盆栽接种试验,观察了2属6种丛枝菌根真菌即蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea)、光壁无梗囊霉(A. laevis)、木薯球囊霉(Glomus manihot)、地表球囊霉(G. versiforme)、幼套球囊霉(G. etunicatum)和透光球囊霉(G. diaphanum)对喜树幼苗生长和氮、磷养分吸收的影响。结果表明,丛枝菌根的形成对喜树幼苗的生长以及氮、磷营养的吸收均有影响。从生物量看,除幼套球囊霉和光壁无梗囊霉侵染形成的丛枝菌根喜树幼苗与无菌根幼苗(CK)差异不显著外,其余菌根幼苗的生物量均明显大于无菌根幼苗,透光球囊霉和蜜色无梗囊霉菌根幼苗尤为突出,分别达到无菌根幼苗的1.9和1.4倍。丛枝菌根的形成似乎不利于喜树幼苗的氮素营养吸收,并且主要体现在叶片的氮含量上。相反,丛枝菌根形成总体上促进喜树幼苗对磷素营养的吸收,并且主要体现在根的磷含量上。与无菌根幼苗比,所有菌根幼苗根的氮、磷分配比例增加,而叶片的氮、磷分配比例减少。     

丛枝菌根真菌对羊草生物量和氮磷吸收及土壤碳的影响

采用大田试验的方法在内蒙古锡林格勒草原进行牧草接种试验,通过灭菌和未灭菌两种土壤研究接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae和Glomus claroidium对内蒙古典型草原优势种羊草生长的影响.结果显示,接种丛枝菌根真菌对羊草的地上部干重未产生显著影响,但向未灭菌土壤中接种能显著增加羊草根系量,同时接种G.mosseae显著增加了地上部的N、P含量及吸收量,有效地改善了植株N、P营养,提高了牧草品质;2种菌对根系的营养吸收影响不同,接种G.mosseae在灭菌土壤和未灭菌土壤中均能显著增加根系的N、P吸收量,而接种G.claroidium仅在土壤未灭菌状态下增加根系N、P吸收量;接种对土壤中的菌丝密度未产生显著影响,但接种后土壤中微生物量碳有增加的趋势,短期内难以观察到接种对土壤有机碳的影响.研究表明,丛枝菌根真菌能够提高牧草对N、P吸收,促进牧草的生长,改善牧草品质,增强牧草根际微生物量碳.     

构树(Broussonetia papyrifera)幼苗氮、磷吸收对接种AM真菌的响应

对石灰岩适生植物构树(Broussonetia papyrifera)进行菌根真菌摩西球囊霉(Glomus mosseea)、地表球囊霉(G.versiforme)、透光球囊霉(G.diaphanum)的单独接种、混合接种和不接种处理,幼苗生长3个月后测定其根茎叶N、P含量和土壤酶活性,结果表明:接种AM真菌后构树幼苗生物量显著增加,植株根茎叶N含量较对照组显著提高,其含量为根<茎<叶。各处理中除了透光球囊霉处理的茎含量与对照差异不显著外,其余各处理含量均呈显著或极显著差异。AM真菌对构树苗P的促进效应主要体现在根、茎的利用上,而叶片P含量除混合接种外则有所降低,但M (接种处理)与M-(非接种处理)间无显著差异。构树苗根茎叶等量干物质P含量依次为叶>根>茎。进一步研究表明,接种AM真菌显著提高了土壤酶活性,这种显著性主要体现在蛋白酶和碱性磷酸酶上,植株N含量与土壤蛋白酶和碱性磷酸酶活性有显著相关性,而P含量只是根部吸收与多酚氧化酶活性显著相关。结果表明,接种AM真菌促进了宿主植物构树生物量的积累,提高了根际土壤酶活性,增加了植株对N、P的吸收。     

植物磷营养状况对丛枝菌根真菌生长及代谢活性的调控*

采用四室隔网培养装置,以玉米为宿主植物,通过在植物生长室设0、50、250和500 mgPkg-1 4个施磷水平,研究了植株体内的磷营养状况对AM真菌Glomus sinuosum和Glomus intraradices生长及活性的影响。研究发现在不施磷条件下,接种AM真菌G. intraradices显著促进了植物生长和磷的吸收;低磷条件(50 mgPkg-1)下,接种菌根真菌显著促进了植物对磷的吸收,但对植物生长没有明显的影响;而在高磷条件(250 mgPkg-1 和500 mgPkg-1)下,接种菌根真菌不但没有促进植物的生长和磷的吸收,反而对其有抑制作用。随着施磷水平的提高, AM真菌根内菌丝的碱性磷酸酶活性显著下降;与不施磷相比,低量(50 mgPkg-1)供磷增加了AM真菌土壤中根外菌丝的密度,高磷(250 mgPkg-1 和500 mgPkg-1)降低了土壤中根外菌丝的密度。上述结果说明:⑴ 给宿主植物施用磷肥引起的植物磷营养状况的改变,对AM真菌生长和代谢活性具有一定的调控作用;⑵ G. sinuosum和G. intraradices两种AM真菌的生长和代谢活性对施磷水平的响应程度无显著性差异;⑶ 高磷抑制AM真菌生长和代谢活性,使真菌吸磷量减少,可能是造成菌根效应降低的原因之一     

丛枝菌根真菌在田间的分布特征、代谢活性及其对甘薯生长的影响

研究了大田条件下丛枝菌根(AM)真菌的分布特征、代谢活性及其对甘薯的生长效应.结果表明,接种Glomus intraradices 8周后,甘薯地上部干重,薯块鲜重和薯块个数均明显高于不接种对照;植株地上部和根系的吸磷量显著提高.与不接种对照相比,接种处理的甘薯菌根侵染率、甘薯根外菌丝密度以及甘薯根内菌丝的活性(根内菌丝碱性磷酸酶活性)显著提高.进一步分析甘薯根际不同方位上的菌丝分布,发现接种处理中平行于垄的方向的菌丝密度显著高于苗子下方的菌丝密度,而不接种处理的各个方向总菌丝密度无差异;活菌丝(具琥珀酸脱氢酶活性的菌丝)密度在各个方向的分布规律与总菌丝密度的分布规律一致.接种后根内菌丝活性的增强,根外活性菌丝密度的增加及其分布特征的改变,是甘薯产量增加的主要原因.     

接种AM真菌对短命植物生长发育及矿质养分吸收的影响

 采用分室培养方法研究接种幼套球囊霉(Glomus etunicatum,BEG168)、摩西球囊霉(G. mosseae, BEG167)、混合菌剂(M)对两种沙漠早春短命植物小车前(Plantago minuta)和尖喙牻牛儿苗（Erodium oxyrrhynchum）生长发育及矿质养分吸收的影响。结果表明,接种AMF处理的小车前和尖喙牻牛儿苗根系形成了典型的菌根结构,侵染率为22 %～60%;接种AMF提高了小车前和尖喙牻牛儿苗两种植物的生物量、株高及N、P养分吸收量。小车前单独接种BEG167、BEG168以及混合接种都显著提高了单株种子数量,其增幅分别 为67%、50%和78%。上述结果说明,在极端贫瘠和干旱的古尔班通古特沙漠中,丛枝菌根真菌对于早春短命植物小车前和尖喙牻牛儿苗的生态适应性的贡献表现为促进营养生长、提高后代（种子）繁殖数量。     

Effect of arbuscular mycorrhizal fungi, organic fertilizer and soil sterilization on maize growth

The effects of inoculation with arbuscular mycorrhizal (AM) fungi, organic fertilizer (F) applications, and soil sterilization on maize growth were evaluated in a pot experiment. The experiment was in a completely randomized factorial design (2 × 4 × 2) with six replicates for each treatment. There were two soil treatments (sterilized soil, SS and unsterilized soil, US), four organic fertilizer treatments (0.0, 0.5, 1.0 and 2.0 g kg^?1 soil), and two AM fungi treatments (inoculation with Glomus mosseae, +AM and uninoculated control, ?AM). Inoculated plants generally had greater AM colonization, plant height, dry weight and phosphorus (P) uptake than uninoculated controls, and these parameters were significantly increased as the organic fertilizer application increased up to 0.5 g kg^?1 but decreased or had no significant effect compared to the uninoculated plants at the highest fertilizer rate (2.0 g kg^?1). Plant growth, P uptake and AM colonization of root system were significantly higher in sterilized soil compared to the unsterilized control. Our results indicated that the inoculation of AM fungi in field soil with optimal organic fertilizer application greatly improved maize growth and nutrient uptake, and the effect was greater under sterilized soil condition.     

Effect of arbuscular mycorrhizal fungi, organic fertilizer and soil sterilization on maize growth ☆

The effects of inoculation with arbuscular mycorrhizal (AM) fungi, organic fertilizer (F) applications, and soil sterilization on maize growth were evaluated in a pot experiment. The experiment was in a completely randomized factorial design (2 × 4 × 2) with six replicates for each treatment. There were two soil treatments (sterilized soil, SS and unsterilized soil, US), four organic fertilizer treatments (0.0, 0.5, 1.0 and 2.0 g kg^-1 soil), and two AM fungi treatments (inoculation with Glomus mosseae, +AM and uninoculated control, －AM). Inoculated plants generally had greater AM colonization, plant height, dry weight and phosphorus (P) uptake than uninoculated controls, and these parameters were significantly increased as the organic fertilizer application increased up to 0.5 g kg^-1 but decreased or had no significant effect compared to the uninoculated plants at the highest fertilizer rate (2.0 g kg^-1). Plant growth, P uptake and AM colonization of root system were significantly higher in sterilized soil compared to the unsterilized control. Our results indicated that the inoculation of AM fungi in field soil with optimal organic fertilizer application greatly improved maize growth and nutrient uptake, and the effect was greater under sterilized soil condition.     

接种丛枝菌根（AM）真菌对植物DBP污染的影响

在温室进行盆栽试验,以DBP(邻苯二甲酸二丁酯)为研究对象,以豇豆(Pigna sinensis)为宿主植物,分别接种AM真菌Acaulospora lavis(光壁无梗球囊霉)和Glomus caledonium(苏格兰球囊霉),观察接种AM真菌对植物DBP污染变化的影响．结果表明,接种AM真菌明显控制了植物对DBP的吸收,降低了植物体内DBP的浓度．在低浓度DBP(4mg.kg^-1)土壤处理时,接种Acaulospora lavis和Glomus caledo-nium分别使植物体内DBP浓度比不接种(CK)最大下降32．7％和21．7％;高浓度DBP(100mg.kg^-1)土壤处理时,分别比CK最大下降30．5％和30．0％．接种AM真菌还抑制了DBP由植物根系向地上部的迁移,对减轻植物遭受DBP污染起了一定的作用．     

亚热带草地中植物优势种与从属种对AM真菌的差异性生长反应

AM真菌能够影响植物生态系统的群落结构.以亚热带草地生态系统为研究对象,调查了两块草地中优势种和从属种的菌根,并在盆栽试验中比较了优势种和从属种对AM真菌的土著菌种和外源菌种Glomus mosseae的生长反应、养分吸收.结果表明,两块草地各自的优势种藿香蓟和两耳草对土著菌种的菌根依赖性分别是41.5%和77.4%,远远高于从属种莎草和毛蓼（16.0%和7.9%）;但是它们对Glomus mosseae的菌根依赖性有所变化,分别是79.6%、44.2%、74.1%和24.9%.这表明,土著菌种是优势种和从属种的形成机制之一,而外源菌种可能改变基于土著菌种而形成的植物群落结构.植株磷营养的分析结果表明,AM真菌对优势种和从属种生长的促进与对磷吸收的促进高度相关,表明AM真菌促进养分吸收是其影响植物群落结构的机制之一.     

丛枝菌根真菌和施氮量对茶树生长、矿质元素吸收与茶叶品质的影响

采用盆栽法研究了不同施氮水平下接种丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）真菌Glomus mosseae对茶树生长、矿质元素吸收及茶叶品质的影响。结果表明,适量的施氮利于AM真菌的侵染和菌根发育,当施氮过量时则会抑制菌根发育。在不同施氮水平下接种AM真菌均提高了茶树地上部、地下部和总干物质量,其中又以接种AM真菌同时施氮量为0.53g kg-1的茶树总干物质量最大,为对照的1.63倍。不同矿质元素受AM真菌和氮肥的影响不一致,在一定施氮水平下接种AM真菌可提高茶树叶片中N、P、K、Ca、Zn和Fe含量,降低Mn和Cu含量;显著增加根中N、P、K、Mg和Zn含量,降低Mn含量,施高浓度的氮（1.06 g kg-1）显著降低了根系Ca和Fe含量。不同施氮水平下AM真菌处理可增加茶叶中可溶性糖和可溶性蛋白含量,提高了茶叶中茶多酚、咖啡碱、氨基酸和水浸出物含量,降低酚氨比,显著改善茶叶品质。本实验条件下,茶树施氮量为0.53 g kg-1时,接种AM真菌改善茶叶品质的效果最佳。     

丛枝菌根真菌参与下植物-土壤系统的养分交流及调控

近几年随着有机农业的发展,丛枝菌根的作用受到特别关注。丛枝菌根是由植物根系与丛枝菌根真菌(AMF)形成的一种共生体。在植物-AMF-土壤系统中,AMF为植物提供N、P等营养的同时从根系得到所需的C。概述了植物-AMF-土壤系统中C、N、P等营养物质的交流以及AMF与土壤微生物的互作关系。丛枝菌根的形成可显著提高植物对P的吸收,且在高P条件下多余的P可储存于AMF中。AMF对土壤N循环的影响相当复杂,可能参与调控N循环的多个过程,如硝化作用、反硝化作用和氨氧化作用等。在有机质丰富的土壤中AMF菌丝可快速扩增并吸收其中的N,主要供菌丝自身所需,只有一小部分传递给植物。AMF对土壤C库的影响尚存争议,可能存在时间尺度的差异。短期内可活化土壤C,而在长期尺度上可能有利于土壤C的储存。AMF能够通过改变土壤微生物群落结构而影响植物-土壤体系的物质交流。AMF与解磷菌、根瘤菌和放线菌的协同增效作用可促进土壤有机质的降解或增强其固氮能力;AMF对氨氧化菌的抑制作用可降低氨的氧化减少N2O的释放。AMF与外生共生真菌EMF共存时,表现出协同增效作用,但EMF的优先定殖会限制AMF的侵染。AMF不同类群之间则主要表现为竞争和拮抗关系。AMF与土壤微生物之间的互作关系受土壤无机环境的影响,在养分亏缺条件下微生物之间往往表现为竞争关系。因植物、AMF与土壤微生物之间存在复杂的互作关系,为此AMF并不总是表现出其对植物营养的促进作用。目前关于AMF的作用机理仍以假说为主,需要进一步的实验验证。在植物-AMF-土壤系统中N与C的交流和P与C的交流并未表现出一致性,对N、P循环相互关系的进一步探讨有助于深入理解植物-土壤体系中的养分循环。植物、AMF和土壤微生物的养分来源及其对养分的相对需求强度和吸收效率尚未可知,因此无法深入理解AMF在植物-土壤体系中养分交流和转化的作用。在方法上,传统的土壤学方法在养分动态研究中存在局限性,现代分子生物学手段和化学计量学的结合值得尝试。