红松菌根的研究

小兴安岭林区珍贵的树种一红松根部普遍有菌根。菌根形成的多少与红松的生长及成活率有密切关系。为此我们自1977年开始,对红松菌根进行了研究,现报道如下。     

菌根研究的新特点及应用

随着人们对菌根认识的逐渐深人,菌根应用越来越广泛,菌根研究也日益引起世界各国的普遍关注。文章归纳了近10年来国内外菌根研究呈现的四个新特征,并对我国进入快速发展时期的菌根研究进行简单概述;总结了国际上外生菌根在引种、菌根化育苗、逆境造林、根部病虫害防治、食用菌生产方面的应用,丛枝菌根菌在林木、大田作物、蔬菜、花卉、生态修复上的接种效果,兰科菌根真菌在兰科植物种子萌发、植株生长方面的应用;参照菌根研究进展及菌根在农、林生产上的应用近况,提出目前菌根研究及应用中存在的四方面问题,并对问题提出相应合理化建议。     

外生菌根对干旱胁迫的响应

从外生菌根真菌、外生菌根共生体以及外生菌根的间接作用等方面阐述外生菌根如何抵制干旱胁迫,并对未来我国外生菌根的研究提出了建议。干旱可以抑制外生菌根真菌的生长并降低其群落中真菌的多样性,干旱胁迫下外生菌根真菌子实体可以利用深度30cm以下的土壤水,子实体的表面积和体积比可作为筛选抗旱真菌的一个重要因子;在遭受干旱胁迫时,外生菌根共生体可以发生形态变化来应对干旱,同时增加了植株水分的吸收并改善了植物的光合作用、活性氧以及激素等相关代谢;外生菌根对植物生长的促进作用、增加土壤碳汇以及对其他根际微生物生长的促进作用等对宿主植物应对干旱胁迫有利。未来我国外生菌根研究应加强对干旱区优良菌-树组合的筛选工作,同时加大对乡土外生菌根真菌资源的调查力度,未来研究应重点向分子生物学领域推进。     

外生菌根对植物非生物胁迫的缓解作用及作用机理研究进展

外生菌根在林木共生系统中占据重要的地位,具有提高宿主植物抗逆性的作用。在菌根学领域中,外生菌根与非生物胁迫互作的研究要远少于其他类型的菌根,尤其是缺乏综合、全面的总结性评述。文中总结了近5年来的相关研究,阐述了非生物胁迫(干旱、寒冷、高温、盐碱、重金属和有毒物质)下菌根共生体与植物抗逆性的关系,其他因子与外生菌根协同提高植物对非生物胁迫的耐受能力,以及外生菌根缓解非生物胁迫的生理机制和基因调节机制。本文结合了污染土壤修复、功能蛋白表达及微生物生态系统3个方面的研究,分析了当前研究的热点问题与存在的不足,展望了今后的研究方向,以期为林木生态恢复和菌根学研究的扩充提供可借鉴的思路。     

菌根学研究新进展(英文)

菌根学是菌物学的一个新的分枝学科,是菌物学与植物学的杂交学科或边缘学科,经过百余年的发展逐渐形成。由于菌根是真菌与植物之间形成的最广泛的共生体,分布于各陆地生态系统中,对保持生态系统的稳定及其可持续生产力具有重大而不可替代的作用,许多发达和发展中国家都十分关注菌根学的发展。我国于20世纪50年代开始着手研究,而德国是最早研究菌根的国家。近年来,菌根学进展迅速,文中简要介绍了菌根学研究概况及最近10年来的菌根真菌群落结构特征、资源与多样性、生长发育与生理功能等方面的最新成就和研究热点,探讨了未来10年的研究方向和前景。     

菌根真菌与兰科植物互作的组学研究进展

兰科植物因其具有丰富的物种多样性和重要的社会经济价值,多年来一直是植物学及生态学界的重点研究对象。菌根真菌对兰科植物的种子萌发、营养吸收和种群动态等多个方面都具有十分重要的作用,因而近年来受到越来越多的关注。探究菌根真菌与兰科植物互作的内在机制是目前兰科菌根研究的一大热点领域,同时也为兰科植物野生资源保护和种群恢复提供了许多新方法与新思路。随着新一代测序技术以及多种组学数据库的发展与建立,菌根真菌与兰科植物互作机制研究已然进入了一个全新的时代。纵观近年来的研究,通过基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等相关技术,人们对兰科菌根共生过程中的种子萌发、营养物质转运、信号转导、宿主免疫和逆境抗性等方面的内在机制有了一定的了解。本文对近十年来国内外采用组学技术研究菌根真菌与兰科植物互作机制方面的研究成果进行了总结和梳理,并对未来该领域的研究进行了展望。     

植物养分捕获的菌根塑性——外生菌根的塑性

植物根资源捕获塑性是地下生态学研究的重点之一, 在过去二三十年间有长足的进步。菌根塑性是根资源捕获塑性的重要方面, 但由于研究手段的限制, 目前仅有概念上的探讨。缺乏菌根塑性的根塑性研究至少是不全面的。菌根生物学的迅速发展, 尤其是分子生物学手段的介入, 使对菌根塑性进行深入研究成为可能。该文对外生菌根塑性进行讨论, 在简要介绍了外生菌根的生物学基本知识后, 着重讨论了外生菌根形态塑性和生理塑性的定义与内涵。通过文献综述, 分析讨论了外生菌根塑性的研究现状: 很少有研究聚焦在菌根塑性本身, 现有的材料多为其他研究的隐示或研究结果的引申, 并多在形态塑性方面。外生菌根的生理塑性未见有直接的实验数据。该文还对外生菌根研究中发展的、可用于菌根塑性研究的方法进行了综述。由于外生菌根塑性的复杂性, 对菌根塑性的研究会较植物根本身塑性的研究复杂得多, 问题也会相对复杂, 比如植物和外生菌根菌之间的营养需求关系、植物外生菌根塑性的生态意义、实验方法的缺陷等等。对今后外生菌根塑性研究的方向进行了探讨。     

果树VA菌根的研究与应用

菌根与植物生长关系密切,特别是在贫瘠的土壤中更能发挥作用.文章综述了国内外果树VA菌根的研究历史、菌根的资源和分类、菌根的生理效应、菌根的扩大繁殖以及影响菌根感染的条件,并对菌根在果树上的研究和前景提出设想.     

菌根真菌提高植物抗旱性机制的研究回顾与展望

菌根真菌与全世界约97%的维管植物具有广泛的共生关系。大量研究结果显示菌根植物相比于非菌根植物对于干旱胁迫具有更高的耐受性,说明菌根真菌在植物抗旱过程中发挥着重要作用。本文对近年来国内外在菌根真菌协助植物抵御干旱作用机制方面的研究进行了归纳和总结,主要包括在干旱胁迫下菌根真菌对植物生理学特性的影响机制、菌根真菌提高植物抗旱性的分子机制以及菌根真菌对植物次生代谢途径的影响机制等3个方面。当前菌根真菌增强植物抗旱性的生理机制方面的研究较为深入,而其他两个方面的研究则相对薄弱。随着分子生物学技术的发展,菌根真菌增强植物抗旱性的分子机制和涉及的相关代谢通路将被进一步揭示。本文旨在呈现菌根真菌提高植物抗旱性机制的研究前沿,为菌根互作更深层次的理论研究以及功能菌剂的研发提供一定的理论参考。     

网络分析在宿主植物与菌根真菌共生关系研究中的应用

菌根共生体是生物界最广泛的互惠共生体,共生关系多样性是生物多样性的重要组成部分,当前群落尺度菌根共生关系研究才刚刚起步,但发展迅速。网络分析作为生态学研究的重要手段逐渐在菌根共生关系中得以应用,网络分析为群落尺度探究菌根真菌多样性分布规律、共生机制研究提供新观点和途径,对菌根真菌群落结构、生态功能研究具有重要意义。本文总结了网络分析方法在单点式、双点式和多点式菌根共生关系网络研究中的优势和局限性,同时还阐述了零模型选择和构建网络大小对关系网络度量指数的影响,为菌根真菌群落结构、生态功能研究提供新思路,为后续群落尺度菌根共生关系格局研究提供借鉴。     

Partitioning of soil respiration components and evaluating the mycorrhizal contribution to soil respiration in a semiarid grassland

土壤呼吸组分的区分对于理解地下碳循环过程非常重要。而菌根真菌在地下碳循环过程中扮演着重要的角色, 但是有关菌根呼吸在草原生态系统中的研究相对较少。该研究在内蒙古半干旱草原应用深浅环网孔法, 结合浅环、深环(排除根系)和一个带有40 μm孔径窗口的土壤环(排除根系但是有菌根菌丝体)将根和菌丝物理分离, 来区分不同的呼吸组分。结果表明: 异养呼吸对总呼吸的贡献比例为51%, 根呼吸的贡献比例为26%, 菌根呼吸的贡献比例为23%, 菌根呼吸的比例3年变化范围为21%-26%。与国内外研究相比, 此方法提供了一个相对稳定的菌根呼吸测量精度范围, 在草原生态系统中切实可行。对菌根呼吸的准确定量将有助于预测草原生态系统土壤碳释放过程对未来气候变化的响应。     

半干旱草原土壤呼吸组分区分与菌根呼吸的贡献

土壤呼吸组分的区分对于理解地下碳循环过程非常重要。而菌根真菌在地下碳循环过程中扮演着重要的角色, 但是有关菌根呼吸在草原生态系统中的研究相对较少。该研究在内蒙古半干旱草原应用深浅环网孔法, 结合浅环、深环(排除根系)和一个带有40 μm孔径窗口的土壤环(排除根系但是有菌根菌丝体)将根和菌丝物理分离, 来区分不同的呼吸组分。结果表明: 异养呼吸对总呼吸的贡献比例为51%, 根呼吸的贡献比例为26%, 菌根呼吸的贡献比例为23%, 菌根呼吸的比例3年变化范围为21%-26%。与国内外研究相比, 此方法提供了一个相对稳定的菌根呼吸测量精度范围, 在草原生态系统中切实可行。对菌根呼吸的准确定量将有助于预测草原生态系统土壤碳释放过程对未来气候变化的响应。     

腐生型兰科植物研究进展

腐生型兰科植物又称完全菌根异养型兰(Fully Mycoheterotrophic Orchids),无绿叶,不含叶绿素,不能进行光合作用制造有机物,完全依靠与其共生的真菌提供营养。近年来,腐生兰独特的生活方式引起了生物学家对其生理生态及进化问题的广泛关注,但目前仍缺乏系统深入的研究。为此,作者通过整理《中国植物志》和近年来报道的相关文献,发现分布在中国的腐生型兰科植物约有23属81种,主要集中在天麻属(Gastrodia)(24种)、鸟巢兰属(Neottia)(8种)、无叶兰属(Aphyllorchis)(6种)、山珊瑚属(Galeola)(5种)等。由于腐生兰特殊的营养需求,相比于其他营养类型的兰科植物,其菌根真菌有较大区别。腐生兰的菌根真菌主要有两大类,即外生菌根真菌(Ectomycorrhizal fungi,ECM)和非丝核菌类的腐生菌(Non-rhizoctonia SAP fungi)。该文还综述了腐生兰与其菌根真菌的专一性、营养来源以及系统进化等问题,提出了目前研究存在的问题,并对今后的研究工作进行了展望,以期为腐生兰的资源保护及再生研究提供参考。     

丛枝菌根形成过程及其信号转导途径

丛枝菌根是由一类土壤中古老的丛枝菌根真菌与植物根系形成的互利互惠共生体。通过共生作用丛枝菌根真菌帮助宿主植物提高水和矿质营养（特别是磷）的吸收效率。作为回报,大约20%的光合作用产物被转移到丛枝菌根真菌中,供其完成自身的生活史。丛枝菌根形成的过程中,需要植物与丛枝菌根真菌之间进行一系列信号分子的识别、交换以及信号转导作用,这一过程由一系列植物和菌根真菌的基因控制。首先,植物会分泌一种植物激素——独角金内酯来诱导菌根真菌加速分支,而菌根真菌也会分泌脂质几丁寡糖促进植物与其形成菌根。加速分支的菌根真菌接触到植物根部以后,会附着在植物根的表皮并形成附着胞,通过附着胞穿透植物根的表皮,最后进入维管组织附近的皮层细胞并在其中不断进行二叉分支,形成特有的丛枝结构。通过对模式植物共生现象的研究,已经发现很多植物基因参与到共生形成的信号转导过程中,包括早期植物反应的基因、菌根与根瘤共生共同需要的转导因子以及菌根特异的信号分子等。本文对菌根的形成过程及信号转导途径进行详细的介绍,为人们深入研究菌根关系提供参考。     

菌根真菌提高蓝莓抗逆性研究进展

杜鹃花类菌根真菌和丛枝菌根真菌对蓝莓Vaccinium spp.的生长发育和抗逆性等方面具有重要促进作用。本文结合国内外研究进展,从蓝莓产业发展现状、蓝莓与菌根真菌特性、菌根真菌对蓝莓抗逆性的影响等方面进行综述,并对菌根真菌提高蓝莓抗逆性的研究方向进行展望。     

不同生境外生菌根真菌对铝胁迫的响应

以南北方不同生境下的10株外生菌根真菌为研究对象,采用液体培养的方法,研究了铝对不同菌根真菌的生物量、有机酸分泌及养分含量的影响,以期筛选出抗铝性强的优良菌株,并探讨其抗铝机理。结果表明:外生菌根真菌Sl 08抗铝性最强;Pt 715、Ld 03、Bo 11、Sl 01、Bo 15也具有不同程度的耐铝性;Sl 14、Gc 99、Cg 04抗铝性较差;Sg 11抗铝性最差。来自南方酸性森林土壤的菌株总体抗铝性强于来自北方石灰性土壤的菌株,这表明外生菌根真菌的铝耐受能力与其原始生境有着密切的联系。外生菌根真菌能分泌多种有机酸,且不同菌株分泌的有机酸种类不同。其中,受铝胁迫分泌量增加最多的是草酸。研究中,铝胁迫能增加大多数铝抗性菌株的草酸分泌量,其中铝抗性最强的Sl 08表现最为明显。但铝胁迫并没有促进具备一定铝抗性的Bo 11和Sl 01草酸的分泌量,同时在铝敏感的菌株中均观察到了草酸分泌量的增加。这表明分泌草酸可能并不是外生菌根真菌抵抗铝毒的唯一途径。对各菌株铝胁迫下对氮,磷及钾的吸收研究表明,除铝敏感菌株Sl 14外,铝胁迫均能促进各供试菌株对氮,磷或钾的吸收。综上,在一定铝浓度下,一些外生菌根真菌可通过增加草酸分泌来抵御铝毒。此外,铝胁迫下外生菌根真菌还可通过调控氮、磷、钾等营养元素的吸收来抵抗铝毒,即通过增加对营养元素的吸收来增强其在铝胁迫下的生存能力,这可能是其抵御铝胁迫的应激反应之一。     

菌根真菌与植物共生营养交换机制研究进展

菌根是陆地生态系统普遍存在的、由土壤中的菌根真菌侵染宿主植物根系形成的联合共生体.菌根的建立是以共生体双方的营养交换为基础的:菌根真菌从土壤中吸收氮、磷等营养物质并转运给宿主植物,供其生长;作为交换,植物则以脂质或糖的形式向菌根真菌提供其生长所必需的碳水化合物.近年来,菌根真菌与宿主植物间的营养交换机制一直是研究的热点,国内外对菌根真菌介导的植物营养物质吸收和转运机制的研究也取得了巨大进展.本文综述了丛枝和外生两种菌根真菌与宿主植物间营养交换的最新研究进展,尤其是碳、氮、磷等几种重要营养物质的吸收与双向转运机制,以及营养交换在菌根形成中的潜在调控作用,并对目前存在的关键问题和未来研究方向进行了分析和展望,这对菌根模型的建立及菌根效益的优化具有重要意义.     

兰科植物菌根真菌研究新见解

兰科(Orchidaceae)在地球生命系统演化中占有十分重要的地位,几乎全部兰科植物均处于不同程度的濒危状态,研究兰科菌根真菌对于保护珍稀濒危兰科植物具有重要意义。该文在对菌根真菌相关的概念及研究方法进行综述的基础上,对兰科菌根真菌的主要类群、特异性及其与兰科植物稀有性之间的关系,以及兰科菌根真菌与兰科植物之间的营养关系和进化关系进行了总结。兰科菌根真菌的研究方法可以归纳为经典研究方法、早期分子生物学方法、rDNA片段高通量测序法、宏基因组学方法。兰科菌根真菌类群主要隶属于担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和毛霉门(Mucoromycota)。根据兰科菌根真菌特异性与否,首次明确了兰科菌根真菌定植关系可分为三大类:特异性定植、广泛性定植和特异-广泛兼性定植。根据营养关系特点,首次将兰科植物与菌根真菌之间的营养关系划分为三大类:兰花单向利好型、典型共生型、分工合作型。兰科菌根真菌特异性与兰科植物稀有性之间的关系呈现出两面性,而兰科菌根真菌与兰科植物之间是否存在协同进化关系还需要更多的研究才能阐明。此外,该文还对兰科菌根真菌领域今后的研究提出了一些思路。     

菌根和根分泌物在植物抗重金属中的作用

多年来人们对植物抗重金属的研究一直集中在植物体内的代谢调节和控制上。随着近年来对根际环境的研究,人们发现植物体外的根际环境对植物抗重金属有着重要的影响,目前研究主要集中在对菌根真菌和根系分泌物与植物抗重金属的关系,本文就近年来对菌根真菌和根系分泌物在植物抗重金属毒害中发挥的作用及其可能机理的研究状况作一概述,并对该领域的研究和应用前景作出展望。     

吹响菌根生态学研究的号角

正菌根生态学是当今菌根学研究的一个重要领域。自21世纪以来,国际上有关菌根学的研究主要有两个趋势,其一,是以菌根在生态系统中的功能为主的宏观生态学研究,即菌根生态学研究;其二,是以分子生物技术为主的菌根分类学研究,提出了区别于经典分类学的新的丛枝菌根真菌分类体系。与国外菌根学发展方向一致,当前我国菌根学界的研究工作也逐渐转移到以菌根生态学为主的发展方向上来,这在2014年7月举办的第十二届全国菌根学术研讨会上已