丛枝菌根真菌的生态分布及其影响因子研究进展

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)共生体系对于植物适应各种逆境胁迫具有重要积极作用。AM真菌还能够通过根外菌丝网络调节植物群落结构和演替,深刻影响生态系统结构和功能的稳定性。AM真菌生态生理功能的发挥主要取决于其生态适应性,明确AM真菌在不同环境中的多样性、生态适应性以及对各种生态因子的响应机制,是AM真菌资源管理、功能发掘与利用的前提。迄今为止,有关各种生态因子对AM真菌多样性的影响已有不少研究,但是AM真菌生态分布及其形成机制仍缺乏系统的研究和理论分析。综述了生物因子和非生物因子对AM真菌生态分布的影响,结合大型生物空间分布理论探讨了AM真菌生态分布规律和建成机制,分析了当前本研究领域所存在的问题和动向,以期推动相关研究进展。     

西北荒漠带花棒根际丛枝菌根真菌生态地理分布北大核心CSCD

2015年7月,沿荒漠植物花棒(Hedysarum scoparium)天然分布带,在内蒙古、宁夏、甘肃选取7个典型样地,采集花棒根际0–30 cm土层样品,研究丛枝菌根(AM)真菌群落结构变化和土壤因子的生态功能。试验基于形态特征对分离的AM真菌孢子进行分类鉴定,共分离鉴定AM真菌6属42种。群落结构分析表明不同样地的AM真菌群落结构差异显著,土壤因子对AM真菌群落有重要影响。由东到西随干旱程度加剧,AM真菌种丰度、孢子密度、Shannon-Wiener指数逐渐降低。共有种孢子密度由东向西逐渐降低,但在群落中所占比例逐渐增加。同一样地不同AM真菌种属、不同样地同一种属的AM真菌孢子密度不同。相关性分析结果显示土壤有机碳、pH值、氨态氮和有效磷对AM真菌影响显著,土壤湿度对AM真菌影响极显著。结果表明花棒根际AM真菌群落结构和物种多样性具有明显的空间异质性,并与土壤因子关系密切,其中土壤湿度对AM真菌生态分布的影响最明显。     

环境因子对AM真菌多样性的影响

土壤,气候和地理因子等环境因子对丝枝菌根（AM）真菌多样性有重要影响,本文系统地综述了最近10年来AM真菌生态学在该方面的最新研究成果,分析当前研究中所存在的问题和动向。     

西北荒漠带花棒根际丛枝菌根真菌生态地理分布

2015年7月, 沿荒漠植物花棒(Hedysarum scoparium)天然分布带, 在内蒙古、宁夏、甘肃选取7个典型样地, 采集花棒根际0-30 cm土层样品, 研究丛枝菌根(AM)真菌群落结构变化和土壤因子的生态功能。试验基于形态特征对分离的AM真菌孢子进行分类鉴定, 共分离鉴定AM真菌6属42种。群落结构分析表明不同样地的AM真菌群落结构差异显著, 土壤因子对AM真菌群落有重要影响。由东到西随干旱程度加剧, AM真菌种丰度、孢子密度、Shannon-Wiener指数逐渐降低。共有种孢子密度由东向西逐渐降低, 但在群落中所占比例逐渐增加。同一样地不同AM真菌种属、不同样地同一种属的AM真菌孢子密度不同。相关性分析结果显示土壤有机碳、pH值、氨态氮和有效磷对AM真菌影响显著, 土壤湿度对AM真菌影响极显著。结果表明花棒根际AM真菌群落结构和物种多样性具有明显的空间异质性, 并与土壤因子关系密切, 其中土壤湿度对AM真菌生态分布的影响最明显。     

城市生态系统中AM真菌侵染与群落结构特征

丛枝菌根(AM)真菌作为土壤微生物的重要成员之一,对城市生态系统可持续发展具有重要意义.本文系统总结了城市生态系统中AM真菌着生状况和群落结构特点,探讨了城市生态因子,如人类行为、植被重建与维护、城市土壤状况等对AM真菌着生状况和群落结构的影响,认为今后应加强城市生态系统中AM真菌群落结构与功能的研究,如关键城市生态因子(如水资源匮乏、热岛效应等)改变AM真菌群落结构的效应与机制.     

不同生境下川麦冬根围土壤丛枝菌根真菌多样性北大核心CSCD

采用高通量(Illumina Miseq)测序技术对栽培和野生2种生境下川麦冬根围的丛枝菌根(AM)真菌多样性和群落结构进行测定,并结合土壤理化因子进行相关性分析,以明确两种生境下川麦冬根围土壤AM真菌多样性和优势群落的分布特点,探讨AM真菌群落分布差异的驱动因子,为AM真菌应用于麦冬生产提供理论依据和技术支持。结果表明:(1)不同生境下川麦冬根围土壤中共鉴定出AM真菌3属10种,其中野生川麦冬根围土壤鉴定出的AM真菌3属7种,分别隶属于无梗囊霉属(Acaulospora)、多孢囊霉属(Diversispora)和球囊霉属(Glomus),而栽培环境下鉴定出AM真菌1属6种,隶属于球囊霉属。2个生境优势属均为球囊霉属。(2)不同生境下川麦冬根围AM真菌之间存在显著差异,野生生境下川麦冬根围土壤AM真菌多样性指数ACE和Shannon均显著高于人工栽培生境,而Simpson指数则相反。(3)相关性分析表明,AM真菌多样性指数及群落组成结构均与土壤理化因子存在相关性,其中全钾(TK)、全磷(TP)、全氮(TN)对AM真菌多样性指数和群落结构组成均存在显著影响。研究认为,不同生境下川麦冬根围AM真菌群落存在显著差异,球囊霉属为川麦冬互利共生的关键属,TK、TP、TN是不同生境川麦冬根围AM真菌群落差异的主要驱动因子。     

菌根真菌是唱响生物共生交响曲的主角——菌根真菌专辑序言

地球上任何生物都不是单独进行生命活动和进化的,即生物之间更多的是依靠密切联合、共生互助、需求互补和共同发展。其中,陆地生态系统中的强大分解者真菌和强大生产者植物关系密切,特别是以菌根真菌(mycorrhizal fungi)为代表的植物共生真菌自始至终与植物共生,这一强-强共生联合在维持生态平衡、保存生态系统可持续生产力与生态系统综合服务功能体系中,其分布之广、作用之多、功能之强和贡献之大,可谓名副其实的生物共生体系中的主导者。近年来,中国在真菌与植物共生研究领域成绩斐然,占据世界重要地位。本期《菌物学报》"菌根真菌专刊"刊登了2篇综述和20篇研究报告。综述分别对丛枝菌根(AM)真菌在煤矿区生态修复应用研究和兰科植物与菌根真菌的营养关系进行了总结和热点论述;研究报告分别对菌物界球囊菌门AM真菌全球公认种的中文学名给予了全面规范正确的描述、对中国部分林区红桦外生菌根真菌多样性、华山松印度块菌菌根中的块菌交配型基因、AM真菌对枳吸收磷和分泌磷酸酶的影响、转Bt基因棉叶片腐熟物抑制AM真菌定殖及菌根对磷的吸收、低pH影响AM真菌丛枝发育和磷的吸收、接种AM真菌与间作对红壤上玉米和大豆种间氮素竞争的影响、AM真菌及其菌种组合对植物根结线虫病害的影响以及接种AM真菌和施加铁可协同降低水稻砷累积等方面进行了研究。本期内容基本体现了中国菌根真菌分类、物种多样性、生理学、生态学、生理生态效应与作用机制研究的最新进展,对当前和今后开展植物共生真菌的研究具有重要的引领作用。     

蒙古沙冬青根围AM和DSE真菌与土壤因子的相关性研究

于2012年6月对银川、沙坡头、民勤3个样地的蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)根围采集5个土层(0~10、10~20、20~30、30~40、40~50cm)的土样和根样,研究了蒙古沙冬青根际AM和DSE真菌空间分布以及土壤因子的生态作用,以阐明沙冬青与土壤真菌的共生关系,为利用共生真菌资源促进沙冬青生长和荒漠植被恢复提供依据。结果表明:(1)沙冬青根系能被AM和DSE真菌高度侵染,共生程度和生态分布具有明显空间异质性。(2)沙坡头样地AM真菌总定殖率最高,民勤DSE定殖率最高,但不同样地菌丝、泡囊、丛枝和定殖强度无显著差异;同一样地不同土层AM真菌总定殖率和DSE定殖率无显著差异。(3)相关性分析表明,AM真菌总定殖率与土壤速效P显著正相关;泡囊定殖率与有机质显著正相关,与速效P极显著正相关;定殖强度与总球囊霉素(TEG)显著正相关,与碱解N和速效K极显著正相关;DSE定殖率与易提取球囊霉素(EEG)极显著正相关,与碱解N显著正相关。(4)通径分析表明,土壤有机质、EEG和速效K是通过直接作用影响AM真菌总定殖率和DSE定殖率。     

农药对烟草AM真菌接种效应的影响

AM真菌能与烟草根系形成良好的共生关系,促进宿主生长,提高烤烟品质和产量,施用农药是否会影响AM真菌对烟草的接种效应,尚无定论,本研究用AM真菌Glomus mosseae对烟草植株进行接种,按正常施用量喷施不同种类的农药,通过对AM真菌侵染率,烟草根系活力,土壤孢子数量等的测定。研究喷施农药对AM真菌接种效应的影响。以便为菌根化烟草生产提供依据。     

沙漠生境白沙蒿(Artemisia sphaerocephala)根围丛枝菌根真菌多样性

在腾格里沙漠东南缘的沙坡头地区设立样地,于2007年4、7和10月从白沙蒿(Artemisia sphaerocephala)根围0～10、10～20、20～30、30～40和40～50cm土层采集土样,分离其丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌并测定相关土壤因子,研究了白沙蒿根围AM真菌的时空分布。结果表明:AM真菌在白沙蒿根系菌丝定殖率达90.5%,其根围AM真菌孢子密度平均5.4ind.g-1土,随季节变化有明显的时空差异,并与土壤微环境显著相关;共分离鉴定出5属21种AM真菌,白沙蒿根围优势菌种为光壁无梗囊霉(Acaulospora laevis),7月AM真菌物种丰富度最大;AM真菌孢子密度与土壤有机质呈极显著正相关;AM真菌种的丰富度与土壤速效磷呈极显著负相关,与土壤温度和孢子密度呈极显著正相关,与菌丝定殖率呈显著正相关。分析表明,白沙蒿与AM真菌有良好的共生关系,AM真菌增强了白沙蒿对恶劣沙生环境的抵抗力,有助于维护荒漠土壤生态系统的完整性和稳定性。     

土壤因子对野生植物AM真菌的影响

1　引　　言关于生态因子对ＡＭ真菌发生和分布的影响 ,国内外均有报道[1,2 ,7] ,张美庆等[6] 比较系统地研究了我国东、南沿海七省ＡＭ真菌的生态分布 ;吴铁航[5] 报道了几种土壤因子对栽培作物根围内ＡＭ真菌分布的影响 .本文主要介绍土壤类型、质地、营养状况、ｐＨ等对野生植物根围ＡＭ真菌的侵染、孢子密度和种属分布的影响 .2　研究地区与研究方法2 1　研究地区概况山东省位于 33°2 5′～ 38°2 3′Ｎ ,114°36′～ 12 2°4 3′Ｅ之间 ,属暖温带大陆性季风气候 ,年平均气温 11～ 14℃ ,年平均降水量为 5 5 0～ 95 0ｍｍ .根据地貌不…     

Changes of AM Fungal Abundance along Environmental Gradients in the Arid and Semi-Arid Grasslands of Northern China

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi are ubiquitous symbionts of higher plants in terrestrial ecosystems, while the occurrence of the AM symbiosis is influenced by a complex set of abiotic and biotic factors. To reveal the regional distribution pattern of AM fungi as driven by multiple environmental factors, and to understand the ecological importance of AM fungi in natural ecosystems, we conducted a field investigation on AM fungal abundance along environmental gradients in the arid and semi-arid grasslands of northern China. In addition to plant parameters recorded in situ, soil samples were collected, and soil chemo-physical and biological parameters were measured in the lab. Statistical analyses were performed to reveal the relative contribution of climatic, edaphic and vegetation factors to AM fungal abundance, especially for extraradical hyphal length density (HLD) in the soil. The results indicated that HLD were positively correlated with mean annual temperature (MAT), soil clay content and soil pH, but negatively correlated with both soil organic carbon (SOC) and soil available N. The multiple regressions and structural equation model showed that MAT was the key positive contributor and soil fertility was the key negative contributor to HLD. Furthermore, both the intraradical AM colonization (IMC) and relative abundance of AM fungi, which was quantified by real-time PCR assay, tended to decrease along the increasing SOC content. With regard to the obvious negative correlation between MAT and SOC in the research area, the positive correlation between MAT and HLD implied that AM fungi could potentially mitigate soil carbon losses especially in infertile soils under global warming. However, direct evidence from long-term experiments is still expected to support the AM fungal contribution to soil carbon pools.     

新疆沙冬青AM和DSE真菌的空间分布

2012年6月从新疆阿图什市选取康苏、膘尔托阔依(阳)、膘尔托阔依(阴)和上阿图什4个样地,采集新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus)根围0—10、10—20、20—30、30—40和40—50cm5个土层土壤样品,研究了新疆沙冬青AM和DSE真菌定殖规律以及土壤因子的生态作用。结果表明,AM和DSE真菌平均总定殖率分别为83.2%和53.22%,说明AM和DSE真菌能与新疆沙冬青根系形成良好共生关系。AM和DSE真菌具有明显空间异质性,AM总定殖率最大值在20—30cm土层,样地间表现为康苏=上阿图什膘尔托阔依(阳)膘尔托阔依(阴);DSE土层间无规律性变化,样地间为膘尔托阔依(阳)膘尔托阔依(阴)康苏上阿图什。相关性分析表明,AM菌丝、泡囊和总定殖率与DSE定殖率极显著负相关,AM定殖强度与DSE菌丝和总定殖率显著负相关,丛枝定殖率与DSE菌丝和总定殖率极显著正相关,说明两者间存在生态位竞争。土壤速效P、总球囊霉素和酸性磷酸酶与AM总定殖率极显著正相关,pH与AM总定殖率显著负相关;脲酶与DSE极显著正相关,pH和碱解N与DSE显著负相关。     

荒漠植物油蒿根围AM真菌的时空分布

 2006年5、8和10月分别从陕西榆林沙生植物园样地油蒿(Artemisia ordosica)根围分0～10、10～20、20～30、30～40和40～50 cm 5个土层采集土壤样品, 系统研究了AM真菌的时空分布。结果表明, AM真菌孢子密度和丛枝定殖率随时间呈递减趋势; 泡囊定殖率随时间变化先降后升, 在10月出现最高值; 菌丝定殖率随时间变化先升后降, 8月出现最高值; AM真菌孢子密度和定殖率的最大值分别出现在5月的0～10和20～30 cm土层。实验站中土壤因子对AM真菌时空分布有显著影响, 土壤速效N、速效P和有机质与孢子密度呈极显著正相关, 土壤速效K与菌丝定殖率呈极显著正相关, 和总定殖率成显著正相关。     

我国北方农田土壤中AM真菌的多样性

AM真菌是农业生态系中一类重要的土壤微生物,它在农田土壤中的发生和分布受多种环境因素的影响。为深入了解我国北方农田土壤中AM真菌的多样性规律,于2000年在河北、山东的农田土壤中采集有代表性的土样127个。通过进一步扩繁、纯化,从中分离出AM真菌5属22种,鉴定了20个种,包括一个国内新记录种沾屑球囊霉(Glomus spurcum)。分析AM真菌的多样性特点及其影响因素发现,农田土壤中以球囊霉属(Glomus)的频度最高,其次为无梗囊霉属(Acaulospora);优势种类为幼套球囊霉(Glomus etunicatum)和摩西球囊霉(Glomus mosseae).土壤速效磷含量、pH状况主要对孢子密度产生影响,对种群分布影响不大。宿主植物类型对AM真菌的侵染状况和多样性影响较大;比较玉米(Zea mays)、甘薯(Ipomoea batatas)根区AM真菌的种群组成后发现两者有所不同,但优势种一致.     

玉米秸秆还田对土壤丛枝菌根真菌群落的影响

为揭示农业管理活动对土壤丛枝菌根(AM)真菌的影响机制,基于Illumina Miseq高通量测序平台以及脂肪酸指纹图谱方法,研究了连续4年玉米秸秆还田后,AM真菌群落组成、AM真菌生物量及其与土壤环境因子间的相互关系.结果表明:所获得的2430个AM真菌OTUs从门到种依次分类,共分为1门、3纲、4目、8科、10属、143种,但不同处理间AM真菌群落丰富度(Chao1指数和ACE指数)、多样性(Shannon、Simpson多样性指数)没有显著差异.AM真菌中类球囊霉属、球囊霉属为优势属.随秸秆还田量的增加,球囊霉属丰度降低;3000、9000 kg·hm^-2秸秆还田量下,类球囊霉属、无梗囊霉属的丰度与对照(0 kg·hm^-2)间差异达极显著水平;原囊霉属、类球囊霉属、球囊霉属在3000 kg·hm^-2秸秆还田量下与对照间差异显著,非度量多维尺度(NMDS)分析表明,9000、12000 kg·hm^-2的秸秆还田量下土壤AM真菌β多样性与对照间聚集度较其他处理相差较远,秸秆还田量对AM真菌β多样性的影响显著.多元分析结果能在累积变量82.8%上揭示土壤主要理化性状与AM真菌丰富度、多样性的空间变化关系.土壤全氮、碱解氮是影响以磷脂脂肪酸表征的土壤主要微生物类群生物量以及以中性脂肪酸表征的AM真菌生物量的主要因子.持续玉米秸秆还田改变了AM真菌属水平上的分类学组成;随秸秆还田量的增加,AM真菌特有的微生物种类减少,AM真菌群落组成间的相似度下降;秸秆还田增加了土壤AM真菌生物量及其占土壤微生物总生物量的比例.     

Direct and indirect influences of 8 yr of nitrogen and phosphorus fertilization on Glomeromycota in an alpine meadow ecosystem

We measured the influences of soil fertility and plant community composition on Glomeromycota, and tested the prediction of the functional equilibrium hypothesis that increased availability of soil resources will reduce the abundance of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi. Communities of plants and AM fungi were measured in mixed roots and in Elymus nutans roots across an experimental fertilization gradient in an alpine meadow on the Tibetan Plateau. As predicted, fertilization reduced the abundance of Glomeromycota as well as the species richness of plants and AM fungi. The response of the glomeromycotan community was strongly linked to the plant community shift towards dominance by Elymus nutans. A reduction in the extraradical hyphae of AM fungi was associated with both the changes in soil factors and shifts in the plant community composition that were caused by fertilization. Our findings highlight the importance of soil fertility in regulating both plant and glomeromycotan communities, and emphasize that high fertilizer inputs can reduce the biodiversity of plants and AM fungi, and influence the sustainability of ecosystems.