外生菌根缓解植物酸雨胁迫的机理研究进展

森林作为陆地生态系统的主体,是酸雨污染的主要受体,酸雨对生态系统产生着巨大的影响。菌根是菌根真菌与植物营养根的共生体。外生菌根真菌与宿主植物间互惠互利,在森林生态系统中,外生菌根在维持生态系统的养分平衡和改善树木营养等方面有重要的作用。本文综述了国内外关于菌根和酸雨关系的研究,酸雨能抑制外生菌根的形成,降低其活力;但另一方面,外生菌根能够缓解酸雨造成的植物危害,提高植株对酸雨的耐受力。外生菌根主要通过以下几方面缓解酸雨胁迫:(1)菌根形态结构的物理屏蔽作用;(2)增加养分吸收,增加御酸能力;(3)增强酶活性,提高植物生存能力;(4)产生有机酸或其他物质。     

马尾松不同叶型幼苗外生菌根真菌群落特征

马尾松Pinus massoniana当年生幼苗中会出现全初生叶和全次生针叶两种变异类型,它们的根系生长以及外生菌根(ectomycorrhiza,ECM)真菌群落是否也表现出差异,截止目前尚不明晰.本研究以马尾松全初生叶及全次生针叶幼苗类型为材料,采集幼苗根系,利用万深LA-S植物根系分析系统测定根系形态,采用TTC...     

外生菌根真菌对不同氮浓度下马尾松幼苗生长和光合特性的影响

为探究马尾松（Pinus massoniana Lamb.）在日益加剧的氮沉降背景下接种外生菌根真菌（Ectomycorrhizal fungi,EMF）后的生理响应规律和适应机制,以1年生马尾松幼苗为对象,通过模拟氮沉降增加（氮添加量分别为0、30、60、90 kg N·hm⁻²·a⁻¹）和接种外生菌根真菌的方法,研究施氮和接菌对马尾松幼苗生长和光合特性的影响。结果显示：（1）在同一施氮浓度下,两种EMF均能促进马尾松幼苗的生长和光合作用,接种处理对株高、生长量、叶绿素b、P_n、G_s、C_i、T_r影响极显著,两种EMF在不同的施氮浓度下促生效果不同;（2）在一定的氮沉降范围内,氮素增加仍可以促进马尾松幼苗的生长,其径粗、地上部和地下部干质量随施氮浓度的升高呈递增趋势;（3）二者交互处理下,马尾松幼苗生长和光合各项指标均有所提高,其中株高、生长量和叶绿素b显著增加,说明施氮和接菌均能促进马尾松的生长。研究结果表明,在一定程度的氮沉降下接种EMF可以促进马尾松的生长和光合作用,提高马尾松的生产力,在未来氮沉降增加的背景下,施氮量增加仍对菌根化马尾松有促生作用。     

模拟氮沉降和接种外生菌根真菌对马尾松(Pinus massoniana)幼苗营养元素的影响

量化植物地上部和地下部元素含量对于理解和预测植物养分平衡如何响应大气氮沉降的变化至关重要。通过盆栽试验研究了氮沉降增加背景下外生菌根真菌对马尾松幼苗营养元素的影响。对马尾松幼苗进行了接种两种外生菌根真菌：（彩色豆马勃（Pisolithus tinctorius,Pt）与厚环乳牛肝菌（Suillus grevillei,Sg））以及4种氮素浓度添加：0 kg N hm^-2a^-1（N0）、正常氮沉降30 kg N hm^-2a^-1（N30）、中度氮沉降60 kg N hm^-2a^-1（N60）、重度氮沉降90 kg N hm^-2a^-1（N90）,共12个处理,测定了马尾松地上部和地下部大量元素和微量元素的含量。结果表明：施氮改变了营养元素在马尾松幼苗地上部和地下部的含量,马尾松幼苗磷（P）、钙（Ca）、铁（Fe）、锰（Mn）等元素均在N60时达到临界值,而当输入的量超过了马尾松对氮的需求时,氮沉降会使马尾松营养元素含量较最适浓度时降低,地上部碳（C）随施氮浓度的升高先升高后降低,N随施氮浓度的升高而升高,根系和叶片钾（K）、Ca、镁（Mg）均随施氮浓度的升高而降低,施氮也降低了根系C及微量元素的含量。但在同一施氮浓度下,接种外生菌根真菌（EMF）后能够提高大多数元素的含量,N90时接种厚环乳牛肝菌（Sg）和彩色豆马勃（Pt）的叶片N含量与对照相比分别提高112.6%和138.6%,根系N含量分别提高73.1%、71.6%;N60时接种Sg和Pt的植株叶片P含量比不施氮未接种对照分别提高了166.3%、132.9%,根系P含量分别提高了40.8%、38.5%。EMF能够维持植物养分平衡,从而降低高施氮量对植物的影响效果。这为未来气候变化情景中氮沉降增加下接种EMF可以调节植物元素含量,从而达到更适应环境的元素平衡来促进生长提供理论依据。     

接种彩色豆马勃对模拟酸沉降下马尾松幼苗生物量的影响

外生菌根能够提高宿主植物对外界环境胁迫的抵抗力,促进植物的生长,本文试图揭示外生菌根对酸雨胁迫下马尾松生长的保护作用。本研究采用盆栽试验,共设置四个处理：酸雨对照处理（Control check (CK), 约pH值5.5）不接种,酸雨对照处理接种,酸雨pH值3.5处理不接种,酸雨pH值3.5处理接种。pH值3.5的酸雨处理降低马尾松的生物量,在试验前期降低根冠比,试验中后期则提高根冠比,在试验初期增加了叶面积,但中后期显著降低了叶面积。接种外生菌根菌有利于马尾松幼苗的生长,pH值3.5处理下接种外生菌根菌能提高马尾松幼苗的生物量,外生菌根菌对生物量分配和叶面积的影响与酸雨胁迫的影响是相反的,即外生菌根菌抵消了酸雨胁迫对马尾松的影响。     

6种外生菌根真菌对西南桦幼苗的接种效应

【背景】西南桦是兼具内生、外生菌根的典型菌根营养型树种,菌根化育苗是其壮苗培育的有效措施。【目的】揭示外生菌根真菌对西南桦无性系幼苗生长和养分含量的影响,为其菌根化育苗筛选优良外生菌根真菌提供科学依据。【方法】以BY1、FB4、FB4+和A5等4个西南桦优良无性系为研究对象,选用土生空团菌(Cenococcumgeophilum)、松乳菇(Lactariusdeliciosus)、黄硬皮马勃(Scleroderma flavidum)、多根硬皮马勃(S. polyrhizum)、褐环乳牛肝菌(Suillus luteus)和红绒盖牛肝菌(Xerocomuschrysenteron)6个外生菌根真菌进行盆栽接种试验,分析接种处理间及无性系间苗高、地径、生物量以及养分含量差异。【结果】6个菌种均能与西南桦无性系幼苗形成外生菌根共生体,接种多根硬皮马勃与黄硬皮马勃显著促进了幼苗生长和养分吸收(P0.05),说明其与幼苗的亲和力明显优于其它菌种。尽管菌根侵染率在4个无性系之间无显著差异(P≥0.05),但各菌种对FB4、BY1幼苗生长的促进作用显著强于其它2个无性系。【结论】多根硬皮马勃和黄硬皮马勃可作为西南桦菌根化育苗的优选菌种。     

凋落物清除对贵州马尾松外生菌根真菌群落的影响

凋落物作为森林土壤有机质的重要来源,对森林生态系统土壤微生物群落具有重要影响。本研究以清除凋落物层马尾松林(L)和未清除凋落物层马尾松林(NL)作为调查对象,探究凋落物清除对马尾松林外生菌根真菌(EMF)群落的影响。马尾松EMF群落共鉴定出56个OTUs,隶属于2门6纲14目16科24属,且担子菌门丰富度明显高于子囊菌门;其中棉革菌属Tomentella、红菇属Russula、乳菇属Lactarius、土生空团菌属Cenococcum为优势属,特有OTUs高于共有OTUs。NL与L样地间马尾松EMF群落组成和结构差异明显,门水平上,凋落物清除增加了马尾松EMF群落子囊菌门的丰富度;属水平上,凋落物清除马尾松EMF群落土生空团菌属Cenococcum、假小垫革菌属Pseudotomentella和古根菌属Archaeorhizomyces相对丰度占比增加,而乳菇属Lactarius、红菇属Russula和绵革菌属Tomentella相对丰度占比则减少。冗余分析(RDA)表明全磷、pH和有效磷是马尾松EMF群落重要的影响因子。马尾松林凋落物清除对马尾松EMF群落组成结构产生重要影响。     

黔中地区火灾对马尾松外生菌根真菌群落的影响

林火会对森林植被及其相关联的微生物群落产生重要影响。为揭示火灾对马尾松外生菌根真菌(ectomycorrhizal fungi,EMF)群落的影响,本研究以火灾马尾松林为研究对象,以周边立地条件相对一致、未火灾马尾松林为对照,采用形态鉴定与分子生物学技术相结合的研究方法,分析火灾对马尾松EMF群落的影响。共鉴定出马尾松EMF OTUs 69个,隶属于2门7纲15目18科23属,且担子菌门丰富度明显高于子囊菌门。火灾显著改变了马尾松EMF群落的组成和结构,其中火灾马尾松林中EMF群落的优势属主要为蜡蘑属Laccaria、红菇属Russula和棉革菌属Tomentella,未火灾马尾松林中EMF群落的优势属主要为乳菇属Lactarius、棉革菌属Tomentella和土生空团菌属Cenococcum。火灾样地马尾松的EMF群落相对于对照样地在组成与结构上存在明显差异,表现出特有OTUs高于共有OTUs。相对于未火灾马尾松林,火灾马尾松EMF群落的多样性指数和丰富度指数呈下降趋势(P>0.05)。RDA分析表明,pH和TP是影响马尾松EMF群落的重要环境因子。综上所述,火灾干扰是影响黔中地区马尾松EMF群落的重要生态因素之一。     

四种外生菌根真菌对油松幼苗的抗猝倒病和促生作用

为了筛选拮抗油松猝倒病菌及对油松苗木具有促生作用的外生菌根（ectomycorrhizal,ECM）真菌,通过对盆栽油松幼苗进行人工接种,测定了ECM真菌对油松根的侵染率、对猝倒病的防治效果以及对油松株高和地径的影响。结果表明,供试ECM真菌中,绒粘盖牛肝菌Suillus tomentosus、灰环粘盖牛肝菌Suillus laricinus、灰鹅膏菌Amaniata vaginata和血红铆钉菇Gomphidius viscidus可在盆栽条件下与油松合成菌根。灰鹅膏菌对油松猝倒病防治效果最好,为43%     

多生菌根菌接种马尾松和相思树幼苗的研究

以外生菌根菌Ｘｅｒｏｃｏｍｕｓ ｃｈｒｙｓｅｎｔｅｒｏｎ接种相思树与马尾松幼苗,不来菌栽培,植株生长指档和生理特性测定,都优于对照,以外生菌根菌Ｃａｌｖａｔｉａ ｌｉｌａｃｉｎａ加ＶＡ菌根菌Ｇｌｏｍｕｓ ｅｐｉｇａｍｕｓ双接种于相思树功苗,来菌栽培,植株含Ｎ量和脯氨酸等含量优于ＶＡ菌根菌单接种的效果,幼根切片观察到接种的外生菌根菌进入根皮层。细胞间隙,原有菌根的发育和结构状况有所改变。     

The production of ectomycorrhizal mycelium in forests: Relation between forest nutrient status and local mineral sources

Due to acid rain and nitrogen deposition, there is growing concern that other mineral nutrients, primarily potassium and phosphorus, might limit forest production in boreal forests. Ectomycorrhizal (EcM) fungi are important for the acquisition of potassium and phosphorus by trees. In a field investigation, the effects of poor potassium and phosphorus status of forest trees on the production of EcM mycelium were examined. The production of EcM mycelium was estimated in mesh bags containing sand, which were buried in the soil of forests of different potassium and phosphorus status. Mesh bags with 2% biotite or 1% apatite in sand were also buried to estimate the effect of local sources of nutrients on the production of EcM mycelium. No clear relation could be found between the production of EcM mycelium and nutrient status of the trees. Apatite stimulated the mycelial production, while biotite had no significant effect. EcM root production at the mesh bag surfaces was stimulated by apatite amendment in a forest with poor phosphorus status. The contribution of EcM fungi to apatite weathering was estimated by using rare earth elements (REE) as marker elements. The concentration of REE was 10 times higher in EcM roots, which had grown in contact with the outer surface of apatite-amended mesh bags than in EcM roots grown in contact with the biotite amended or sand-filled mesh bags. In a laboratory study, it was confirmed that REE accumulated in the roots with very low amounts <1 translocated to the shoots. The short-term effect of EcM mycelium on the elemental composition of biotite and apatite was investigated and compared with biotite- and apatite-amended mesh bags buried in trenched soil plots, which were free from EcM fungi. The mesh bags subjected to EcM fungi showed no difference in chemical composition after 17 months in the field. This study suggests that trees respond to phosphorus limitation by increased exploitation of phosphorus-containing minerals by ectomycorrhiza. However, the potential to ameliorate potassium limitation in a similar way appears to be low.     

马尾松组培苗对氮素形态的生长响应

马尾松属高氮需求树种,然而在苗木培育中马尾松对氮素,尤其是不同形态氮素的需求尚不明确.该文以马尾松组培苗为试验材料,采用基质培养方法,针对硝态氮、铵态氮两种氮素形态均分别设置了2、4、8、16 mmol·L-14个处理,以不添加氮素为对照,对苗木的高径生长、根构型参数(总根长、总表面积、总体积、平均直径和根尖数)以及生...     

外生菌根菌对油松幼苗抗氧化酶活性及根系构型的影响

研究盆栽条件下,接种褐环乳牛肝菌(Suillus luteus)和红汁乳菇(Lactarius hatsudake)对油松(Pinus tabulaeformis)苗木生长,抗氧化酶活性和根系构型的影响。结果表明:(1)褐环乳牛肝菌和红汁乳菇均可与油松合成外生菌根,并显著提高苗木的苗高、地径、鲜重和干重。(2)接种褐环乳牛肝菌苗木针叶抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性分别比接种红汁乳菇苗木高14.77%、20.77%、34.68%;接种褐环乳牛肝菌苗木根系抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性分别比接种红汁乳菇苗木高8.54%,4.34%,33.31%;接种处理苗木抗氧化酶活性均显著高于不接种处理。接种处理苗木根长、表面积、体积、平均直径、根尖数、分叉数显著高于不接种处理;接种处理间苗木只有根尖数存在显著差异;接种褐环乳牛肝菌的油松根系分支成80°—90°的一级侧根数占23.81%,显著多于接种红汁乳菇和对照苗木。研究表明,接种褐环乳牛肝菌和红汁乳菇均能促进油松苗木生长,提高油松体内抗氧化酶活性,扩大苗木根系的吸收范围,其中褐环乳牛肝菌各方面的促进效果要优于红汁乳菇。     

马尾松幼苗生长及生理特性对铝胁迫的响应

以马尾松幼苗为试验材料,采用水培法研究铝胁迫（Al³⁺浓度为0、0.2、0.4、0.8、1.6 mmol·L^-1）对马尾松幼苗生长及其针叶中叶绿素、渗透调节物质（可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸）、丙二醛（MDA）和超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）等保护酶活性的影响,为揭示马尾松铝毒害生理机制及提高马尾松的耐铝能力提供理论依据。结果显示：当Al³⁺处理浓度为0.2 mmol·L^-1时对马尾松株高和基径生长的影响较小,但对马尾松根系生长有一定的促进作用;Al³⁺处理浓度大于0.2 mmol·L^-1时对马尾松株高、基径和根长的生长均会产生一定的抑制作用,且这种抑制作用随着Al³⁺浓度的增大而增强。马尾松针叶中叶绿素含量和SOD、POD活性均随着Al³⁺处理浓度的增加呈先上升后下降的趋势;Al³⁺处理浓度大于0.2 mmol·L^-1时马尾松针叶中可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸等渗透调节物质均呈上升趋势,且随着Al³⁺浓度的升高而增大;Al³⁺处理浓度大于0.2 mmol·L^-1时马尾松针叶中MDA含量也呈上升趋势,且随着Al³⁺浓度的增大而升高,说明大于0.2 mmol·L^-1的Al³⁺处理可导致马尾松膜脂产生氧化。研究表明,马尾松幼苗具有一定的耐铝能力,在铝胁迫生境下可通过提高自身SOD和POD等保护酶的合成和主动积累脯氨酸、蛋白质和可溶性糖等渗透物质,产生适应性生理响应以维持自身的生理平衡来降低铝毒害作用。     

外生菌根菌对樟子松苗木生长的影响

通过菌种野外采集、分离培养、纯化及室内人工接种试验,获得9株樟子松外生菌根菌。采用苗木截根—菌剂浸根方法,对2年生樟子松移床苗进行外生菌根菌野外单接种试验,以接种无菌液体培养基的苗木作为对照,研究外生菌根菌单接种对樟子松苗木生长的影响。野外单接种试验表明,9株外生菌根菌对樟子松苗木均有一定的促生长效果。接种130 d,除菌株010外,其他菌株均可提高樟子松苗高23%以上。其中,接种菌株GT005的苗高提高54.24%;接种菌株035、009、LH004及GT001的苗高分别提高41.53%、36.44%、35.59%和35.59%。菌株035、LH004、025、010和GT001可使苗木地径提高20%以上,其中菌株035提高地径56.31%,菌株LH0040、25分别提高39.93%和29.01%。除接种菌株010的苗木外,接种其他菌株的樟子松苗木过氧化氢酶活性均高于对照30.23%~48.37%。接种菌株004的苗木根系活力最强,高于对照39.17%;接种菌株GT005和010的苗木,根系活力低于对照;接种其他菌株的苗木根系活力高于对照2.5%~16.67%。接种菌株GT005的苗木的叶绿素含量最高,高于对照20%以上。9个菌株均可用于樟子松苗木生产中。樟子松苗木的过氧化氢酶活性、根系活力与苗木的生物量间无相关性。     

亚热带红壤侵蚀区马尾松针叶养分含量及再吸收特征

叶片衰老过程中的养分再吸收是植物适应养分贫瘠生境的一种重要策略,一直是生态学领域的研究热点。以亚热带红壤侵蚀区生态恢复先锋树种马尾松为研究对象,分析4种不同恢复水平下马尾松叶片养分含量随叶龄的变化情况及养分再吸收特征。结果表明:(1)叶片中N、P、K含量变化范围分别在(6.10±0.52)—(12.02±0.85)mg/g、(0.17±0.03)—(1.02±0.01)mg/g、(1.58±0.49)—(9.46±0.90)mg/g,随叶龄增长整体呈先增加后降低的趋势,具有一个快速积累期和一个相对漫长衰减期的动态特征,这表明叶龄也是影响叶片养分含量的重要因素;(2)叶片N、P、K含量随生境恢复水平的提高而增加,且N、P含量在除凋落叶外的叶龄阶段均表现出显著正相关,表明叶片中这两种营养元素在动态变化上存在协同性;(3)在叶片N、P、K再吸收效率中,P、K再吸收效率较高,而N相对较低。养分再吸收受生境中营养元素的含量水平、循环方式等因素的综合影响表现出一定选择性,对生境中较为贫瘠或使其生长受到限制的元素具有较高的再吸收效率。这不仅可以减小植物对外源养分的依赖性,同时也维持了体内重要营养元素的平衡。随叶龄增长叶片中N/P逐渐增大,反映出在叶片衰老过程中对限制元素P具有较强的再吸收能力,这种反馈调节提高了马尾松对养分贫瘠环境的适应性。本文的研究结果可为亚热带红壤侵蚀退化区先锋物种在贫瘠生境条件下的养分利用机制与适应对策方面的研究提供理论依据。     

石灰石粉施用剂量对重庆酸雨区受害 马尾松林细根生长的影响

马尾松(Pinus massoniana)为重庆的重要乡土树种和主要造林树种,担负着特殊而重要的生态环境保全功能,但在酸雨的长期影响下,其健康状况持续低下。为探究不同剂量石灰石粉对马尾松细根生长的影响,给受害马尾松纯林的恢复与管理提供科学依据,2004年5月在属于酸雨区的重庆市江北区铁山坪林场,采用随机区组设计,设立在马尾松纯林酸化土壤表面一次性撒施石灰石粉0(不撒施对照)、1、2、3,4t/hm² 5个处理的长期定位观测试验。2006年10月的监测结果表明,与对照相比,撒施石灰石粉可明显促进腐殖质层和0-20、20-40、40-60cm土层马尾松细根的生长(P < 0.05),尤其是改善腐殖质层和20-40、40-60cm的根量,在腐殖质层和0-60cm马尾松细根的干重总密度、长度总密度、表面积总密度、体积总密度和根尖总密度与对照各项密度指标对应值的比值,1t/hm²下分别为1.53、1.34、1.39、1.24,1.48,2t/hm²下分别为2.05、1.83、1.94、1.79,2.04,3t/hm²下分别为2.17、2.02、2.02、1.78,2.32,4t/hm²下分别为2.68、2.52、2.62、3.70和2.71,改善效果总体上随撒施剂量增大而增强。从有限时间(2-3a)内观测的根系生长改善效果与经济投入的比值来看,建议一次性撒施的最佳剂量为2t/hm²,但在考虑时间加长情况下,效果最好和最经济的剂量还有待后续研究。