目前AM真菌培养特性方面研究的基本概况*

从盆钵培养、双相培养和纯培养3个层次讨论了当前探索丛枝菌根(AM)真菌培养特性的研究现状,并探讨了当前培养AM真菌的动向与展望。     

分室培养装置在丛枝菌根真菌研究中的应用及其发展

重点围绕玻璃珠分室培养系统、H形分室培养系统、根排斥室培养系统、供体自养植物的双分室体外培养系统、丛枝菌根(AM)真菌与普通植物根器官的双重培养系统、AM真菌与Ri T-DNA转型根的双重单胞无菌培养系统、AM真菌与Ri T-DNA转型根双重培养的改良分室单胞培养系统等7个不同的分室培养装置, 对AM真菌的培养类型及其应用进行了系统的评述。其中, 采用玻璃珠分室培养装置易于将AM真菌与培养基质分开, 能获得大量纯净的AM真菌繁殖体, 用于研究AM真菌对矿质元素和微量元素的吸收, 具有不可替代的作用。H形分室培养系统和根排斥室(RECs)培养系统均能够获得连续的、可切断的共生菌根网络(CMNs), 可用于研究植物-植物、植物-昆虫之间化感作用产生的信息交流。供体自养植物的双分室培养系统有益于研究AM真菌对宿主植物在单作和混作条件下生长效应的影响。AM真菌与植物根器官的双重培养系统为研究AM真菌的侵染过程及生理、生化特性提供了极大的方便, 同时为纯培养研究提供了重要的理论依据。AM真菌与Ri T-DNA转型根的双重单胞无菌培养体系可以获得AM真菌纯净菌体, 是研究AM真菌遗传、生理、生化等特性的理想方法。以AM真菌与Ri T-DNA转型根的双重单胞无菌培养系统为基础, 可以在菌丝生长室置换培养基、在根室中补充适量碳源, 并多次收获AM真菌繁殖体。转型根改良双重培养系统是提高AM真菌孢子接种剂产量的有效方法。综上所述, AM真菌的分室培养系统已经取得显著进展, 为开展个体、种群、群落等不同层次的菌根生态学研究提供了依据。     

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。     

生物因子对AM真菌多样性的影响

丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizas,AM）真菌分布于自然界各生态系统中,生态因子对AM真菌多样性个有举足轻重的影响,其中动物,植物,微生物,人为因素等生物因子的作用,亦日益受到人们的关注,通过介绍该领域最近10年来的研究成果,探讨和分析当前研究中所存在的问题和动向。     

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。     

丛枝菌根真菌对植物根腐病的抑制效应及其机制

根腐病是一类危害严重的土传病害,常常导致作物产量和品质降低。丛枝菌根(AM)真菌是一类重要的土壤微生物,通过与植物根系建立共生体而发挥重要的生理生态功能。研究表明,AM真菌通过调节宿主植物一系列生理生化响应,诱导植物增强根腐病抗性。当前,利用AM真菌开展根腐病等土传病害的生物防治是植物与微生物互作领域的研究热点。本文全面梳理了AM真菌对宿主植物根腐病病原物的抑制效应,系统总结了AM真菌改变宿主植物根系形态结构、改善植物营养水平、与病原物竞争生态位点、激活植物防御体系、调节根系分泌物等方面的研究结果,分析了AM真菌抑制根腐病危害的作用机制,展望了AM真菌抑制根腐病危害的潜在机制和AM真菌高效利用面临的现实问题,旨在为利用AM真菌开展植物根腐病的生物防治提供理论依据。     

丛枝菌根真菌提高植物抗逆性的效应及其机制研究进展

丛枝菌根（arbuscularmycorrhizal,AM）真菌是土壤中重要的生物成员之一,对植物具有多种有益效应。AM真菌的基本功能之一是增强植物的抗逆性,在全球气候变化的今天尤其重要。本文总结了AM真菌降低温度胁迫、水分胁迫、盐胁迫、重金属胁迫、病虫害、以及杂草对植物造成的危害和提高植物抗逆性的效应;阐述了AM真菌提高植物抗逆性的作用机制;并讨论了当前该领域研究存在的难题及今后的展望。旨在为探讨提高植物抗逆性策略与途径提供参考。     

AM真菌在有机农业发展中的机遇

在农田生态系统中,许多农作物均为丛枝菌根(AM)真菌的优良宿主植物,当AM真菌与这些宿主植物建立共生关系之后,AM真菌的存在有益于宿主植物的生长。然而,传统农业耕作模式中化学肥料和农药的施用、耕作制度的不断调整和非宿主植物的种植等都不利于AM真菌的建植。有机农业生态系统排除了化学肥料和农药的施用,减少了对AM真菌生长不利的因素,促进了土壤中AM真菌数量的增加和群落多样性的提高。同时,AM真菌可以通过多种方式改善土壤物理结构、提高农作物对干旱胁迫的耐受能力以及宿主植物对病虫害的抗性/耐性、抑制杂草生长、促进营养物质的吸收,进而提高植物的生长和改善产品的品质。基于此,围绕AM真菌在有机农业发展中的生态学功能展开论述,分析当前有机农业生态系统存在的问题,探讨利用AM真菌发展有机农业的可行性及其发展的机遇,以期促进AM真菌在有机农业发展中的应用。     

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。     

AM真菌遗传多样性研究进展

丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）真菌是一类专性共生多核生物,至今尚未获得纯培养,与植物根系共生后才能完成其生活史。该类真菌无性繁殖,具有独特的遗传特性,属于真菌界球囊菌门（Glomeromycota）,共有200余种。研究发现AM真菌种群间以及种群内,甚至单一孢子内都存在大量基因变异,表明该类真菌具有丰富的遗传多样性。本文总结了近年来有关AM真菌遗传多样性方面的研究进展,并讨论了存在的问题。     

感染羽茅的香柱菌属内生真菌对丛枝菌根真菌孢子萌发的影响

内生真菌与丛枝菌根(AM)真菌是构成草原生态系统的重要组成部分.内生真菌会抑制其宿主植物的AM真菌侵染率.本研究以感染2种香柱菌属内生真菌[Epichloё gansuensis(Eg)和E. sibirica(Es)]的天然禾草羽茅为供试材料,进行体外纯培养的内生真菌培养滤液、感染内生真菌的羽茅叶片(包括鲜叶和枯叶)浸提液,以及根系分泌物对摩西球囊霉(Gm)和幼套球囊霉(Ge)2种AM真菌孢子萌发影响试验.结果表明: 香柱菌属内生真菌的培养滤液会显著抑制2种AM真菌孢子的萌发,而感染香柱菌属内生真菌的羽茅根系分泌物只对Ge孢子萌发有显著抑制作用,且上述抑制作用与内生真菌种类无关;鲜叶浸提液对Gm和Ge的孢子萌发率均无显著影响,而枯叶浸提液对Ge的孢子萌发有显著抑制作用.在自然生态系统中,香柱菌属内生真菌通常存在于宿主植物体内,可能通过影响宿主植物的根系分泌物来影响AM真菌孢子的萌发.     

球囊菌门丛枝菌根真菌最新分类系统菌种名录

球囊菌门Glomeromycota是菌物界(Kingdom of Fungi)晚近新增加的一个门,下设1纲4目11科27属约300种丛枝菌根(AM)真菌,均是植物根系重要的共生真菌。同其他真菌分类研究过程相似,随着新种的不断发现、分类技术的进步与研究的深入,AM真菌分类系统及其菌种学名经历着持续不断的变更。然而,这些变动给AM真菌研究者造成了一定的困扰和混乱。本文在AM真菌系统发育分类重建的基础上,结合当前国际上AM真菌分类的最新进展,规范、正确并一致描述全球已知的AM真菌菌种拉丁文和中文学名,以纠正错误和统一AM真菌中文学名;同时标注了中国新记录种、新种和种质资源保藏种名录,以期促进中国AM真菌分类、资源多样性、群落结构及其相关研究。     

AM真菌对重金属污染土壤生物修复的应用与机理

土壤重金属污染威胁人类健康和整个生态系统,而高效、低耗、安全的生物修复技术显示出了极大的应用潜力,特别是利用植物-微生物共生体增强生物修复效应的应用.丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)真菌是一类广泛分布于土壤生态系统中的有益微生物,能与90％以上的陆生高等植物形成共生体.研究发现,AM真菌能够增强宿主植物对土壤中重金属胁迫的耐受性.当前,利用AM真菌开展重金属污染土壤的生物修复已经引起环境学家和生态学家的广泛关注.基于此,围绕AM真菌在重金属污染土壤生物修复作用中的最新研究进展,从物理性防御体系的形成、对植物生理代谢的调控、生化拮抗物质的产生、基因表达的调控等角度探究AM真菌在重金属污染土壤生物修复中的作用机理,以期为利用AM真菌开展重金属污染的生物修复提供理论依据,并对本领域未来的发展和应用前景进行了展望.     

丛枝菌根真菌对大气CO2浓度升高和增温响应研究进展

全球变化深刻影响着陆地生态系统生物多样性及生态功能。丛枝菌根(AM)真菌可与绝大多数陆生植物根系形成互惠共生体,在协助宿主养分吸收、促进植物生长、维持植物多样性等方面发挥着重要作用。本文主要分析了大气CO₂浓度升高(eCO₂)和增温对森林和草地生态系统AM真菌群落组成及其功能的影响。eCO₂主要通过影响宿主植物、土壤碳(C)输入等方式间接影响AM真菌,可增加AM真菌的多度和活性,影响AM真菌的多样性与群落组成。增温可直接或间接地(通过宿主植物和土壤途径)影响AM真菌,显著改变森林土壤AM真菌的群落组成,但对草地土壤AM真菌群落组成的影响尚无定论。我们提出了当前研究中存在的主要问题及未来应重点关注的内容。本文旨在明晰AM真菌对eCO₂和增温的响应和适应,增进对AM真菌介导的土壤生态功能的认识,为利用AM真菌缓解全球变化、增强土壤功能的韧性和全球变化的生态系统适应性提供依据。     

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。     

AM真菌在植物病虫害生物防治中的作用机制

丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)真菌是一类广泛分布于土壤生态系统中的有益微生物,能与大约80%的陆生高等植物形成共生体。由土传病原物侵染引起的土传病害被植物病理学界认定为最难防治的病害之一。研究表明,AM真菌能够拮抗由真菌、线虫、细菌等病原体引起的土传性植物病害,诱导宿主植物增强对病虫害的耐/抗病性。当前,利用AM真菌开展病虫害的生物防治已经引起生态学家和植物病理学家的广泛关注。基于此,围绕AM真菌在植物病虫害生物防治中的最新研究进展,从AM真菌改变植物根系形态结构、调节次生代谢产物的合成、改善植物根际微环境、与病原微生物直接竞争入侵位点和营养分配、诱导植株体内抗病防御体系的形成等角度,探究AM真菌在植物病虫害防治中的作用机理,以期为利用AM真菌开展植物病虫害的生物防治提供理论依据,并对本领域未来的发展方向和应用前景进行展望。     

农业技术措施对AM真菌群落结构的影响研究进展

农业生态系统中AM真菌多样性丰富,并以独特的群落结构发挥其功能.寄主植物和环境因子对AM真菌群落结构具有重要影响,此外,农业技术措施对农业生态系统中AM真菌群落结构的影响也值得关注.本文系统总结了施肥、灌溉、轮作、间作、土壤耕作、化学药剂等农业技术措施对AM真菌群落结构的影响研究进展,分析了农业技术措施改变AM真菌群落结构的可能机制,探讨了提高农业生态系统中AM真菌多样性的可能途径,提出通过改进施肥体制及其配套技术、增加植物多样性和人工接种AM真菌等可提高农业生态系统中AM真菌多样性;并指出当前存在的问题和今后的研究方向.     

3种丛枝菌根真菌与3种寄主植物的共生关系

【目的】利用丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌对寄主植物的偏好性和不同寄主植物的功能互补作用,建立AM真菌的高效繁殖体系。【方法】以玉米(Zea may L.)、高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]和白车轴草(Trifolium repens L.)为寄主植物,采用寄主植物单作和间作的盆栽培养法,研究不同栽培模式对光壁无梗囊霉(Acaulospora laevis)、单孢球囊霉(Glomus monosporum)和根内球囊霉(G.intraradices)3种AM真菌繁殖能力的影响,通过地上部分生物量的分配分析,探索C3和C4植物对AM真菌共生关系的"功能互补"效应及机制。【结果】间作模式下,寄主植物地上部分总生物量和3种AM真菌的孢子密度均显著高于单作(P0.05);单作和间作栽培模式下,3种AM真菌对玉米地上部分生物量响应无显著差异(P0.05),但单孢球囊霉和根内球囊霉对高粱地上部分生物量产生显著影响(P0.05);两种间作栽培模式下,根内球囊霉对白车轴草地上部分生物量也产生了显著影响(P0.05)。【结论】3种AM真菌对3种寄主植物的共生偏好性不同,且C3和C4植物对AM真菌共生关系存在一定的"功能互补"效应,利用AM真菌的寄主植物偏好性和不同植物间的功能互补关系,增加AM真菌的孢子产量,有利于AM真菌高效繁殖体系的建立。     

丛枝菌根真菌与植食性昆虫的相互作用

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal AM)真菌与昆虫均是陆地生态系统中的重要组分,同植物关系密切,对植物的影响和作用是巨大的。生态系统中则以AM真菌-植物-昆虫互作体系参预食物网与生态过程。早在20世纪80年代,人们已开始研究AM真菌对昆虫的影响。进入21世纪人们越来越重视AM真菌与昆虫的相互作用。总结了AM真菌对昆虫取食偏好、生长、繁殖和对植物危害等方面的影响、以及昆虫对AM真菌侵染、扩展和产孢的影响;分析了植物营养状况、昆虫性别、昆虫龄期和AM真菌种类等对AM真菌与昆虫相互作用的影响特点;探讨了AM真菌与昆虫相互作用的机制;展望了利用AM真菌抑制植食性害虫、及促进天敌昆虫和部分传粉昆虫作用的可能性,旨在丰富菌根学研究内容、促进AM真菌与昆虫互作领域的深入研究、为探索生物防控农林业害虫的新途径提供依据。     

AM真菌物种多样性:生态功能、影响因素及维持机制

AM真菌物种多样性是土壤生态系统生物多样性的重要组分之一。尽管对AM真菌多样性已有多年研究,但是,已有研究绝大多数仅停留在对AM真菌群落种属解析层面上,对AM真菌物种多样性生态功能及维持机制方面的认识较浅。从生态功能、影响因素及维持机制3个方面系统地综述了近年来AM真菌多样性领域的研究进展。认为AM真菌多样性对植物群落生产力的调控机制及结合理论与实践解析AM真菌多样性维持机制是该领域未来的重点研究方向。