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相似文献
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1.
菌根真菌促进植物磷吸收研究进展   总被引:3,自引:0,他引:3  
土壤中低浓度的有效磷水平成为限制植物生长发育的主要因素。植物—真菌菌根共生可以显著提高植物吸收土壤中磷的能力,促进植物生长发育。该文对土壤中磷酸盐的形式、丛枝状菌根和外生菌根两种菌根类型的形态学特征和促磷吸收的发生机制、植物中已克隆的菌根特异性或诱导性磷转运蛋白,以及丛枝状真菌共生信号转导途径等进行了综述。  相似文献   

2.
菌根真菌与植物共生营养交换机制研究进展   总被引:4,自引:0,他引:4  
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.  相似文献   

3.
丛枝菌根(AM)共生体系对于植物适应低磷胁迫具有重要作用。AM不仅直接调节宿主植物对低磷胁迫的响应,还可能通过分泌物影响相邻的非菌根植物。该研究采用分室培养系统,以玉米(Zea mays)和AM真菌Rhizophagus irregularis为试验材料,考察低磷(10 mg·kg~(–1))和高磷(100 mg·kg~(–1))条件下,菌根共生体系对植物生长、磷营养以及碳磷代谢相关基因表达的影响,以揭示AM调节植物低磷胁迫响应的生理机制。分室培养系统由0.45μm微孔滤膜分隔成供体室、缓冲室和受体室3个分室,以供体室菌根化植物为AM分泌物来源,通过微孔膜阻止菌根真菌对未接种受体植物的直接影响,但允许AM分泌物在分室间的扩散。采用实时荧光定量PCR技术分析玉米以及AM真菌自身碳磷代谢相关基因的表达情况。试验结果表明,低磷条件下接种AM真菌显著提高了供体植物干质量和磷浓度,上调了玉米碳磷代谢相关基因的表达。AM真菌磷转运蛋白基因和碳代谢相关基因在低磷条件下的表达水平显著高于高磷水平;对于受体植物而言,仅高磷处理显著提高了玉米植株干质量和磷含量,而接种处理显著上调了受体植物磷转运蛋白基因和碳代谢相关基因的表达水平。该研究表明,低磷胁迫下AM可能通过分泌物调控植物碳磷代谢相关基因的表达,进而调节植物对低磷胁迫的生理响应。  相似文献   

4.
峥嵘  王琚钢  白淑兰 《菌物学报》2016,35(11):1365-1374
为探究外生菌根真菌对油松磷吸收作用的分子机理,以油松优良乡土外生菌根真菌——浅黄根须腹菌Rhizopogon luteolus的磷酸盐转运蛋白基因(RlPT)为对象,在缺陷酵母MB192中进行了异源表达研究。结果显示,该cDNA编码的蛋白质能够互补高亲和力磷酸盐转运蛋白pho84的功能;由不同pH条件下生长试验可知,该蛋白是一个与质子相偶联的运输蛋白;RlPT测算的Km值为57.90μmol/L磷酸盐;通过酸性磷酸酶的活性检测,进一步验证该基因是具有高亲和力磷酸盐转运蛋白功能的基因。激光共聚焦显微观察表明,该蛋白在低磷条件下多定位于酵母细胞膜上发挥其功能。  相似文献   

5.
丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌是一类能够与绝大多数陆地植物形成共生关系的土壤真菌, 其根外菌丝可以侵染不同植物根系且可以进行菌丝融合, 从而形成丛枝菌根网络(arbuscular mycorrhizal networks, AMNs)。AMNs可以在植物之间转运水分及营养元素如碳(C)、氮(N)、磷(P)等, 最近研究表明AMNs还可以在植物遭受环境胁迫时向邻近植物传递防御信号, 对周围植物起到“预警”作用。目前, 关于环境胁迫条件下AMNs介导的信号物质传递研究仍处于起步阶段, 许多问题亟待回答。该文首先回顾了目前有关AMNs介导的信号物质传递研究进展, 继而梳理了这一研究领域值得进一步探究的科学问题, 包括AMNs在植物间传递防御信号的可能途径及相关机制, AMNs介导的信号传递对菌根共生体系的可能影响, 以及AMNs研究中常用的技术及其发展, 最后讨论了AMNs介导的信号物质传递在作物保护等方面的可能应用。  相似文献   

6.
丛枝菌根在植物修复重金属污染土壤中的作用   总被引:23,自引:0,他引:23  
王发园  林先贵 《生态学报》2007,27(2):793-801
丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)是自然界中分布最广的一类菌根,AM真菌能与陆地上绝大多数的高等植物共生,常见于包括重金属污染土壤在内的各种生境中。在重金属污染条件下,AM真菌可以减轻重金属对植物的毒害,影响植物对重金属的吸收和转运,在重金属污染土壤的植物修复中显示出极大的应用潜力。重点介绍了AM真菌对植物重金属耐性的影响及其在植物提取和植物稳定中的应用等方面的进展,讨论了未来研究所面临的任务和挑战。  相似文献   

7.
植物中丛枝菌根形成的信号途径研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)共生是丛枝菌根真菌与大多数陆地植物的根系之间形成的一种互利共生关系。植物给菌根真菌提供碳水化合物;作为回报,菌根真菌能够增强植物对矿质营养元素(尤其是磷)的吸收。菌根的形成过程是一系列信号交换和转导的结果,具有严格并且一致的顺序。本文以植物中菌根形成的信号途径为主线,对菌根真菌的形成过程和信号转导途径及其方式进行了分析和讨论。高等植物中菌根形成的信号途径与豆科植物的结瘤信号途径部分共享,并且与钙离子信号途径相关,但前者更为广泛。尽管该途径中很多过程目前还不十分清楚,但是相信在不久的将来就可以揭开菌根形成过程中的众多谜团。  相似文献   

8.
同位素示踪技术在丛枝菌根真菌生态学研究中的应用   总被引:2,自引:0,他引:2  
张亮  王晓娟  王强  王茜  张云飞  金樑 《生态学报》2016,36(10):2787-2797
丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌是生态系统中重要的土壤微生物之一。AM真菌菌丝体网络是由AM真菌菌丝体在土壤生态系统中连接两株或两株以上植物根系所形成的菌丝体网络。随着菌根学研究的深入,如何直观的揭示AM真菌的生态学功能已经成为相关领域关注的热点问题。研究发现,利用同位素示踪技术可以开展AM真菌与宿主植物对土壤矿质营养的吸收、转运等方面的研究,以及菌丝体网络对不同宿主植物之间营养物质的分配研究和AM真菌在生态系统生态学中的功能研究。基于此,为了阐明同位素示踪技术在AM真菌研究中的价值,围绕菌根学最新研究进展,系统回顾了利用同位素示踪技术探究AM共生体对不同元素吸收和转运的机制、同位素示踪技术在AM真菌菌丝体网络研究中的价值和利用同位素示踪技术研究AM真菌在生态系统中的功能,为AM真菌生态学功能的研究提供理论基础,并对本领域未来的研究方向和应用前景进行展望。  相似文献   

9.
丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)共生是丛枝菌根真菌与大多数陆地植物的根系之间形成的一种互利共生关系。植物给菌根真菌提供碳水化合物; 作为回报, 菌根真菌能够增强植物对矿质营养元素(尤其是磷)的吸收。菌根的形成过程是一系列信号交换和转导的结果, 具有严格并且一致的顺序。本文以植物中菌根形成的信号途径为主线, 对菌根真菌的形成过程和信号转导途径及其方式进行了分析和讨论。高等植物中菌根形成的信号途径与豆科植物的结瘤信号途径部分共享, 并且与钙离子信号途径相关, 但前者更为广泛。尽管该途径中很多过程目前还不十分清楚, 但是相信在不久的将来就可以揭开菌根形成过程中的众多谜团。  相似文献   

10.
《菌物学报》2017,(7):791-799
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。  相似文献   

11.
Harrison MJ  Dewbre GR  Liu J 《The Plant cell》2002,14(10):2413-2429
Many plants have the capacity to obtain phosphate via a symbiotic association with arbuscular mycorrhizal (AM) fungi. In AM associations, the fungi release phosphate from differentiated hyphae called arbuscules, that develop within the cortical cells, and the plant transports the phosphate across a symbiotic membrane, called the periarbuscular membrane, into the cortical cell. In Medicago truncatula, a model legume used widely for studies of root symbioses, it is apparent that the phosphate transporters known to operate at the root-soil interface do not participate in symbiotic phosphate transport. EST database searches with short sequence motifs shared by known phosphate transporters enabled the identification of a novel phosphate transporter from M. truncatula, MtPT4. MtPT4 is significantly different from the plant root phosphate transporters cloned to date. Complementation of yeast phosphate transport mutants indicated that MtPT4 functions as a phosphate transporter, and estimates of the K(m) suggest a relatively low affinity for phosphate. MtPT4 is expressed only in mycorrhizal roots, and the MtPT4 promoter directs expression exclusively in cells containing arbuscules. MtPT4 is located in the membrane fraction of mycorrhizal roots, and immunolocalization revealed that MtPT4 colocalizes with the arbuscules, consistent with a location on the periarbuscular membrane. The transport properties and spatial expression patterns of MtPT4 are consistent with a role in the acquisition of phosphate released by the fungus in the AM symbiosis.  相似文献   

12.
Versaw  Wayne K.  Chiou  Tzyy-Jen  Harrison  Maria J. 《Plant and Soil》2002,244(1-2):239-245
Most vascular plants acquire phosphate from their environment either directly, via the roots, or indirectly, via a symbiotic interaction with arbuscular mycorrhizal (AM) fungi. The symbiosis develops in the plant roots where the fungi colonize the cortex of the root to obtain carbon from the plant host, while assisting the plant with acquisition of phosphate and other mineral nutrients from the soil solution. As a first step toward understanding the molecular basis of the symbiosis and phosphate utilization, we have cloned and characterized phosphate transporter genes from the AM fungi Glomus versiforme and Glomus intraradices, and from the roots of a host plant, Medicago truncatula. Expression analyses and localization studies indicate that each of these transporters has a role in phosphate uptake from the soil solution.  相似文献   

13.
Symbiotic phosphate transport in arbuscular mycorrhizas   总被引:9,自引:0,他引:9  
Arbuscular mycorrhizal fungi colonize the root systems of most land plants and modulate plant growth by enhancing the availability of nutrients, mainly phosphorus, for plant nutrition. Recently identified genes encoding mycorrhiza-specific plant phosphate transporters have enabled fundamental problems in arbuscular mycorrhizal symbiosis research to be addressed. Because phosphate transport is a key feature of this symbiosis, the study of phosphate transport mechanisms and their gene regulation will further our understanding of the intimate interaction between the two symbiotic partners.  相似文献   

14.
In response to the colonization by arbuscular mycorrhizal (AM) fungi, plants reprioritize their phosphate (Pi)-uptake strategies to take advantage of nutrient transfer via the fungus. The mechanisms underlying Pi transport are beginning to be understood, and recently, details of the regulation of plant and fungal Pi transporters in the AM symbiosis have been revealed. This review summarizes recent advances in this area and explores current data and hypotheses of how the plant Pi status affects the symbiosis. Finally, suggestions of an interrelationship of Pi and nitrogen (N) in the AM symbiosis are discussed.  相似文献   

15.
16.

This review highlights the key role that mycorrhizal fungi play in making phosphorus (Pi) more available to plants, including pathways of phosphorus absorption, phosphate transporters and plant-mycorrhizal fungus symbiosis, especially in conditions where the level of inorganic phosphorus (Pi) in the soil is low. Mycorrhizal fungi colonization involves a series of signaling where the plant root exudates strigolactones, while the mycorrhizal fungi release a mixture of chito-oligosaccharides and liposaccharides, that activate the symbiosis process through gene signaling pathways, and contact between the hyphae and the root. Once the symbiosis is established, the extraradical mycelium acts as an extension of the roots and increases the absorption of nutrients, particularly phosphorus by the phosphate transporters. Pi then moves along the hyphae to the plant root/fungus interface. The transfer of Pi occurs in the apoplectic space; in the case of arbuscular mycorrhizal fungi, Pi is discharged from the arbuscular to the plant’s root symplasm, in the membrane that surrounds the arbuscule. Pi is then absorbed through the plant periarbuscular membrane by plant phosphate transporters. Furthermore, plants can acquire Pi from soil as a direct absorption pathway. As a result of this review, several genes that codify for high-affinity Pi transporters were identified. In plants, the main family is Pht1 although it is possible to find others such as Pht2, Pht3, Pho1 and Pho2. As in plants, mycorrhizal fungi have genes belonging to the Pht1 subfamily. In arbuscular mycorrhizal fungi we found L1PT1, GiPT, MtPT1, MtPT2, MtPT4, HvPT8, ZmPht1, TaPTH1.2, GmosPT and LYCes. HcPT1, HcPT2 and BePT have been characterized in ectomycorrhizal fungi. Each gene has a different way of expressing itself. In this review, we present diagrams of the symbiotic relationship between mycorrhizal fungi and the plant. This knowledge allows us to design solutions to regional problems such as food production in soils with low levels of Pi.

  相似文献   

17.
18.
植物根部能够与微生物形成相互依存、互惠互利的共生关系,非豆科植物根系主要与内生真菌形成菌根的共生体。共生受体样蛋白激酶(symbiosis receptor-like kinase,SYMRK)是植物识别菌根真菌诱导而产生的特异分子,它的蛋白结构由三个部分组成,即包含3个富含亮氨酸重复序列(LRRs)的胞外受体结合域、跨膜区和胞内蛋白激酶域。Symrk是控制共生形成的一个关键组分,该基因所编码的蛋白在植物识别和应答菌根真菌早期信号转导途径中是必需的。对Symrk基因的研究为进一步弄清植物-真菌共生的功能和作用机理打下了坚实的基础。  相似文献   

19.
Ferrol  N.  Barea  J.M.  Azcón-Aguilar  C. 《Plant and Soil》2002,244(1-2):231-237
Bidirectional nutrient transfer between the plant and the fungus is a key feature of arbuscular mycorrhizal symbiosis. The major nutrients exchanged between the symbiotic partners are reduced carbon, assimilated through the plant photosynthesis and phosphate, taken up by the fungal hyphae exploring soil microhabitats. This nutrient exchange takes place across the symbiotic interfaces which are bordered by the plant and fungal plasma membranes. This review provides an overview of the current knowledge of the mechanisms underlying nutrient transport processes in the symbiosis, with special emphasis on recent developments in the molecular biology of the plant and fungal primary (H+-ATPases) and secondary transporters.  相似文献   

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