内生真菌提高禾草抗盐碱性研究进展

盐碱会导致植株生长缓慢甚至抑制其正常发育,如何降低高盐和高p H对植物的不利影响,已成为农业持续发展的重大课题。近年来,内生和共生真菌对宿主植物在抗盐碱方面的有益作用也引起了研究人员的广泛兴趣。本综述评述了内生真菌对宿主禾草植物抗盐碱性影响的研究成果,首先评述了内生真菌对宿主禾草在盐碱胁迫下种子萌发和生长发育影响:表现在提高种子发芽率;促进胚芽和胚根生长;提高宿主禾草的分蘖数、叶片数、株高、生物量、根冠比、成熟花序长度、种子数和种子产量。但也有感染内生真菌对宿主在盐胁迫下无促进作用的。其次,评述了内生真菌在减少禾草盐碱胁迫的原初盐害方面作用:表现为影响膜透性、提高光合作用、增加水分利用效率、改变营养代谢和离子毒害、影响植物激素代谢。最后综述了内生真菌在减少禾草次生盐害方面作用,内生真菌具有促进禾草分泌抗氧化剂、增加抗氧化酶活性、调节有机渗透物质的作用。系统的归纳了内生真菌与宿主禾草抗盐碱性相关研究成果,提出未来可能的研究问题和方向为后期的科研提供参考。     

内生真菌提高植物抵御盐胁迫的研究进展

土壤盐渍化日趋严重,盐害已成为植物生产中严重的生境胁迫。因此,土壤盐渍化问题的研究成为近年来的热点。盐胁迫主要造成植物对土壤水分和养分吸收障碍。研究发现,植物内生真菌能在盐胁迫下促进植物对土壤养分和水分的吸收,缓解盐胁迫带来的伤害,从而提高植物生物量,维持植物生长和群体结构。本文从提高植物抵御盐胁迫的内生真菌的发掘、内生真菌对植物抵御盐胁迫的影响以及内生真菌的研究前景和目前存在的相关问题进行探讨和综述,期望能为发现和利用协助植物抵御盐害的微生物资源提供参考和依据。     

禾草内生真菌作为生防因子的潜力分析

早熟禾亚科多种禾草可与Neotyphodium内生真菌形成禾草-内生真菌共生体, 这种植物-微生物共生体性状较为稳定, 且在自然界中广泛存在。禾草-内生真菌共生体稳定的互利共生关系不但保证了内生真菌所需的全部营养物质, 而且共生体产生的次生代谢物又可显著提高宿主禾草对生物胁迫的抗逆性。众多研究表明, 内生真菌的侵染可显著提高宿主禾草对虫害、病害及伴生植物等多种生物胁迫的抗性。据不完全统计, 禾草内生真菌对蛛形纲、线虫纲、昆虫纲3个纲至少79个种的害虫表现出较明显的抗性, 对至少22个种的病原真菌表现出明显的抗性。尽管利用内生真菌进行禾草品种选育及其品质改良的技术日趋成熟, 但是内生真菌在不同宿主禾草之间高效的替代转化技术, 及其在宿主体内遗传的稳定性仍有待于进一步深入探索。研究者把禾草内生真菌作为生防手段, 在未来的应用过程中不应只考虑其与宿主禾草之间的共生特异性, 而应更全面地分析禾草-内生真菌-生态环境之间的相互关系, 让内生真菌更好地为人类服务。     

内生真菌感染对黑麦草抗盐性的影响

以感染内生真菌的多年生黑麦草（Lolium perenne L．）（SR4000）为实验材料,建植内生真菌感染（EI）和不感染（EF）的黑麦草种群,并对其进行盐胁迫实验,通过观察生长和生理生态指标的变化,分析内生真菌对宿主植物抗盐性的影响。结果表明,内生真菌感染对宿主黑麦草的营养生长没有增益效应,相反在高盐浓度下,EI种群的分蘖能力和地上部分生物量均低于EF种群;但内生真菌能够改变宿主种群生物量的分配格局,将更大比例的生物量分配于根系。在高盐浓度下,内生真菌感染可导致黑麦草叶内的脯氨酸含量显著增加、可溶性糖含量显著降低,但对PSⅡ光化学效率Fv/Fm值的变化没有影响。总体来看,内生真菌感染并未改善宿主黑麦草的抗盐性。     

禾草内生真菌对其它微生物的影响研究进展

禾草内生真菌在宿主植物的茎叶等地上组织中普遍存在,不仅能够提高禾草对生物与非生物逆境的抗性,而且能够对周围环境中的不同微生物类群产生影响。主要总结了禾草Neotyphodium/Epichlo内生真菌对病原真菌、丛枝菌根真菌和土壤微生物的影响及其作用机理。发现禾草内生真菌普遍存在对病原真菌的抑制作用,而对丛枝菌根真菌存在不对称的竞争作用,且因种类而异。禾草内生真菌对土壤微生物群落的作用则会随着土壤类型和时间等外界因素发生变化。禾草内生真菌对不同类群微生物的影响机制主要包括:通过生态位竞争、抑菌物质分泌、诱导抗病性等对病原真菌造成影响;通过根系化学物质释放、营养元素调节、侵染条件差异等对丛枝菌根真菌造成影响;通过根际沉积物和凋落物等对土壤微生物群落造成影响。禾草内生真菌产生的生物碱能提高宿主植物对包括昆虫在内草食动物采食的抗性,影响病原菌的侵入、定殖和扩展;根组织分泌物中包含次生代谢产物能够抑制菌根真菌、土传病原真菌及其它土壤微生物的侵染与群落组成;也可能通过次生代谢物影响禾草的其它抗性。因此,禾草内生真菌在植物-微生物系统中的作用应该给予更多的关注和深入研究。     

植物对盐碱胁迫的响应机制研究进展

盐碱胁迫是制约植物生长发育的主要非生物胁迫之一,也是制约农作物生产和生态环境建设的严峻问题。研究作物的耐盐碱机理,对开发和有效利用盐碱地有重要的现实意义。许多研究将盐碱胁迫笼统称为盐胁迫,实际上这是两种不同的非生物胁迫,且碱胁迫对植物的伤害要大于盐胁迫。总结性阐述了盐碱胁迫对植物的危害。从生物量、光合作用、离子平衡和膜透性等方面分析了植物对盐碱胁迫的响应机制,并结合最新研究从多角度综述了植物的抗盐碱机理,包括合成渗透调节物质、提高抗氧化酶活性、对离子的选择性吸收及p H平衡和诱导抗盐碱相关基因表达。提出了抗盐碱性的途径,即外源物质的加入、与真菌的协同效应、利用生物技术手段、培育耐盐碱品种和抗性锻炼。最后针对植物适应盐碱逆境方面的研究进行了展望,提出了当前研究需要解决的问题和突破口,旨在为提高植物耐盐碱能力、增加作物产量提供一定的理论依据。     

盐碱胁迫对染内生菌和不染菌苇状羊茅根系丛枝菌根真菌群落多样性和组成的影响

香柱菌属Epichloë内生真菌存在于宿主植物地上部组织,不仅能提高宿主植物对生物与非生物逆境的抗性,而且能对周围环境中的微生物产生影响。该研究以染内生菌(endophyte-infected,EI)和不染菌(endophyte-free,EF)苇状羊茅Festuca arundinacea为实验材料,探究内生真菌和不同水平盐碱胁迫处理对宿主根系丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落多样性和组成的影响。结果表明,内生真菌和盐碱胁迫处理对苇状羊茅根系AMF多样性影响存在交互作用。EF苇状羊茅根系AMF多样性随盐碱胁迫处理水平的增加而降低,内生真菌的存在缓解了这一效应,在200和400 mmol/L盐碱胁迫处理下,内生真菌感染增加了苇状羊茅根系AMF多样性;此外,内生真菌感染改变了苇状羊茅根系AMF群落组成,降低了优势属Funneliformis相对多度,增加了Claroideoglomus、Glomus和unclassified AMF相对多度。结构方程模型结果表明,内生真菌通过间接增加土壤总磷浓度对苇状羊茅根系AMF多样性产生影响。本研究为筛选盐碱污染区生态修复的植物-微生物共生体提供基础。     

禾草内生真菌的遗传多样性及其共生关系

 近百年的禾草内生真菌研究历经了由浅入深的过程,从最初的家畜中毒事件认识到是一种共生内生真菌存在的缘故,到如今利用分子生物学技术揭示其共生机制,人类发现这类植物内生真菌并非想象中的对生态系统无足轻重。Epichloë及其无性型Neotyphodium与禾本科植物是系统发生的互利共生关系,尤其是Neotyphodium可提高宿主抵抗环境胁迫的能力和抵御动物的取食,增强植物的竞争力。禾草内生真菌有3种生活史：有性生活史、无性生活史和兼性生活史,后者表明真菌在不同的宿主及环境下既能营有性生殖也可营无性繁殖,是一种更灵活而有效的生活史对策。对内生真菌分子系统学、生活史以及与宿主禾草协同进化的研究发现,Neotyphodium起源于禾草致病真菌Epichloë的某些种,或是Epichloë与Neotyphodium的种间杂交后代。植物和内生真菌各异的生活史策略,真菌的种间杂交,两者的协同进化亦或种群间基因流的差异,都促成了共生体多样化的基因组合（Genetic combination ）,也是其共生关系多样化的根源。内生真菌对宿主的有益作用只在特定基因型真菌、宿主和一定环境条件下才起作用,自然生态系统的共生关系要比农业系统复杂得多,是一个从互利共生至寄生关系的连续系统。未来对于更多共生体的遗传背景和基因与环境相互作用的阐明将有助于对禾草内生真菌共生关系本质更加深入的认识。     

盐性条件下植物内生真菌多样性及其生态学功能研究

<正>据统计,盐化土壤在地球上所占比例超过7%,我国盐渍土面积约9 900万hm2,土壤盐渍化对农业生产的影响已成为一个全球性的问题。盐生植物是盐渍化土壤中的天然植物类群,可显著降低土壤盐分,改善盐碱土壤肥力及土壤微生物种群结构。内生真菌生活在植物体内,可促进其宿主生长,增强宿主的抗干旱和抗病虫害能力。长期生活于盐渍化土壤中的盐生植物具有耐盐碱、耐旱等特性,其体内也因积累大量的Na+和Cl-成为一个高盐的微环境。有研究表明,内生真菌在盐胁迫条件下能促进盐生植物的生     

内生真菌与宿主植物协同调控砷胁迫作用机制研究进展

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和深色有隔内生真菌(dark septate endophytes, DSE)是植物根系中最主要的两大类内生真菌,均可与植物根系形成菌根共生体,在促进植物生长,提高重金属等胁迫抗性方面发挥着重要作用。砷(arsenic, As)及砷化合物具有较强的毒性,可在植物中富集,造成生物链毒害。本团队一直致力于内生真菌与药用植物生长、活性物质合成,砷吸收、积累关系的研究,并取得了一定的进展。结合团队现有研究和前人研究成果,本文分析归纳了砷胁迫条件下,AMF定殖对宿主植物生长和砷吸收、积累的影响;详细阐述了砷胁迫条件下,宿主植物生理活动、抗氧化系统、激素水平、转录水平响应AMF调控的变化。其后,从宿主植物细胞内、外两个方面总结内生真菌与宿主植物协同调控砷胁迫的作用机制,归纳为“生长稀释效应”“菌丝隔离”“螯合过滤”“菌根固定化(mycorrhizal immobilization)”“转运体抑制效应”“生物转化作用”和“保宿主、降氧化”等7项作用机制,并绘制了不同机制之间的作用关系图。DSE-宿主植物调控砷胁迫的研究相...     

内生真菌侵染对黑麦草种子萌发、幼苗生长及渗透胁迫抗性的影响

 以含有内生真菌的黑麦草(Lolium perenne L.)种子为材料,采用4 ℃冰箱内和20 ℃培养箱内保存18个月的方式分别构建内生真菌侵染（EI）和内生真菌非侵染（EF）的黑麦草种群,通过比较EI和EF种群在正常条件下（对照）和渗透胁迫条件下种子发芽、幼苗生长等方面的差异,探讨内生真菌对其宿主植物的直接和间接影响。结果表明：在对照和胁迫条件下,EI种子的发芽势及发芽率均明显高于EF种子,而在重度胁迫下EI植株的叶延伸速率、根系总长度高于EF植株。内生真菌对宿主植物分蘖数和生物量的变化没有促进作用,但     

内生真菌侵染对黑麦草种子萌发、幼苗生长及渗透胁迫抗性的影响

以含有内生真菌的黑麦草(Lolium perenne L.)种子为材料,采用4 ℃冰箱内和20 ℃培养箱内保存18个月的方式分别构建内生真菌侵染（EI）和内生真菌非侵染（EF）的黑麦草种群,通过比较EI和EF种群在正常条件下（对照）和渗透胁迫条件下种子发芽、幼苗生长等方面的差异,探讨内生真菌对其宿主植物的直接和间接影响。结果表明：在对照和胁迫条件下,EI种子的发芽势及发芽率均明显高于EF种子,而在重度胁迫下EI植株的叶延伸速率、根系总长度高于EF植株。内生真菌对宿主植物分蘖数和生物量的变化没有促进作用,但     

耐盐菊芋块茎内生真菌次生代谢产物的分离与结构鉴定

盐生植物菊芋(Helianthus tuberosus)是一种新型经济作物,特殊生境可能会使其内生真菌产生特殊的次生代谢产物,如结构新颖或活性显著的化合物.为研究这种耐盐植物内生真菌的次生代谢产物以及植物宿主和内生真菌之间可能存在的关系,本实验室从耐盐菊芋块茎中分离纯化出10株内生真菌,对这10株内生真菌进行抗卤虫活性筛选,初步筛选出1株抗卤虫活性良好的菌株Mucor sp.ht-7,规模发酵后通过提取分离技术得到7个化合物,用波谱手段鉴定了7个化合物的结构,对这株内生真菌和宿主次生代谢产物之间的关系进行分析探讨,并对化合物生物活性加以分析.     

渗透胁迫下内生真菌感染对黑麦草幼苗生长的影响

以含有内生真菌的黑麦草(Lolium perenne L．)种子为材料,采用4C冰箱内和20℃光照培养箱内保存18个月的方式分别构建内生真菌感染(EI)和内生真菌非感染(EF)的黑麦草种群,通过比较EI和EF种群在正常条件下(对照)和渗透胁迫条件下种子发芽、幼苗生长等方面的差异,探讨内生真菌对其宿主植物的直接和间接影响。结果表明：在对照和胁迫条件下,E1种子的发芽势均明显高于EF种子,而只在重度渗透胁迫下,E1种子的发芽率才显著高于EF种子。对于黑麦草幼苗而言,渗透胁迫下内生真菌对宿主植物的地上部分和地下部分均有增益作用,最终表现为E1种群的总生物量显著高于EF种群,其中对地上部分的促进作用表现为内生真菌的存在不仅提高了宿主叶片的延伸速率、使EI叶片比EF叶片更长、叶面积更大,而且在重度胁迫下,E1种群的分蘖数也显著高于EF种群;对地下部分的促进作用表现为EI种群的根系总长度和根干重均高于EF种群。     

植物内生真菌化感作用的研究现状

植物内生真菌能产生酚类、萜类和生物碱类等多种类型的化感物质,它们在植物的生长发育、抗生物胁迫和非生物胁迫方面发挥重要作用。对植物内生真菌的化感作用及其所产生的化感物质进行了综述,并展望了其化感作用的应用前景。     

干旱胁迫下内生真菌感染对羽茅的生理生态影响

本研究在田间环境下对感染和未感染内生真菌的天然宿主羽茅（Achnatherum sibiricum (L. ) Keng）进行了干旱胁迫实验,结果发现在干旱胁迫下,内生真菌感染对宿主植物的营养生长、生物量累积和叶绿素含量都没有显著影响,但对宿主植株光系统II光化学效率（Fv/Fm）的维持产生了有利效应。同时,内生真菌感染缓解了宿主植物细胞膜的旱害程度,表现在与未感染植株相比,感染植株的丙二醛（MDA）含量显著降低,但内生真菌的感染并未促使宿主植物体内保护酶如超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性的增加,只是显著增加了类胡萝卜素的含量。因此我们推测在羽茅中,内生真菌对宿主植物的保护作用可能更多的体现在非酶系统上。     

内生真菌及其对宿主植物生态适应性的影响

从植物-真菌的相互作用和植物体内微生态学的角度,综述近年来植物-内生真菌互作关系的研究进展,分析在生物和非生物环境因子胁迫下,植物内生真菌对宿主生态适应能力的影响及其可能的机制,特别强调将植物及其内生微生物作为一个整体研究的重要性,表明植物内生真菌作为一类重要的微生物资源,可以在增强植物的生态适应性,缓解全球气候变化对植物和人类的压力方面发挥其重要的作用,因而具有良好的应用前景。     

内生真菌对植物抗旱性的影响

内生真菌广泛地存在于植物体内,它们在植物体内的生活不会对植物引起任何感病症状,而且内生真菌侵染对植物生长、生物和非生物胁迫抗性很好的促进作用,理解内生真菌在提高植物干旱胁迫耐受性方面的作用和机理对其在缓解植物干旱胁迫中的应用有重要意义。这篇综述介绍了植物内生真菌的多样性、对植物抗旱性的影响及其作用机理等方面的研究进展。内生真菌对植物抗旱性提高的机理包括:干旱耐受、干旱回避和干旱恢复。文中还对以后的研究进行了展望。     

植物内生菌及其防治植物病害的研究进展

综述了植物内生菌及其防治植物病害的研究进展.植物内生菌分布广,种类多,几乎存在于所有目前已研究过的陆生及水生植物中,目前全世界至少已在80个属290多种禾本科植物中发现有内生真菌,在各种农作物及经济作物中发现的内生细菌已超过120种.感染内生菌的植物宿主往往具有生长快速、抗逆境、抗病害、抗动物危害等优势,比未感染内生菌的植株更具生存竞争力.植物内生菌的防病机理主要表现在通过产生抗生素类,水解酶类,植物生长调节剂和生物碱类物质,与病原菌竞争营养物质,增强宿主植物的抵抗力以及诱导植物产生系统抗性等途径抑制病原菌生长.另外,对植物内生真菌和内生细菌的分离、筛选和检测方法;利用植物内生菌控制植物病害的途径如人工接种内生菌,利用内生菌代谢产生的抗生素以及将内生菌作为基因工程的载体菌等进行了综述.同时,对植物内生菌作为生物防治因子未来发展前景及存在的问题进行了讨论.利用植物内生菌作为生物防治因子进行大田防病,需要考虑它的病理学、生态学和形态学等方面的影响.     

盐碱胁迫下AM真菌对羊草生长及生理代谢的影响

利用盆栽控制试验研究了盐碱胁迫下AM真菌对羊草生长及生理代谢的影响。结果表明,盐碱胁迫显著降低了AM真菌的侵染率与侵染强度,且具有高pH的碱胁迫的抑制效应更强。接种AM真菌一定程度上提高了胁迫下羊草幼苗的生物量及光合色素(Chl a,Chl b和Car)含量。随着盐碱胁迫浓度的增加,羊草幼苗积累了大量的Na~+,并抑制了其对K~+的吸收,接种AM真菌一定程度上降低了Na~+的积累,并缓解了胁迫下K~+含量的降低,提高NO_3~-含量从而改善羊草幼苗的离子平衡。在碱胁迫下,柠檬酸、苹果酸含量均显著提高,在盐胁迫下,仅苹果酸含量显著提高,而接种AM真菌使盐碱胁迫下有机酸含量一定程度降低。在盐碱胁迫条件下,接种AM使羊草体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性明显提高,增强宿主植物体内氧自由基的清除能力。接种AM真菌明显提高羊草幼苗抗盐碱能力,因胁迫类型不同,抗逆机理有所差异。研究结果为利用羊草进行生物改良退化盐碱草地以及菌肥的应用提供了科学依据,也为探求羊草-丛枝菌根共生体对盐碱胁迫的响应和反馈提供了数据支持。