接种菌根真菌对青冈栎幼苗耐旱性的影响

利用丛枝菌根真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae)、根内球囊霉(Glomus intraradices)和外生菌根真菌彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius)对石漠化地区造林树种青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)幼苗进行接种试验。在大棚盆栽条件下模拟土壤干旱胁迫,研究菌根真菌对青冈栎生长和耐旱性的影响。结果表明:在土壤干旱条件下,接种菌根处理植株生物量显著高于未接种处理(P0.05),菌根依赖性随土壤水分含量降低而升高;未接种处理植株叶绿素含量在土壤干旱条件下显著降低(P0.05),除接种Pisolithus tinctorius处理外,其它接种处理叶绿素含量无显著变化。土壤干旱使植株体内脯氨酸和可溶性糖含量上升,在中度干旱条件下,接种处理可溶性糖含量均显著高于对照处理,接种Glomus intraradices、Pisolithus tinctorius处理脯氨酸含量显著低于对照(P0.05);在重度干旱条件下,接种Glomus mosseae和Glomus intraradices处理可溶性糖含量显著高于对照处理(P0.05),而相应的脯氨酸含量显著低于对照处理。当土壤水分含量在田间持水量55%—65%时,接种处理植株SOD、POD和CAT酶活性显著高于未接种处理(P0.05),在土壤水分含量降至35%—45%时,Glomus mosseae和Glomus intraradices处理SOD酶活性显著高于对照,并且所有接种处理POD酶活性均显著高于对照。此外,在水分干旱条件下,植株全磷和全钾含量也显著高于未接种处理(P0.05)。研究表明,丛枝菌根真菌和外生菌根真菌均能够侵染青冈栎幼苗根系;在干旱胁迫条件下,接种菌根真菌能够提高青冈栎植株生物量、抗氧化酶活性、增加植株可溶性糖含量和促进植株养分吸收,提高植株耐旱性,从而使青冈栎幼苗在岩溶干旱环境下更容易存活。     

丛枝菌根真菌对枳根系形态和蔗糖、葡萄糖含量的影响

研究丛枝菌根真菌接种(摩西球囊霉、地表球囊霉和摩西球囊霉+地表球囊霉)对盆栽枳的生长、根系形态以及蔗糖、葡萄糖含量的影响.结果表明: 3个接种处理都显著提高枳的株高、茎粗、叶片数,以及地上部和地下部生物量,诱导1级、2级和3级侧根的发生,同时增加了根系投影面积、表面积、体积和总长度(主要是0～1 cm根长),但降低根系平均直径,其中以地表球囊霉效果最明显.丛枝菌根真菌接种显著提高枳的叶片蔗糖和根系葡萄糖含量,但降低叶片葡萄糖和根系蔗糖含量.由于根系“菌根碳库”的存在,丛枝菌根真菌接种导致根系维持较高的葡萄糖和较低的蔗糖含量,从而有利于宿主根系的生长和发育,建立更优的根系形态.     

丛枝菌根真菌对石漠化地区造林苗木生长的影响

西南石漠化地区生态环境脆弱,地表土壤贫瘠干旱,植被退化严重且恢复困难,当地造林苗木成活率低,抗逆性差。为提高石漠化地区造林苗木的成活率和生长,利用丛枝菌根真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)和根内球囊霉(Rhizophagus intraradices)混合菌剂接种茶条木(Delavaya toxocarpa)、降香黄檀(Dalbergia odorifera)、香椿(Toona sinensis)、喜树(Camptotheca acuminata)和任豆(Zenia insignis)培育菌根苗,然后移栽于石漠化荒坡地,研究丛枝菌根真菌对造林苗木成活率和生长的影响。结果表明:苗木移栽一年后,5种苗木接菌处理菌根侵染率为48.5%~69.5%,均高于对照苗木;菌根苗木成活率比未接菌处理增加8.9%~14.9%,保存率比对照增加11.5%~22.6%;接菌处理株高比对照增加14.4%~44.6%,基径比对照增加7.6%~31.7%;接种丛枝菌根真菌促进了苗木养分吸收,接种植株磷含量显著高于未接种处理;接种苗木生物量显著高于未接种处理,5个树种中,香椿苗木菌根依赖性最高,达到26.0%,任豆苗木最低,为9.1%;菌根苗在石漠化生境下的成活率和生长速度高于非菌根苗,表明菌根苗木在石漠化地区植被修复中具有较好的应用前景。     

丛枝菌根化翅果油树幼苗根际土壤微环境

以我国二级濒危保护植物翅果油(Elaeagnus mollis)为供试植物, 通过温室盆栽试验, 研究接种丛枝菌根真菌对翅果油树幼苗根际土壤微生态环境的影响。试验设计分4个组: 摩西球囊霉(Glomus mosseae)单独接种组(GM)、脆无梗囊霉(Acaulospora delicata)单独接种组(AD)、混合接种组(GM + AD)、不接种的对照组(CK)。测定了菌根侵染率、生物量、根际微生物数量、土壤pH值、土壤酶活性及其对N、P营养的影响等指标。结果显示: 菌根真菌对3个接种组均有侵染, 其中, GM + AD的侵染率最大(90.5%), 生态学效应最好; 与对照组相比, 接种组的生物量均明显提高(p < 0.05), 其中GM + AD组生物量显著增加, 是CK组的2.2倍; AM菌根对根部微生物种群数量产生一定的影响, 主要是使根面上的细菌、放线菌、固氮菌的数量显著增加(p < 0.05); AM菌根使根际pH值降低, 与菌根侵染率呈显著负相关关系(p < 0.05); 接种组根际土壤磷酸酶、脲酶、蛋白酶的活性增加, 根际土壤的磷酸酶、蛋白酶的活性增加量与菌根侵染率呈极显著相关关系(p < 0.01); 接种组的根际土壤中, 可直接被植物吸收利用的N、P元素出现富集现象, 与菌根侵染率呈显著相关关系(p < 0.05)。研究表明: 丛枝菌根的形成改善了翅果油树幼苗的微生态环境, 提高了根际土壤肥力。     

低pH影响丛枝菌根真菌丛枝发育和磷的吸收

以番茄Solanum lycopersicum为寄主植物,在pH 3.7、pH 4.5、pH 5.5和pH 6.5条件下接种根内根孢囊霉Rhizophagus intraradices,分别在培养4周和7周取样测定低pH对丛枝菌根真菌(AMF)丛枝发育和磷吸收利用的影响。结果表明,当pH低于5.5时,低pH显著抑制AMF对根系的侵染和丛枝的形成,且抑制效应随pH的降低而增强;与侵染率相比,丛枝丰度随土壤pH的降低而降低的幅度更大;低pH显著降低了植株生物量;与不接种处理相比,接种AMF显著提高植株生物量;相关分析表明,在菌根侵染指标中丛枝丰度与植株生长相关性最高;方差分解分析表明,pH对植株生物量的贡献率(88%和77%,两次取样)大于AMF的贡献率(5%和8%,两次取样);低pH对碱性磷酸酶活性的影响与根系侵染有相似的趋势;AMF能显著提高地上部P浓度,而低pH显著降低地上部P浓度以及根系中LePT3、LePT4和LePT5的表达。这些结果表明,低pH对AMF与植物的共生关系有显著的抑制作用,其中对丛枝的形成与功能的抑制效应最大。     

不同施氮水平下丛枝菌根真菌对藜麦生长和根系生理特征的影响

采用盆栽实验,以藜麦品种‘亿隆1号’为实验材料,探究在不同施氮量(纯氮用分别为0、0.2、0.4和0.6g/kg)接种2种丛枝菌根真菌(AM)即摩西球囊霉(Gm)和扭形球囊霉(Gt)对藜麦及其根系生长指标以及生理指标的影响,为提高氮肥利用率提供理论依据。结果表明:(1)在0.4g/kg施氮量下,接种Gm藜麦根系侵染率和菌根依赖性最大。(2)同一接种处理下,藜麦株高、基径、叶面积、地上部生物量、总根长等根系生长指标,以及根系抗氧化酶活性均随施氮量的增加呈先增加后减小的趋势;与未接种处理相比,接种AM真菌后上述各指标均显著增加,均在0.4g/kg施氮量下达到最大值,且接种Gm的增幅大于接种Gt。(3)同一接种处理下,藜麦根系MDA含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量随施氮量的增加均呈先减小后增加的趋势;与未接种处理相比,接种AM真菌后藜麦根系MDA含量显著减小,而其根系可溶性糖含量和脯氨酸含量增加,且接种Gm根系MDA含量降幅以及可溶性糖含量和脯氨酸含量的增幅显著大于接种Gt。研究表明,适量施氮可显著增加藜麦根系摩西球囊霉和扭形球囊霉的侵染率及其菌根依赖性指数,促进藜麦地上部及根系的生长,同时增加其根系抗氧化酶活性和渗透调节物质的积累,减少了体内有害物质的积累,并以摩西球囊霉配合施氮0.4g/kg效果最佳。     

接种微生物对大豆生长及其根际土壤的影响

对沙土中的大豆接种丛枝菌根真菌及丛枝菌根真菌与解磷菌和根瘤菌联合接种, 动态监测大豆的生长状况和营养吸收情况。结果表明, 在沙土中, 根瘤菌与丛枝菌根真菌的组合效应对豆科植物营养元素的改善最为有效。接种丛枝菌根真菌以及丛枝菌根真菌与其他微生物联合应用对宿主矿质营养吸收尤其是磷吸收有明显的促进作用, 种植30 d、45 d 和64 d 接菌处理植物叶片的平均全磷含量比对照分别高1.45%、73%和56%。接种微生物使植物从土壤中吸收氮、磷、钾元素的强度比对照高, 接菌植物根际土壤养分浓度低于对照。接菌植物生物量显著高于对照, 单接种丛枝菌根真菌处理、双接种丛枝菌根真菌与解磷菌、双接种丛枝菌根真菌与根瘤菌以及丛枝菌根真菌、解磷菌与根瘤菌三种菌剂混合处理的总生物量分别比对照高出181%、134%、153%和89%。丛枝菌根真菌与解磷菌和根瘤菌三种菌剂混合接种对植物的促生作用并不明显。     

矿区分离丛枝菌根真菌对万寿菊吸Cd潜力影响

盆栽试验研究土壤不同施Cd水平(0、5、20、50μg/g)下,接种矿区污染土壤中丛枝菌根真菌对万寿菊根系侵染率、植株生物量及Cd吸收与分配的影响。结果表明:接种丛枝菌根真菌显著提高Cd胁迫下万寿菊的根系侵染率和植株生物量;随着施Cd水平提高,各处理植株Cd浓度显著增加。各施Cd水平下万寿菊地上部Cd吸收量远远高于根系Cd吸收量,在土壤施Cd量达到50μg/g时,接种处理地上部Cd吸收量是根系的3.48倍,对照处理地上部Cd吸收量是根系的1.67倍;同一施Cd水平下接种处理植株Cd吸收量要显著高于对照。总体上,试验条件下污染土壤中分离的丛枝菌根真菌促进了万寿菊对土壤中Cd的吸收,并在一定程度上增加Cd向地上部分的运转,表现出植物提取的应用潜力。     

丛枝菌根真菌对砷胁迫下棉花根系形态和生理特征的影响

以棉花品种‘大铃棉69号’为材料,通过室内盆栽试验,将两种丛枝菌根真菌根——内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,RI)和摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,FM)分别接种棉花根部,分析不同土壤砷浓度(0、100、200 mg/kg)条件下丛枝菌根真菌对棉花生长、根系特征、细胞膜透性、抗氧化酶活性以及砷在棉花体内积累和转移的影响,为丛枝菌根真菌在土壤砷污染修复中的合理应用提供理论支撑。结果表明:(1)随着砷胁迫的加重,棉花生长、根系发育、根系活力、抗氧化酶系统(SOD、POD、CAT)和渗透调节系统(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸)均受到明显抑制。(2)接种RI和FM显著提高了棉花的株高、生物量、根冠比,根系活力;降低了棉花地上和地下部的砷含量和砷转移系数;提高了棉花总根长、根表面积、根体积、根尖数、根叉数等根系形态指标,并降低其0～0.2 mm径级的根长百分比,增加其0.5～1.0 mm和1.0 mm径级的根长百分比;促使棉花叶和根中可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸等渗透调节物质含量和SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性不同程度升高,并使相对电导率、MDA含量降低;其中,摩西斗管囊霉接种效果优于根内根孢囊霉。研究发现,在土壤砷胁迫条件下,接种丛枝菌根真菌可促进棉花生长和根系发育,降低棉花体内砷浓度并抑制其向地上转移,同时激活抗氧化系统和渗透调节系统来减轻砷对棉花的毒害作用,增强棉花对土壤砷胁迫的耐受能力,且摩西斗管囊霉接种效果更佳。     

红皮云杉外生菌根菌单接种及混合接种对苗木生长的影响

以提高外生菌根真菌对红皮云杉苗木促生长效果为目的,在前期研究的基础上,采用菌株配对培养的方法对获得的云杉外生菌根真菌进行混合接种菌株组合筛选;采用沟施菌剂方法,对3年生红皮云杉移床苗进行外生菌根菌菌株组合野外混合接种试验,同时以各菌株野外单接种作为对照,研究外生菌根真菌单接种及混合接种对红皮云杉苗木生长的影响。试验结果表明:供试菌株及菌株组合对红皮云杉苗木生长均有一定的促进作用。菌株L15促生长效果最佳,接种100d苗木高生长高于对照30.88%,地径高于对照15.29%。组合L15/025与L15/009促苗木生长效果低于单接种L15的效果,高于单接种009和025的效果。接种菌株010和组合L15/025的苗木与对照相比,叶绿素含量提高差异显著,叶绿素a水平分别高于对照59.15%、54.61%,叶绿素b水平分别高于对照76.34%和67.78%。除接种菌株010的苗木外,其他处理苗木其过氧化氢酶活性与对照相比均有所降低。所有处理苗木的根系活力均低于对照。综上,外生菌根菌高效菌株与一般菌株混合接种会弱化高效菌株自身接种效果;苗木过氧化氢酶活性、苗木根系活力与苗木的生物量间无相关性。     

接种时期对丛枝菌根喜树幼苗喜树碱含量的影响

喜树(Camptotheca acuminata)是我国特有的多年生亚热带落叶阔叶树种, 因其次生代谢产物喜树碱具有良好的抗肿瘤活性而受到人们的广泛关注。通过温室盆栽接种试验, 观察了喜树幼苗不同生长时期接种蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea)和根内球囊霉(Glomus intraradices)对喜树幼苗喜树碱积累的影响。结果表明接种两种丛枝菌根真菌均促进了喜树幼苗喜树碱的积累, 表现为喜树碱产量(单株幼苗所含的喜树碱量, 喜树碱含量与幼苗生物量的乘积)的显著提高。进一步分析发现, 接种丛枝菌根真菌导致幼喜树苗喜树碱产量的提高, 早期(幼苗出土20天)接种主要是源于喜树碱含量的提高, 特别是叶片喜树碱含量的提高, 而晚期(幼苗出土60天)接种则主要是源于幼苗生物量的增加。     

翅果油树幼苗对NaCl胁迫的生理生化反应

研究了不同浓度NaCl处理对翅果油树幼苗高度、叶绿素含量、膜脂过氧化和保护酶活性的影响.结果表明,随着NaCl浓度的升高和胁迫时间的延长,幼苗高度明显受到抑制,叶绿素含量呈下降趋势.整个处理过程中,丙二醛(MDA)含量逐渐增加,但增加幅度不大,表明脂质过氧化反应水平不高.各处理浓度的叶片相对电导率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均呈上升趋势.研究表明,翅果油树幼苗在NaCl胁迫下有活性较高的膜保护酶系统,具有一定的抗盐能力.     

Arbuscular mycorrhizal fungi enhance photosynthesis, water use efficiency, and growth of frankincense seedlings under pulsed water availability conditions

Under drought conditions, arbuscular mycorrhizal (AM) fungi alter water relationships of plants and improve their resistance to drought. In a factorial greenhouse experiment, we tested the effects of the AM symbiosis and precipitation regime on the performance (growth, gas exchange, nutrient status and mycorrhizal responsiveness) of Boswellia papyrifera seedlings. A continuous precipitation regime was imitated by continuous watering of plants to field capacity every other day during 4 months, and irregular precipitation by pulsed watering of plants where watering was switched every 15 days during these 4 months, with 15 days of watering followed by 15 days without watering. There were significantly higher levels of AM colonization under irregular precipitation regime than under continuous precipitation. Mycorrhizal seedlings had higher biomass than control seedlings. Stomatal conductance and phosphorus mass fraction in shoot and root were also significantly higher for mycorrhizal seedlings. Mycorrhizal seedlings under irregular watering had the highest biomass. Both a larger leaf area and higher assimilation rates contributed to higher biomass. Under irregular watering, the water use efficiency increased in non-mycorrhizal seedlings through a reduction in transpiration, while in mycorrhizal seedlings irregular watering increased transpiration. Because assimilation rates increased even more, mycorrhizal seedlings achieved an even higher water use efficiency. Boswellia seedlings allocated almost all carbon to the storage root. Boswellia seedlings had higher mass fractions of N, P, and K in roots than in shoots. Irregular precipitation conditions apparently benefit Boswellia seedlings when they are mycorrhizal. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:10.1007/s00442-012-2258-3) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

翅果油树幼苗抗旱性

通过盆栽试验,研究不同土壤水分条件下翅果油树（Elaeagnus mollis）幼苗的生长、叶水分和丙二醛含量等各项生理指标的变化。结果表明,轻、中度干旱（30％～35％、45％～50％）胁迫时叶片含水量和叶绿素含量下降幅度较小,水势较高,丙二醛含量较低,翅果油树幼苗能保汪基本的生长,表现出耐旱植物的生理特征;在重度干旱胁迫（20％～25％）条件下,叶含水量和叶绿素含量下降较显著,水势最低,丙二醛含量最高,植株矮小,颜色发黄,表明翅果油树幼苗受到干旱伤害严重,不能正常生长。     

干旱胁迫条件下AMF促进小马鞍羊蹄甲幼苗生长的机理研究

采用温室水分控制试验,在干旱胁迫条件下,定量化研究优势丛枝菌根真菌(AMF)影响优势乡土植物小马鞍羊蹄甲(Bauhinia faberi var.microphylla)幼苗生长的机理,主要通过研究干旱胁迫条件下摩西球囊霉菌(Funneliformis mosseae)与小马鞍羊蹄甲的共生关系,阐明AMF在植物生长初期的作用。结果表明,干旱胁迫条件下,摩西球囊霉菌能够很好地侵染幼苗,侵染率高达89%—97%,并且不受水分条件影响。接种的幼苗最大光合速率、水分利用效率随着干旱胁迫程度从重度到轻度(水分从低到高)逐渐增大,相反地,叶片脯氨酸含量逐渐减小。接种显著地促进幼苗株高、叶片数、叶面积、根长、根面积等生长指标,提高幼苗各部分生物量、地上地下磷(P)含量。当含水量为60%田间持水量时,AMF促进小马鞍羊蹄甲幼苗吸收P的效果最好。接种还显著影响幼苗的生物量分配,在重度干旱胁迫时影响P分配,水分条件也显著影响幼苗的生物量分配。此外,接种和水分的交互作用对叶生物量、总生物量、生长指标以及地上部氮(N)总量影响显著。结果表明干旱胁迫条件下菌根效应显著,并在干旱条件下显著促进了小马鞍羊蹄甲幼苗的生长,这为进一步干旱河谷植被恢复提供了理论依据。     

接种外生菌根对辽东栎幼苗生长的影响

辽东栎 (Quercusliaotungensis)是中国特有的栎林树种 ,也是中国暖温带落叶阔叶林的主要优势树种之一。铆钉菇 (Gomphidiusviscidus)和臭红菇 (Russulafoetens)是在自然环境中与其共生形成外生菌根的真菌。在温室花盆中播种辽东栎种子获得辽东栎幼苗 ,并对幼苗接种铆钉菇和臭红菇合成外生菌根 ,比较了有菌根和无菌根辽东栎幼苗生长、光合蒸腾特性、氮磷含量的差异。外生菌根对辽东栎幼苗的生长有明显的促进作用 ,有菌根幼苗的生物量、株高、净光合速率和水分利用效率高于无菌根幼苗 ,蒸腾速率则相反。有菌根幼苗的氮磷含量分别为无菌根幼苗的 1.7倍和 2 .2倍 ,外生菌根的合成还改变了氮磷在幼苗器官间的分配比例 ,与无菌根幼苗相比 ,有菌根幼苗茎中的氮磷减少 ,而叶片中的磷显著增加。同时接种铆钉菇和臭红菇的生长促进效果优于单独接种。     

菌根接种对长苞铁杉幼苗生长的影响

采用天然长苞铁杉林富含菌根真菌的根际土壤,对长苞铁杉种子进行盆栽接种育苗试验,比较接种处理和未接种的长苞铁杉种子萌发率、菌根侵染率、幼苗生长、生物量分配及氮磷钾含量的差异。结果表明,外生菌根对长苞铁杉种子的萌发没有影响,对幼苗生长和氮磷钾养分的吸收有明显的促进作用,接种幼苗菌根感染率超过75%,其株高、根生物量、叶生物量和氮磷钾含量等均比对照显著增加,但对生物量在器官中的分配没有显著影响。     

接种外生菌根对辽东栎幼苗生长的影响

 辽东栎（Quercus liaotungensis）是中国特有的栎林树种,也是中国暖温带落叶阔叶林的主要优势树种之一。铆钉菇（Gomphidius viscidus）和臭红菇（Russula foetens）是在自然环境中与其共生形成外生菌根的真菌。在温室花盆中播种辽东栎种子获得辽东栎幼苗,并对幼苗接种铆钉菇和臭红菇合成外生菌根,比较了有菌根和无菌根辽东栎幼苗生长、光合蒸腾特性、氮磷含量的差异。外生菌根对辽东栎幼苗的生长有明显的促进作用,有菌根幼苗的生物量、株高、净光合速率和水分利用效率高于无菌根幼苗,蒸腾速率则相反。有菌根幼苗的氮磷含量分别为无菌根幼苗的1.7倍和2.2倍,外生菌根的合成还改变了氮磷在幼苗器官间的分配比例,与无菌根幼苗相比,有菌根幼苗茎中的氮磷减少,而叶片中的磷显著增加。同时接种铆钉菇和臭红菇的生长促进效果优于单独接种。     

Waiting for fungi: the ectomycorrhizal invasion of lowland heathlands

1.  In England, the loss of lowland heathland, a habitat of global conservation importance, is primarily due to the invasion of birch and pine. This encroachment has been researched in depth from a plant perspective but little is known about the role of mycorrhizal fungi. In lowland heathlands the resident dwarf shrubs form ericoid mycorrhizas whereas invading trees form ectomycorrhizas. Therefore, tree encroachment into heathlands can be regarded as the replacement of a resident mycorrhizal community by an invading one.
2 . This study examined how fungi form mycorrhizas with Betula and Pinus in lowland heathlands. We addressed the question of whether there are mycorrhizal fungi that mediate invasion using a molecular ecology approach to compare the mycorrhizal inoculum potential of soil at three levels of invasion (uninvaded heathland, invaded heathland and woodland) and the fungi forming mycorrhizas on tree seedlings and trees across diverse sites.
3.  We show that in lowland heathlands: (i) seedlings have severely limited access to ectomycorrhizal fungi relative to woodlands, (ii) there are few keystone spore-dispersed ectomycorrhizal fungi that can mediate tree invasion, (iii) tree seedlings can remain non-mycorrhizal for at least one year when no inoculum is present, even near saplings, and (iv) mycorrhizal seedlings achieve greater biomass than non-mycorrhizal seedlings. Within uninvaded heathland we detected only Rhizopogon luteolus , Suillus variegatus , S. bovinus ( Pinus symbionts) and Laccaria proxima (primarily a Betula symbiont).
4. Synthesis . Overall, ectomycorrhizal inoculum in lowland heathlands is rare; most tree seedlings growing in heathland soil are not mycorrhizal due to limited spore dispersal, poorly developed spore banks and weak common mycorrhizal networks. These seedlings can persist awaiting mycorrhization to boost their growth.