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。     

同位素示踪技术在丛枝菌根真菌生态学研究中的应用

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。     

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。     

植酸钠对菌根真菌根内菌丝碱性磷酸酶活性及根外菌丝生长的影响

采用三室隔网培养装置,以玉米为宿主植物,接种丛枝菌根真菌(AM)(Glomus intraradices),研究了不同用量的植酸钠对AM真菌生长和代谢活性的影响．研究发现,接种AM真菌的植株地上部和根系的P浓度和吸P量,比非菌根植物的提高了1～2倍．外源植酸钠的存在,显著降低了AM真菌根内菌丝的碱性磷酸酶活性,增加了AM真菌在土壤中的菌丝密度．结果表明,外源植酸钠对根内AM真菌碱性磷酸酶活性和真菌根外菌丝的生长具有调控(增减)作用,并且AM真菌提高了植物对土壤固有养分和外源植酸钠中P的吸收和利用．     

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。     

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.     

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。     

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。     

丛枝菌根(AM)对根瘤菌趋化作用研究

对紫穗槐非接种(AM-+Rh-)、单接种根瘤菌(Rh+)、单接种AM真菌(AM+)和双接种(AM++Rh+)处理, 研究AM真菌、根瘤菌对宿主植物紫穗槐侵染情况, 并采用经过改良的根部微生物趋化试验手段研究AM真菌侵染根系后分泌物对根瘤菌的趋化性。实验结果表明：在接种AM++ Rh+情况下, 使宿主先于AM+、Rh+处理形成根瘤, 且双接种能够显著提高菌根侵染率; 在共生体形成期间, AM真菌与根瘤菌之间存在着识别互动反应和一定的信号物质, 接种AM真菌对根瘤菌有正趋化作用; 同时, 外界温度对AM真菌-宿主植物---根瘤菌三者共生体初始信号识别也起到一定的调控作用。     

不同生境下川麦冬根围土壤丛枝菌根真菌多样性北大核心CSCD

采用高通量(Illumina Miseq)测序技术对栽培和野生2种生境下川麦冬根围的丛枝菌根(AM)真菌多样性和群落结构进行测定,并结合土壤理化因子进行相关性分析,以明确两种生境下川麦冬根围土壤AM真菌多样性和优势群落的分布特点,探讨AM真菌群落分布差异的驱动因子,为AM真菌应用于麦冬生产提供理论依据和技术支持。结果表明:(1)不同生境下川麦冬根围土壤中共鉴定出AM真菌3属10种,其中野生川麦冬根围土壤鉴定出的AM真菌3属7种,分别隶属于无梗囊霉属(Acaulospora)、多孢囊霉属(Diversispora)和球囊霉属(Glomus),而栽培环境下鉴定出AM真菌1属6种,隶属于球囊霉属。2个生境优势属均为球囊霉属。(2)不同生境下川麦冬根围AM真菌之间存在显著差异,野生生境下川麦冬根围土壤AM真菌多样性指数ACE和Shannon均显著高于人工栽培生境,而Simpson指数则相反。(3)相关性分析表明,AM真菌多样性指数及群落组成结构均与土壤理化因子存在相关性,其中全钾(TK)、全磷(TP)、全氮(TN)对AM真菌多样性指数和群落结构组成均存在显著影响。研究认为,不同生境下川麦冬根围AM真菌群落存在显著差异,球囊霉属为川麦冬互利共生的关键属,TK、TP、TN是不同生境川麦冬根围AM真菌群落差异的主要驱动因子。     

农业生态系统中的AM真菌多样性

农业生态系统复杂庞大,是由如麦田生态系统、水稻田生态系统、果园生态系统、草地生态系统、保护地生态系统等组成的一个复合生态系统。重点介绍农业生态系统中丛枝菌根(AM)和AM真菌多样性,探讨农业生态系统中调控AM真菌多样性的途径以及今后研究的动向。     

The impact of arbuscular mycorrhizal fungi on plant growth following herbivory: A search for pattern

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi can facilitate nutrient uptake and increase host plant growth but also place constraints on the host's carbon budget. When plants are stressed by herbivory the net effect of the symbiosis may be altered tolerance. Individual experiments manipulating AM fungi and herbivory have demonstrated increased, decreased, and no effect on tolerance but patterns with respect to plant, herbivore, or fungus characteristics have not emerged. Meta-analysis of published results from factorial experiments was used to describe the size of the effects of herbivory and of AM fungi on host growth when factors such as cause of damage, inoculum, and host characteristics are considered, and to determine whether AM fungi alter the effects of herbivory. Also, the correlation between the effect of AM fungi on tolerance and resistance was tested with data from studies that examined insect performance. Herbivory strongly and consistently reduced shoot and root growth, especially in perennial plants and crops. AM fungi increased shoot growth of perennials but not annuals, and when insects caused damage but not when artificial defoliation was applied. Root growth was consistently greater with AM fungi. The interaction of AM fungi and herbivory, which indicates whether AM fungi alter the effects of herbivory, was variable and never significant overall but homogeneity tests indicated underlying structure. In experiments that used single species inoculum, Glomus intraradices increased, whereas Glomus mosseae reduced, effects of herbivory on shoot growth. Multispecies inocula magnified effects of herbivory on root growth whereas single species inocula ameliorated effects. The impact of AM fungi on resistance to herbivory was positively correlated with the impact on tolerance; however AM fungi reduced both tolerance and resistance in many cases. Review of these results with respect to the types of systems studied suggests directions for future investigation.     

Changes of AM Fungal Abundance along Environmental Gradients in the Arid and Semi-Arid Grasslands of Northern China

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi are ubiquitous symbionts of higher plants in terrestrial ecosystems, while the occurrence of the AM symbiosis is influenced by a complex set of abiotic and biotic factors. To reveal the regional distribution pattern of AM fungi as driven by multiple environmental factors, and to understand the ecological importance of AM fungi in natural ecosystems, we conducted a field investigation on AM fungal abundance along environmental gradients in the arid and semi-arid grasslands of northern China. In addition to plant parameters recorded in situ, soil samples were collected, and soil chemo-physical and biological parameters were measured in the lab. Statistical analyses were performed to reveal the relative contribution of climatic, edaphic and vegetation factors to AM fungal abundance, especially for extraradical hyphal length density (HLD) in the soil. The results indicated that HLD were positively correlated with mean annual temperature (MAT), soil clay content and soil pH, but negatively correlated with both soil organic carbon (SOC) and soil available N. The multiple regressions and structural equation model showed that MAT was the key positive contributor and soil fertility was the key negative contributor to HLD. Furthermore, both the intraradical AM colonization (IMC) and relative abundance of AM fungi, which was quantified by real-time PCR assay, tended to decrease along the increasing SOC content. With regard to the obvious negative correlation between MAT and SOC in the research area, the positive correlation between MAT and HLD implied that AM fungi could potentially mitigate soil carbon losses especially in infertile soils under global warming. However, direct evidence from long-term experiments is still expected to support the AM fungal contribution to soil carbon pools.     

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。     

我国北方农田土壤中AM真菌的多样性

AM真菌是农业生态系中一类重要的土壤微生物,它在农田土壤中的发生和分布受多种环境因素的影响。为深入了解我国北方农田土壤中AM真菌的多样性规律,于2000年在河北、山东的农田土壤中采集有代表性的土样127个。通过进一步扩繁、纯化,从中分离出AM真菌5属22种,鉴定了20个种,包括一个国内新记录种沾屑球囊霉(Glomus spurcum)。分析AM真菌的多样性特点及其影响因素发现,农田土壤中以球囊霉属(Glomus)的频度最高,其次为无梗囊霉属(Acaulospora);优势种类为幼套球囊霉(Glomus etunicatum)和摩西球囊霉(Glomus mosseae).土壤速效磷含量、pH状况主要对孢子密度产生影响,对种群分布影响不大。宿主植物类型对AM真菌的侵染状况和多样性影响较大;比较玉米(Zea mays)、甘薯(Ipomoea batatas)根区AM真菌的种群组成后发现两者有所不同,但优势种一致.     

Inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi: the status quo in Japan and the future prospects

Inoculation of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi has potential benefits in not only sustainable crop production but also environmental conservation. However, the difficulty of inoculum production due to the obligate biotrophic nature of AM fungi has been the biggest obstacle to putting inoculation into practice. Nevertheless, several companies have sought to produce inoculum of AM fungi. Firstly in this review, the present status of inoculum production and its use in Japan is described. Secondly, although the effectiveness of inoculation is primarily limited by environmental and biological factors, some possible ways to improve inoculation performance are discussed. Approaches include use of chemicals to increase spore germination and colonization and soil application of charcoal to provide a microhabitat for AM fungi to colonize and survive.     

AM真菌在草原生态系统中的功能

AM真菌是土壤生态系统中重要的微生物类群,能与陆地生态系统中80%以上的高等植物建立共生体系。目前,AM真菌在维持草原生态系统稳定性中的功能已经成为生态学研究的热点问题之一。基于此,从植物个体、种群、群落和生态系统等不同层次探究AM真菌在维持植物群落多样性和草原生态系统稳定性中的功能。分析发现在个体水平上,AM真菌对宿主植物具有促生效应、抑制效应或中性效应。在种群水平上,分析AM真菌对不同宿主植物吸收土壤矿质营养的分配和调控策略,围绕构成草原植被的两大组成成分:牧草和有毒植物,论述AM真菌对植物种群增长和衰败的调控机制,并从草原植物群落的物种多样性和稳定性角度,探讨AM真菌与植物群落之间的相关性。在生态系统水平上,围绕AM真菌对草原生态系统的演替和退化草原的修复等展开论述,以期为利用AM真菌开展草原生态系统保护和恢复治理提供理论依据,并对草原菌根生态学领域未来的研究进行展望。     

土壤因子对野生植物AM真菌的影响

1　引　　言关于生态因子对ＡＭ真菌发生和分布的影响 ,国内外均有报道[1,2 ,7] ,张美庆等[6] 比较系统地研究了我国东、南沿海七省ＡＭ真菌的生态分布 ;吴铁航[5] 报道了几种土壤因子对栽培作物根围内ＡＭ真菌分布的影响 .本文主要介绍土壤类型、质地、营养状况、ｐＨ等对野生植物根围ＡＭ真菌的侵染、孢子密度和种属分布的影响 .2　研究地区与研究方法2 1　研究地区概况山东省位于 33°2 5′～ 38°2 3′Ｎ ,114°36′～ 12 2°4 3′Ｅ之间 ,属暖温带大陆性季风气候 ,年平均气温 11～ 14℃ ,年平均降水量为 5 5 0～ 95 0ｍｍ .根据地貌不…