水分胁迫和接种菌根真菌对青冈栎根系形态的影响

以石漠化地区造林树种青冈栎幼苗为试验材料,在盆栽条件下,分别用内生菌根真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae,Gm)、根内球囊霉(Glomus intraradices,Gi)、外生菌根真菌彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,Pt)和3种菌根真菌混合菌剂进行接种,利用根系扫描仪Epson Perfection V700和根系分析软件WinRhizo,研究了正常水分、中度干旱和重度干旱条件下菌根真菌对青冈栎幼苗根系形态的影响。结果表明:在土壤干旱条件下,接种菌根真菌使青冈栎根系生物量、总根长、根表面积和根体积显著增加,使根平均直径减小;在土壤中度干旱胁迫下,Pt处理根表面积显著高于Gm和Gi处理,而根平均直径显著小于Gm和Gi;在重度干旱胁迫下,Pt处理根生物量和根体积显著小于Gm和Gi,根平均直径显著大于Gm和Gi;相关性分析表明,菌根侵染率与根生物量和总根长呈极显著正相关。本研究表明,在干旱条件下,菌根真菌可改变青冈栎幼苗根系形态,促进碳水化合物向根系积累和分配。     

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.     

构树幼苗对接种丛枝菌根真菌的生长响应

利用石灰岩适生植物构树进行菌根真菌摩西球囊霉(GM)、地表球囊霉(GV)和透光球囊霉(GD)的单独接种(SI)、混合接种(CI)和不接种(N)处理试验,测定了构树幼苗生长3个月后的形态及生长指标.结果表明:接种VA真菌促进了宿主构树的生长,单株地上部分、地下部分生物量和全株生物量等生长指标均较对照组显著提高,4种处理下构树幼苗生物量较对照提高了2.49～8.19倍,其中CI处理生物量最大,而单株叶片数目与对照组没有显著差异.不同接种处理的构树幼苗生长响应不同.在SI处理中,GD对构树幼苗生长效应最大,而CI处理较SI处理对构树幼苗的促进效应更加明显.CI处理中地径、苗高和总叶面积分别是对照组的1.5、2.2和6.0倍.各处理中根冠比最大的为CI(0.446).说明宿主植物与菌种存在一定的选择性.     

接种菌根真菌对青冈栎水分吸收的贡献

为揭示丛枝菌根真菌对喀斯特地区植物水分吸收的贡献,用摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)接种青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)幼苗,利用根系分室装置,使相邻青冈栎之间仅通过菌根菌丝网络连接,用稳定氢同位素作为标记物,估算菌根网络对青冈栎幼苗水分传输的贡献。结果表明,青冈栎根外菌丝可延伸至根外10~15 cm,根际土壤中氢稳定同位素丰度与菌丝密度呈显著正相关。在土壤干旱期间,相邻青冈栎植株之间能够通过菌根网络输导水分。利用混合线性模型公式估算菌根网络水分输送贡献,结果显示,受体室青冈栎植株水分中约1.7%~2.2%是通过菌丝传输作用从供体室吸收,这对于生长在土层浅薄且存在地质性干旱的喀斯特地区植物而言具有积极作用。     

内生真菌和丛枝菌根真菌对羊草生长的影响

该研究比较了摩西球囊霉(Glmous mosseae)和幼套球囊霉(Glmous etunicatum)两种丛枝菌根真菌和内生真菌单独及混合接种对羊草(Leymus chinensis)生长的影响。结果表明, 内生真菌对2种菌根真菌的侵染均无显著影响, 内生真菌可极显著增加羊草的分蘖数、地上生物量、总生物量。内生真菌与菌根真菌之间的相互作用因菌根真菌种类而不同, 幼套球囊霉对宿主植物生长无明显影响且和内生真菌之间也无明显的相互作用; 单独接种摩西球囊霉显著增加羊草的地上、地下和总生物量, 当其与内生真菌共同存在时, 二者之间存在一定的拮抗作用。冗余分析结果表明, 在内生真菌-AM真菌-羊草共生体中, 内生真菌对宿主植物生长的影响最大, 摩西球囊霉对宿主植物生长也有一定的贡献, 幼套球囊霉对宿主植物生长无明显影响。     

丛枝菌根对喜树幼苗生长和氮、磷吸收的影响

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。该文通过温室盆栽接种试验,观察了2属6种丛枝菌根真菌即蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea)、光壁无梗囊霉(A. laevis)、木薯球囊霉(Glomus manihot)、地表球囊霉(G. versiforme)、幼套球囊霉(G. etunicatum)和透光球囊霉(G. diaphanum)对喜树幼苗生长和氮、磷养分吸收的影响。结果表明,丛枝菌根的形成对喜树幼苗的生长以及氮、磷营养的吸收均有影响。从生物量看,除幼套球囊霉和光壁无梗囊霉侵染形成的丛枝菌根喜树幼苗与无菌根幼苗(CK)差异不显著外,其余菌根幼苗的生物量均明显大于无菌根幼苗,透光球囊霉和蜜色无梗囊霉菌根幼苗尤为突出,分别达到无菌根幼苗的1.9和1.4倍。丛枝菌根的形成似乎不利于喜树幼苗的氮素营养吸收,并且主要体现在叶片的氮含量上。相反,丛枝菌根形成总体上促进喜树幼苗对磷素营养的吸收,并且主要体现在根的磷含量上。与无菌根幼苗比,所有菌根幼苗根的氮、磷分配比例增加,而叶片的氮、磷分配比例减少。     

接种后共培养时间对丛枝菌根喜树幼苗喜树碱含量的影响

在前期工作中利用蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea)和根内球囊霉(Glomus intraradices)从接种时期角度分析了喜树碱含量与菌根形成过程对应关系的基础上,通过温室盆栽接种试验,继续观察了这两种丛枝菌根真菌接种后与喜树(Camptothecaacuminata)幼苗的共培养时间对喜树幼苗喜树碱积累的影响。分别用两种菌根真菌每隔7d接种一批喜树幼苗,第5批接种7 d后采样,获得菌根真菌与喜树幼苗共培养时间分别为35、28、21、14、7 d的喜树幼苗样品,测定了菌根浸染状况和喜树碱含量。结果表明:(1)接种两种丛枝菌根真菌均促进了喜树幼苗喜树碱的积累,表现为喜树碱含量和产量(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。(2)从接种后共培养时间的效果看,两种菌根幼苗各器官(根、茎、叶)及全株喜树碱含量和产量均呈现随着丛枝菌根真菌与喜树幼苗共培养时间的增加而增加的趋势。两种菌根幼苗的根和茎、根内球囊霉菌根幼苗的叶片和全株的的喜树碱含量和产量,在共培养时间增加至21 d时趋于稳定,而蜜色无梗囊霉菌根幼苗的叶片和全株的喜树碱含量和产量在共培养时间增加至28 d时达到最高,其后略有降低。(3)两种丛枝菌根真菌的侵染率和侵染强度同样随共培养时间的增加而增加,至共培养28 d后无显著变化。在一定共培养时间范围内,喜树碱含量和产量的变化与丛枝菌根真菌的侵染及菌根形成之间具有对应性。     

分根培养系统中AM真菌抑制大豆胞囊线虫病的效应

在分根培养系统中将大豆(Glycine max Merrill)幼苗接种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae)、幼套球囊霉(G.etunicatum)或/和大豆胞囊线虫(SCN,Heterodera glycines)后,定期测定大豆根系中AM真菌及线虫侵染率、病情指数、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3-葡聚糖酶及几丁质酶活性的动态变化。结果表明,将大豆胞囊线虫与AM真菌接种于分根培养系统同一室或分别接种于不同室,AM真菌均能显著降低大豆病情指数和线虫侵染速率,且将二者接种同一室处理的效果大于不同室处理;与只接种SCN的处理相比,接种摩西球囊霉和幼套球囊霉3周后在同室接种SCN处理的根围土壤中胞囊数、根上胞囊数和根内线虫数分别降低了47.4%、58.9%、46.6%和50.5%、67.0%、57.5%,表明AM真菌能显著抑制线虫的发育;摩西球囊霉和幼套球囊霉在一定时间段内诱导了大豆根系过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶、β-1,3-葡聚糖酶及几丁质酶的活性。摩西球囊霉和幼套球囊霉能够诱导大豆植株抵抗大豆胞囊线虫的侵染,既能在同一室的根围局部与SCN竞争侵染位点,又能对不同室的根系诱导产生防御性酶,推测摩西球囊霉和幼套球囊霉拮抗SCN的效应既是局部的,也是系统性的。     

丛枝菌根真菌对黄花蒿生长及药效成分的影响

通过盆栽接种试验,研究丛枝菌根（AM）真菌对药用植物黄花蒿的生长、营养吸收和药效成分的影响.结果表明：接种摩西球囊霉和地表球囊霉增加了黄花蒿对N、P、K的吸收,及叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、茎粗和地上生物量,尤其以接种摩西球囊霉的促进作用更强;接种摩西球囊霉后植株茎、小枝和叶中的青蒿素含量分别提高了32.8%、15.2%和19.6%,接种地表球囊霉后分别提高了26.5%、10.1%和14.9%;接种摩西球囊霉和地表球囊霉的黄花蒿地上部的挥发油收油率比未接种的分别提高45.0%和25.0%,而且挥发油成分发生了改变.     

西藏高原天然长芒草地丛枝菌根真菌接种效应

采用草地均匀打孔方法,就草地土壤未消毒条件下接种丛枝菌根（AM）真菌对长芒草(Stipa bungeana)的侵染效应以及对植物生长、吸磷效率、土壤微生物区系等的影响进行研究.结果表明,1)接种处理、不接种处理的菌根效应存在着明显的差异,多数接种处理根围土壤AM真菌孢子密度、菌根侵染率和侵染强度显著提高,但对丛枝丰度的影响相对较低.2)接种后AM真菌孢子密度对菌根侵染率具有极显著影响(r=0.7679**);随菌根侵染率的增加,植株总干物重和吸磷总量均呈极显著提高,r值分别为0.7556**、0.8018**.3)与植株地上部相比,接种AM真菌对提高根系干物重、根系吸磷量和含磷量的促进作用相对较大.4)多数接种处理根际土壤酸性磷酸酶、碱性磷酸酶活性均呈一定程度的提高,根际土壤细菌数量显著增加,真菌、放线菌的数量变化则不甚明显.5)各接种处理对寄主植物的综合侵染效应在总体上呈Glomus mosseae+G. intraradices+Scutellospora calospora＞G. mosseae+G. aggregatum＞Glomus sp.＞G. mosseae＞G. mosseae+ G. etunicatum+G. intraradices+S. erythropa＞G. geosporum的趋势.     

菌根化育苗对大棚黄瓜生长发育和果实品质的影响

以Glomus versiforme （GV）、Glomus mosseae（GM）和Glomus intraradices（GI）3种丛枝菌根菌及其混合菌种GM+GV、GM+GI、GV+GI和GM+GV+GI接种黄瓜幼苗,进行菌根化育苗,研究菌根化育苗对黄瓜的生长发育、产量和品质的影响.结果表明,接种的丛枝菌根菌均能与黄瓜幼苗根系形成菌根,侵染率高达41.74%～55.69%.其中,GV、GM、GM+GV、GM+GV+GI 和GV+GI是黄瓜的优势菌种,与对照相比,壮苗指数提高了58.14%～123.6%,前期产量增加了21.71%～37.87%,总产量增加了19.72%～34.41%.接种GM+GV和GV+GI处理可显著地提高黄瓜果实中Vc的含量,分别比对照提高了22.84%和21.95%;接种GV、GV+GI和GI处理可显著提高黄瓜果实中可溶性糖含量,分别比对照提高了13.79%、10.20%和8.25%;接种GV和GM+GI处理黄瓜果实中的氨基酸含量,分别比对照提高了47.66%和23.19%,蛋白质含量提高了17.67%～34.79%.     

Cu2+污染土壤接种AM真菌对紫云英生长的影响

通过5个土壤Cu2 水平(0,20,50,100,150mgkg-1)的盆栽试验,研究了不同土壤Cu2 水平接种AM真菌对紫云英生长的影响。结果表明:(1)随着土壤Cu2 水平升高,紫云英生物量下降,与未接种相比,接种AM真菌明显提高了紫云英的生物量,接种G.intraradices对紫云英生物量的提高比接种G.mosseae更为明显,两者间呈显著性差异。(2)随着土壤Cu2 水平升高,紫云英根段浸染率下降,菌丝琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶活性也下降。(3)在相同土壤Cu2 水平接种不同的AM真菌,紫云英根段浸染率有显著差异,接种G.intraradices的紫云英根段浸染率显著高于接种G.mosseae的处理,其菌丝琥珀酸脱氢酶活性及碱性磷酸酶活性也显著高于接种G.mosseae的处理。(4)接种G.intraradices能显著抑制Cu2 从紫云英地下部分向地上部分的运转,降低Cu2 的毒害,接种G.mosseae相对促进了Cu2 的运转。以上结果显示,Cu2 污染土壤中接种G.intraradices对紫云英生长具有促进作用。     

以新鲜根段进行AM真菌的分子检测及竞争性侵染研究

运用nested-PCR技术和AM真菌特异性引物,建立了用新鲜植物根段直接检测AM真菌的分子生物学方法。以真核生物通用引物LR1和NDL22对混合接种的西红柿新鲜根段进行第1次扩增,将其产物进行稀释,再分别以Glomus intraradices 和Glomus mosseae的种特异性引物8.22和5.25进行第2次扩增。在琼脂糖凝胶上观察到AM真菌种特异性条带;运用该技术检测出混合接种时同一根段内不同的AM真菌,并探讨了真菌在植物根部的竞争性侵染。用盆栽方式种植西红柿,混合接种G. intraradices 和G. mosseae,在1个月后,前者侵染占优势。     

The interaction with arbuscular mycorrhizal fungi or Trichoderma harzianum alters the shoot hormonal profile in melon plants

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and Trichoderma harzianum are known to affect plant growth and disease resistance through interaction with phytohormone synthesis or transport in the plant. Cross-talk between these microorganisms and their host plants normally occurs in nature and may affect plant resistance. Simultaneous quantification in the shoots of melon plants revealed significant changes in the levels of several hormones in response to inoculation with T. harzianum and two different AMF (Glomus intraradices and Glomus mosseae). Analysis of zeatin (Ze), indole-3-acetic acid (IAA), 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC), salicylic acid (SA), jasmonic acid (JA) and abscisic acid (ABA) in the shoot showed common and divergent responses of melon plants to G. intraradices and G. mosseae. T. harzianum effected systemic increases in Ze, IAA, ACC, SA, JA and ABA. The interaction of T. harzianum and the AMF with the plant produced a characteristic hormonal profile, which differed from that produced by inoculation with each microorganism singly, suggesting an attenuation of the plant response, related to the hormones SA, JA and ethylene. These results are discussed in relation to their involvement in biomass allocation and basal resistance against Fusarium wilt.     

Are there benefits of simultaneous root colonization by different arbuscular mycorrhizal fungi?

Arbuscular mycorrhizal fungal (AMF) communities were established in pots using fungal isolates from a single field in Switzerland. It was tested whether multispecies mixtures provided more phosphorus and supported greater plant growth than single AMF species. Two host plants, medic (Medicago truncatula) and leek (Allium porrum), were inoculated with three AMF species (Glomus mosseae, G. claroideum and G. intraradices), either separately or in mixtures. The composition of the AMF communities in the roots was assessed using real-time PCR to determine the copy number of large ribosomal subunit genes. Fungal communities in the roots were usually dominated by one AMF species (G. mosseae). The composition of the communities depended on both plant identity and the time of harvest. Leek colonized by a mixture of G. claroideum and G. intraradices acquired more P than with either of the two AMF separately. Direct evidence is provided for functional complementarity among species within the AMF community colonizing a single root system. Competition among the species poses a major challenge in interpreting experiments with mixed inoculations, but this is greatly facilitated by use of real-time PCR.     

丛枝菌根真菌种间差异对柚苗营养生长及矿质含量的影响

在温室盆栽条件下研究了3种AM真菌Gigaspora margarita、Glomus mosseae和Glomus versiforme对长寿沙田柚(Citrus grandis cv. Changshou Shatian You)无菌苗营养生长及矿质含量的影响.结果表明,接种AM真菌的植株均有效地被感染;与对照相比,接种AM真菌能显著促进植株地上和地下部分生长,尤其促进了须根的生长,接种Glomus mosseae处理的主根长度比对照增加了22.7％,侧根数量增加了35.7％,须根数量和总长分别增加了160.8％和103.2％;接种AM真菌显著地提高了叶片的N、P、K、Ca、Mg、Zn、Cu和Mn含量,与对照相比,3种真菌处理的P含量分别增加了46.8％、88.7％和32.3％.3种AM真菌处理中,以接种Glomus mosseae处理营养生长最好,菌根依赖性最大,矿质元素N、P、K、Ca、Zn和Cu的含量最高,其效应顺序为Glomus mosseae＞Gigaspora margarita＞Glomus versiforme,可见,3种AM真菌对长寿沙田柚生长均有正效应,以Glomus mosseae最为显著,为长寿沙田柚适宜的优良菌种（株）.