互惠共生微生物：新资源，新技术，新机遇，新挑战

2020年9月联合国环境规划署发布《全球生物多样性展望-5》(GBO-5)报告,助力世界实现协商一致的愿景——到2050年“与自然和谐相处”。其实,原本地球上的所有生物都是相互依存、互惠共生于地球村的,尽管存在少数“坏分子”。但由于人类的贪婪,过度扩张才导致地球“千疮百孔”的面貌,严重威胁到人类文明可持续发展。通过最近20年的研究,互惠共生微生物(mutualistic symbiotic microbes,MSM)从其丰富的群落多样性到种质新资源、从多种多样的生理生态功能到作用机制、从基础探究到新技术研发,为实现人与自然和谐相处的愿景提供了新机遇,同时也面临新挑战。令人可喜的是,中国在MSM研究领域取得了令世人瞩目的成果。《微生物学通报》于2020年11期特别推出了“互惠共生微生物专栏”,旨在展现中国MSM研究的最新进展和成果,促进生物共生学的发展壮大。     

丛枝菌根真菌提高植物抗逆性的效应及其机制研究进展

丛枝菌根（arbuscularmycorrhizal,AM）真菌是土壤中重要的生物成员之一,对植物具有多种有益效应。AM真菌的基本功能之一是增强植物的抗逆性,在全球气候变化的今天尤其重要。本文总结了AM真菌降低温度胁迫、水分胁迫、盐胁迫、重金属胁迫、病虫害、以及杂草对植物造成的危害和提高植物抗逆性的效应;阐述了AM真菌提高植物抗逆性的作用机制;并讨论了当前该领域研究存在的难题及今后的展望。旨在为探讨提高植物抗逆性策略与途径提供参考。     

菌根真菌的生理生态功能

菌根真菌是土壤中重要生物成员之一,不仅具有丰富的遗传多样性和物种多样性,其功能也是丰富多样,主要体现在：1）影响陆生植物起源、进化、演化与分布;2）促进植物的生长发育;3）提高植物的抗逆性;4）修复污染与退化土壤、改善土壤质量与健康状况;5）促进农林牧业的生产;6）保持生态平衡、稳定生态系统及其可持续生产力.随着技术发展和研究的深入,菌根真菌新功能将会不断被发现.     

丛枝菌根真菌与放线菌对辣椒和茄子的促生防病效应

丛枝菌根真菌(AMF)和植物共生放线菌(PSA)具有促进植物生长、抑菌、抗逆和防病等作用.然而,AMF与PSA之间是否能协同发挥促生防病作用值得探究.本试验旨在评价AMF和PSA对茄科蔬菜的促生防病效应,获得高效AMF+PSA组合.温室盆栽试验采用辣椒(羊角椒)和茄子(黑冠长茄子),分别接种和不接种AMF摩西斗管囊霉(Fm)、变形球囊霉(Gv)、PSA浑圆链霉菌(H6-1)、娄彻氏链霉菌(S2-2)、珊瑚链霉菌(D11-4)和病原真菌灰葡萄孢,共48个处理,测定各处理植株生长、发病和根系共生体发育状况等.结果表明: Fm与PSA能相互促进侵染定殖,而Gv与PSA相互抑制.与不接种对照相比,接种AMF、PSA和AMF+PSA各处理均能不同程度地提高辣椒和茄子植株的光合性能、根系活力和生长量.接种病原真菌条件下,接种AMF和PSA处理均显著促进植株生长,降低植株的病情指数,其中,PSA的促生防病效应大于AMF,Fm+H6-1组合对辣椒的促生防病效果最好,对灰霉病的防效达69.1%;Fm+D11-4对茄子的促生防病效果最佳,对灰霉病的防效达75.5%.在本试验条件下,Fm+H6-1和Fm+D11-4分别是辣椒和茄子促生防病的高效组合,有待进一步开展田间试验.     

AM真菌生活史、遗传特性与纯培养的生物学基础

<正>丛枝菌根(AM)真菌可能是地球上最古老的通过无性繁殖后代的多核生物,属于单元类群。基于AM真菌分子特征的研究进展,Schü?ler等在真菌界(Fungi)建立一个新门——球囊菌门Glomeromycota,并提出了AM真菌最新分类系统:包括1个纲,4个目,7个科,9个属,200余种。虽然该类真菌的分类地位越来越高,但对其生活史和遗传特性了解甚微,而且目前尚未获得纯培养。     

菌根—植物界最广泛的一种共生体

豆科植物的根瘤和根瘤菌已为人们所了解,但菌根对很多人尚很陌生。其实它们两家还是亲戚呢。豆科植物的根瘤是根瘤(细)菌与豆科植物根系建立的一种共生体;而菌根则是真菌与植物根系构成的互惠共生体。前者家族成员比较少,而后者家族庞大。菌根有外生菌     

目前AM真菌培养特性方面研究的基本概况*

从盆钵培养、双相培养和纯培养3个层次讨论了当前探索丛枝菌根(AM)真菌培养特性的研究现状,并探讨了当前培养AM真菌的动向与展望。     

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。     

菌根食用菌研究进展

与植物根系共生的菌根食用菌（edible mycorrhizal fungi,EMF）,具有较高的营养价值、经济价值和生态价值。总结了菌根食用菌（EMF）种质资源分布与利用、生理与生态学研究、驯化与栽培技术研究最新进展,分析了我国EMF开发利用所面临的挑战与机遇,探讨了EMF研究动向与发展前景。     

丛枝菌根真菌对玉米和棉花内源激素的影响

在温室盆栽条件下研究了丛枝菌根（Ａｒｂｕｓｃｕｌａｒ ｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｓ,ＡＭ）真菌：Ｇｉｇａｓｐｏｒａ ｒｏｓｅａ Ｎｉｃｏｌ．＆ Ｓｃｈｅｎｃｋ、Ｇｌｏｍｕｓ ｍｏｓｓｅａｅ（Ｎｉｃｏｌ．＆ Ｇｅｒｄ．）Ｇｅｒｄｅｍａｎｎ ＆ Ｔｒａｐｐｅ和Ｇｌｏｍｕｓ ｖｅｒｓｉｆｏｒｍｅ （Ｋａｒｓｔｅｎ）Ｂｅｒｃｈ对玉米和棉花植株内源激素的影响。结果表明,ＡＭ真菌在正常供水和干旱条件下均能显著提高