镧对丛枝菌根发育的影响

稀土元素在一定剂量下具有增加作物产量、改善品质的作用,为了评价镧元素对丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌侵染和产孢的影响,研究于温室盆栽条件下,以0、0.001、0.005、0.025、0.125、0.625mmol/L氯化镧溶液分别浇灌接种与不接种AM真菌Glomus mossea的白车轴草Trifolium repens,每次浇灌200mL,共6次,定期测定各处理白车轴草生物量、植株氮、磷和钾含量、AM产孢和侵染率等。结果表明,无论接种与否,镧处理均显著增加了白车轴草生物量、植株氮、磷和钾含量,接种AM真菌的白车轴草生物量和养分含量均显著优于未接种对照。随着镧浓度的增高,接种AM真菌植株的氮、磷和钾含量先上升再下降,镧浓度为0.005mmol/L时氮、磷和钾吸收量最高,分别为68.3、9.1、106.0mg/g。不同浓度镧对根系侵染率及孢子密度产生不同影响,随着镧元素浓度升高,侵染率及孢子密度呈现先升高后降低的趋势;镧浓度为0.005mmol/L时,侵染率最高(82%),孢子密度最大(8.03个/g)。     

城市生态系统中丛枝菌根真菌侵染状况及群落特征

作者采集了北京、青岛、济南、南京、武汉和贵阳6个城市中部分大学校园高羊茅Festuca elata、城内公园大叶黄杨Euonymus japonicus及郊区公园连翘Forsythia suspensa根区土样,测定菌根着生状况和丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）AM真菌孢子密度,形态鉴定AM真菌种类,测定AM真菌种丰度、多样性指数及群落结构等。除从北京中国人民大学校园草坪和南京下马坊公园的大叶黄杨根系上未见丛枝结构外,其他根系样品均观测到典型的丛枝和泡囊结构,丛枝着生率较低,且多为A-型。各城市大多数样品的菌根总侵染率、丛枝着生率和泡囊数分别低于40%、5%和1/mm。北京中国人民大学草坪根系菌根总侵染率显著低于其他城市校区的。除北京香山的连翘和济南山东大学的高羊茅上的种丰度、Shannon指数、以及北京紫竹院公园大叶黄杨上的孢子密度之外,青岛市的3种植物上AM真菌的孢子密度、种丰度和Shannon指数均高于其他城市的。各校园草坪中相同的AM真菌种类较少,但放射球囊霉Glomus radiatum分布频率100%,为校园草坪中的优势种。城市公园以青岛中山公园的AM真菌的孢子密度和种丰度最高;郊区公园以贵阳黔灵山的孢子密度、种丰度和Shannon指数最高,武汉狮子山的种丰度和Shannon指数最低。土壤氮沉降与泡囊数量呈显著负相关,土壤压实程度与泡囊数量呈显著正相关。大叶黄杨根区土壤中AM真菌种丰度与土壤有机质含量呈显著正相关,Shannon指数与土壤pH呈显著正相关。结论认为,中国不同城市生态系统中AM真菌群落结构差异较大,氮沉降和土壤压实程度对根内泡囊数量具有不同的影响。     

互惠共生微生物多样性研究概况

所谓互惠共生微生物(mutualistic symbiotic microbes,MSM)是指能定殖其他生物构建互惠共生体系的微生物,主要包括互惠共生细菌、互惠共生放线菌和互惠共生真菌等。MSM种类繁多、分布广泛、物种多样性丰富,涉及原核生物界和真菌界等。MSM定殖人体、动物、植物、藻类或其他真菌,可构建各自相应的互惠共生体系,进而形成范围更加巨大的共生网络,发挥不可替代的生理生态功能。本文在介绍MSM概念的基础上,重点总结了MSM多样性研究进展,指出了目前研究中尚存在的问题,探讨了今后应该开展的工作,MSM多样性研究成果可望为研发MSM应用技术提供依据和材料。     

真菌与植物共生机制研究进展

真菌与植物共生是一种非常普遍、复杂和重要的生物学现象。真菌与植物共生部位、共生类型和共生结构的多样性,以及参入共生的真菌和植物多样性奠定真菌与植物共生的生物学基础。真菌与植物首先通过分子"对话"的生化机制相互识别构建共生体,进而由真菌和植物双方生理机制调控共生体发育及其生理功能,以构建稳定有效的共生体。真菌与植物的空间、营养和功能生态位很多是相近的,双方均面临相同的生态选择压力,需要共同抵抗不良生境,以适应更多环境。因此,真菌和植物通过两者共生的生态学机制增强植物抗逆性,减轻有害生物危害,提高其竞争力和生境的适应能力。真菌和植物长期的协同演化过程中,种群间的基因交流及其差异导致不同的基因组合,奠定了共生体多样化的基础与资源。此遗传学机制形成的多种遗传组合的共生体不仅使真菌和植物在各环境压力下共存,还可以不断进化发展。真菌和植物共生研究方面已形成较为完善的体系,加强真菌与植物共生理论的研究,特别是该类共生体遗传背景、基因与环境互作效应及其机制的阐明,将有助于诠释真菌与植物共生的生物学机制。     

丛枝菌根真菌和生物质炭对连作西瓜土壤肥力的影响

【背景】作为土壤改良剂生物质炭能够改善土壤条件,促进丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌侵染和植物生长发育。【目的】探究接种AM真菌配合施加生物质炭对连作土壤肥力和西瓜生长的效应。【方法】盆栽‘圆佳’西瓜(Citrullus lanatus)嫁接苗[砧木为‘全能铁甲’南瓜(Cucurbita maxima×C. moschata)],栽培基质为西瓜连作土壤,试验设接种或不接种AM真菌变形球囊霉(Glomus versiforme)并施加0%、1%、2%和4%的生物质炭,共8个处理,测定土壤理化特性、土壤酶活性、土壤微生物数量和植株生长量。【结果】接种AM真菌并施加生物质炭,可显著促进土壤大颗粒团聚体的形成和有机质的矿化,稳定土壤pH,增加土壤细菌和放线菌数量,降低真菌数量,提高土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶的活性,活化土壤矿质养分,最终促进西瓜植株的生长发育。其中,以接种变形球囊霉并施加2%?4%生物质炭组合的效应最大。两者互作在一定程度上提高了连作土壤的pH、饱和含水量及孔隙度,降低了土壤容重,有利于土壤大颗粒团聚体的形成,提高了土壤酶活性,改善了根围土壤微生物组成。【结论】 AM真菌接种配合施加2%?4%的生物质炭可以显著改善连作土壤的肥力状况。     

菌根真菌多样性与植物多样性的相互作用研究进展

菌根共生双方多样性影响着生态系统的过程与功能。菌根真菌-寄主植物之间的共生组合存在偏好性或特异性,这导致菌根真菌对寄主植物的效益差异和寄主植物对菌根真菌的利益差别：两者在互利共生过程中不仅相互选择,还存在相互促进与制约的关系(如互补与选择效应、竞争),从而在一定程度上决定生态系统的演化与发展。本文概述了植物多样性与菌根真菌多样性的相互影响,探讨了两者互作可能存在的调控因素与机制,对存在的问题和争议进行了总结,并提出了进一步研究的方向。深入阐明植物多样性与菌根真菌多样性之间的互作关系,将丰富生物共生学理论,增强菌根应用潜力及生物多样性的维持。     

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。     

AM真菌增强孔雀草耐阴性的效应

于温室盆栽不同光照条件（遮光率分别为0%、24%、48%、72%、96%）下,对孔雀草Tagetes patula进行接种丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）真菌幼套近明球囊霉Claroideoglomus etunicatum、摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae、球状巨孢嚢霉Gigaspora margarita和不接种对照处理,测定孔雀草菌根侵染率、生长指标和生理指标,旨在评价AM真菌对孔雀草耐阴性的影响。结果表明,供试AM真菌均能侵染孔雀草根系形成典型的丛枝菌根,不同遮光处理均以接种F. mosseae的侵染效果最佳,强光及弱光均不利于AM真菌侵染,当遮光率为24%时,孔雀草生长状况最佳。与不接种对照相比,接种F. mosseae显著提高了孔雀草株高、茎粗、叶面积、根冠比、比叶重、着花数和花茎,单花花期延长,提高了根系活力、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和可溶性糖含量,降低了脯氨酸含量,光补偿点下降,光饱和点升高,最大净光合速率增大。结果表明,适当遮荫有利于孔雀草生长发育,接种AM真菌能增强孔雀草对光照的适应能力,促进植株生长发育,减缓弱光造成的损伤,增强其耐阴性,且以接种F. mosseae效果最好。     

入侵植物与丛枝菌根真菌的相互作用

入侵植物的入侵改变了入侵地生物群落的结构,导致生物多样性的丧失.丛枝菌根真菌(AMF)作为陆地生态系统中土壤微生物普遍的组成部分,它的种类和组成能够影响入侵植物的生长表现.这种真菌与寄主(入侵植物)特殊的关系也暗示了AMF能够影响入侵植物的入侵.反之,入侵植物的入侵同样也会影响AMF的群落结构和功能.本文在简要总结我国入侵植物种类及其危害的基础上,着重探讨了AMF与入侵植物入侵之间的关系,即AMF对入侵植物入侵过程中的作用、入侵植物入侵后如何影响AMF以及两者之间的相互作用机制.     

微生物与其他生物的共生效应、作用机制和应用前景

生物自起源开始就与其他生物建立共生体系、营共生生活、共同发挥生理生态作用,并一直协同进化至今。微生物通过与其他生物的共生,在人类健康与发展、动物健康与生长发育、植物健康与生长发育、土壤健康与土壤肥力、环境与食品安全、生物多样性保持与生态平衡、生物的遗传与进化等方面发挥众多生理生态作用。共生微生物通过直接合成激素和抗生素等次生代谢物质、调控植物相关基因表达和调节其他生物的群落结构等作用机制来发挥其功能,在医药与健康、农林牧渔业可持续生产与发展、食品加工与储藏、生态环保与生物多样性保护等方面具有十分广阔的应用前景。