陆地农业生态系统丛枝菌根真菌物种多样性研究进展

丛枝菌根真菌(AMF)是一种古老的、在自然界中普遍存在的土壤微生物,能与大部分陆生植物形成互惠互利的菌根共生体.在这种共生关系中,AMF从植物获取自身生长所需碳源的同时,帮助宿主吸收氮、磷等营养物质.AMF在农业生态系统中具有重要作用,能够促进植物生长、改善作物品质、提高植物抗逆性、稳定土壤结构、维护生态平衡和维持农业可持续发展.本文总结了近几年来陆地农业生态系统AMF的研究进展,着重从我国陆地农业生态系统AMF物种多样性、AMF生物多样性时空分布特征及影响AMF多样性的因素等几个方面,综述了陆地农业生态系统AMF的物种多样性,并对以后的研究进行了展望.     

植物菌根共生磷酸盐转运蛋白

大多数植物能和丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza, AM）真菌形成菌根共生体。AM能够促进植物对土壤中矿质营养的吸收,尤其是磷的吸收。磷的吸收和转运由磷酸盐转运蛋白介导。总结了植物AM磷酸盐转运蛋白及其结构特征,分析其分类及系统进化,并综述了AM磷酸盐转运蛋白介导的磷的吸收和转运过程及其基因的表达调控。植物AM磷酸盐转运蛋白属于Pht1家族成员,它不仅对磷的吸收和转运是必需的,而且对AM共生也至关重要,为进一步了解菌根形成的分子机理及信号转导途径提供了理论基础。     

丛枝菌根共生的信号转导及其相关基因

大多数植物根系能够与某些真菌形成相互依存、互惠互利的菌根共生关系.植物在提供给丛枝菌根真菌赖以生存的碳源的同时,也通过真菌从土壤中吸取矿质营养.丛枝菌根能够促进植物生长,提高植物抗逆性和抵御外界不良环境,对提高农林业生产效率、增强生态系统稳定性及维护生物多样性具有重要的意义.菌根的形成是一系列信号分子交换传递和共生相关基因表达调控的结果.在信号转导途径中,共生受体样蛋白激酶、离子通道和钙/钙调依赖性蛋白激酶基因的表达对菌根的形成是不可或缺的.就丛枝菌根共生的信号转导机制以及信号途径中3个必需基因的结构、功能及研究现状进行了综述.     

两种基因型玉米苞叶的衰老生理特性

对大田条件下‘郑单958’（Zea mays‘Zhengdan 958’）和‘农大364’（Z.mays‘Nongda 364’）2种基因型玉米苞叶衰老过程中的生理特性进行了研究。结果表明,玉米苞叶衰老过程中,叶绿素和可溶性糖含量均呈先升后降的变化趋势,并在灌浆期达到最高值,且‘郑单958’的叶绿素降解速率高于‘农大364’;‘农大364’苞叶的可溶性糖含量在不同生育期均高于‘郑单958’。细胞膜透性和MDA含量均逐渐升高,并在蜡熟期达到最高值,其中‘农大364’细胞膜受损害程度和过氧化程度均低于‘郑单958’。苞叶中可溶性蛋白质含量呈递减趋势,在灌浆期至蜡熟期的降幅最明显,且‘郑单958’苞叶的可溶性蛋白质含量降幅低于‘农大364’苞叶。     

洪水条件下湿地植物的生存策略

洪水是自然界存在的一种普遍现象。湿地植物由于所处生境的特殊性,会经常受到周期性或永久性的洪水胁迫。在长期的适应进化过程中,湿地植物形成了一些特殊的生存策略,以适应水文条件的大幅度变化。主要的生存策略如下:1)生活史方面,植物可通过改变生长时间、繁殖方式、种子特征等避免洪水的直接伤害或利用洪水的流动起到传播扩散的作用;2)形态学特征方面,植物可通过调整根系形态、分布等将根系生长到氧气相对充足的土壤表层或形成不定根增强根系通气功能;3)解剖学方面,植物可通过改善组织孔隙度形成通气组织等改善空气传导到根系的"气体通道";4)生理生化方面,植物可通过增加碳水化合物含量以延长生存时间,释放出一些生长激素(乙烯等)以调节植物缺氧条件下的生理活动或形态、解剖方面的变化。在今后的研究中,不定根的形成机理、乙烯在通气组织形成中的作用及其过程、放射氧损失(ROL)的形成机理及其释放速率的调控等一些机理性的工作还需进一步加强。     

玉米初生根和不同层次次生根的直径和大量元素含量的比较分析

对大田条件下玉米品种'掖单13'(Zea mays 'Yedan 13')和'丹玉13'(Z. mays 'Danyu 13')初生根(包括初生胚根和次生胚根)和不同层次次生根的直径及其中的N、P、K、Ca和Mg含量进行了比较分析.分析结果表明,'掖单13'和'丹玉13'初生根直径总体上小于次生根;从第1层至第7层次生根,基本上为发生时间越晚,根直径越大;而2个品种第7层至第9层次生根基部直径的变化趋势有一定的差异.'掖单13'和'丹玉13'初生根和不同层次次生根中N、P、K、Ca和Mg含量差异显著(P<0.05);'掖单13'初生根中的N、P、K、Ca和Mg含量分别为27.36、 3.75、 14.34、 10.19和5.94 g·kg~(-1), 不同层次次生根中的N、 P、 K、 Ca和Mg含量分别为4.31～8.99、 0.91～1.29、4.07～15.27、2.35～5.42和1.52～4.06 g·kg~(-1);'丹玉13' 初生根中的N、P、K、Ca和Mg含量分别为28.65、4.65、14.54、10.33和6.04 g·kg~(-1),不同层次次生根中的N、P、K、Ca和Mg含量分别为7.41～12.70、0.84～1.27、1.81～24.69、2.46～3.73和1.12～2.73 g·kg~(-1);2个品种初生根中N、P、Ca和Mg含量均最高,K含量也显著高于第1层至第7层次生根;总体上看,不同层次次生根中的N、Ca和Mg含量随发生时间的先后呈逐渐降低的趋势,P和K含量随发生时间的先后呈逐渐增加的趋势,但2个品种间有一定的差异.研究结果显示,次生根根直径的增大与其对地上部分的固持能力有关.     

低温胁迫下丛枝菌根真菌对玉米光合特性的影响

利用盆栽试验,在15 ℃和5 ℃低温胁迫下研究了丛枝菌根（AM）真菌对玉米生长、叶绿素含量、叶绿素荧光和光合作用的影响.结果表明：低温胁迫抑制了AM真菌的侵染;接种AM真菌的玉米地上部和地下部干物质量、相对叶绿素含量高于不接种植株.与非菌根玉米相比,菌根玉米具有较高的最大荧光（F_m）、可变荧光（F_v）、最大光化学效率（F_v/F_m）和潜在光化学效率（F_v/F_o）及较低的初始荧光（F_o）,并且在5 ℃处理中差异显著.接种AM真菌使玉米叶片的净光合速率（P_n）和蒸腾速率（T_r）显著增强;低温胁迫下,菌根植株的气孔导度（G_s）显著高于非菌根植株;而胞间CO₂浓度（C_i）显著低于非菌根植株.表明AM真菌可通过提高叶绿素含量及改善叶片叶绿素荧光和光合作用来减轻低温胁迫对玉米植株造成的伤害,提高玉米耐受低温的能力,进而提高玉米的生物量,促进玉米生长.