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     

丛枝菌根真菌-豆科植物-根瘤菌共生体系的研究进展

丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF）-豆科植物-根瘤菌（Rhizobia）三者形成的共生体。是植物与微生物共生中的一种特殊类型。本文对这种共生体中微生物与植物之间的营养关系;AMF和根瘤菌双接种豆科植物的效应以及影响双接种效应的因素;AMF和根瘤菌在与豆科植物形成共生过程中的分子互作机制等进行了综述。同时对这种共生体还需进一步研究的问题及其在基础研究和实践应用方面的前景进行了讨论。     

丛枝菌根（AM）真菌-豆科植物-根瘤菌共生识别信号研究概况

<正>植物与微生物共生是自然界中普遍存在的一种生物学现象,其中高等植物和丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌共生形成的菌根、以及豆科植物和根瘤菌(rhizobia)形成的根瘤与农林牧业生产和生态系统的稳定性密切相关。豆科植物形成根瘤的同时还能与AM真菌形成菌根,最终建立三位一体     

接种微生物对大豆生长及其根际土壤的影响

对沙土中的大豆接种丛枝菌根真菌及丛枝菌根真菌与解磷菌和根瘤菌联合接种, 动态监测大豆的生长状况和营养吸收情况。结果表明, 在沙土中, 根瘤菌与丛枝菌根真菌的组合效应对豆科植物营养元素的改善最为有效。接种丛枝菌根真菌以及丛枝菌根真菌与其他微生物联合应用对宿主矿质营养吸收尤其是磷吸收有明显的促进作用, 种植30 d、45 d 和64 d 接菌处理植物叶片的平均全磷含量比对照分别高1.45%、73%和56%。接种微生物使植物从土壤中吸收氮、磷、钾元素的强度比对照高, 接菌植物根际土壤养分浓度低于对照。接菌植物生物量显著高于对照, 单接种丛枝菌根真菌处理、双接种丛枝菌根真菌与解磷菌、双接种丛枝菌根真菌与根瘤菌以及丛枝菌根真菌、解磷菌与根瘤菌三种菌剂混合处理的总生物量分别比对照高出181%、134%、153%和89%。丛枝菌根真菌与解磷菌和根瘤菌三种菌剂混合接种对植物的促生作用并不明显。     

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。     

植物根系复合共生体研究进展

植物根系与菌根真菌形成的互惠共生体,即菌根(mycorrhizas)是最常见、最广泛分布的共生体之一。自然条件下,一些植物的根系可同时形成由2种类型菌根构成的混合菌根,或菌根与细菌、菌根与放线菌、菌根与其他种类真菌构建的所谓复合共生体。文中从复合共生体的概念入手,简要介绍混合菌根、菌根与细菌、菌根与放线菌、菌根与其他真菌构建的复合共生体的多样性、形态解剖特征、生长发育及其功能等方面的研究概况,旨在为推进该领域的研究提供依据和借鉴的思路。     

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、根瘤茵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茵的趋化性.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.宿主植物一根瘤茵三者共生体初始信号识别也起到一定的调控作用.     

根瘤菌-豆科植物共生体系在重金属污染环境修复中的地位、应用及潜力

土壤重金属污染严重影响了人类健康和生态系统稳定,已成为亟待解决的现实问题。在重金属污染地,氮素的极端不足是植被恢复主要限制因子之一。根瘤菌-豆科植物共生体系是固氮能力最强的生物固氮体系,在促进重金属污染地氮素循化和营养元素积累中具有重要作用。本文阐述土壤重金属污染的修复方法及其特点,微生物抗重金属的机理及促植物生长和重金属积累的特性,根瘤菌-豆科植物共生体系在土壤重金属污染修复中的优越性,研究现状及应用潜力。提出应用"豆科植物-根瘤菌共生体系"修复重金属污染土壤的新思路和新任务。     

培养容器容积对AM真菌生长发育的影响

研究宿主植物栽培容器对丛枝菌根(Arbuscularmycorrhizae,AM)真菌Glomusmosseae生长发育的影响。结果表明:小容积容器的根系密度相对较大,在菌根共生体建立初期,菌根真菌繁殖体与根接触的机会增大,对于菌根真菌的迅速侵染及共生体的迅速建立非常有利,同时还增大了根外菌丝二次侵染的机会,从而使菌根真菌生长发育形成了一个良性循环,最终有利于根外孢子的形成。容器对共生体的影响决不是简单的盆的体积问题,而与其面积和体积之比有关,也和种植密度有密切关系。     

非豆科植物共生受体样蛋白激酶研究进展

植物根部能够与微生物形成相互依存、互惠互利的共生关系,非豆科植物根系主要与内生真菌形成菌根的共生体。共生受体样蛋白激酶(symbiosis receptor-like kinase,SYMRK)是植物识别菌根真菌诱导而产生的特异分子,它的蛋白结构由三个部分组成,即包含3个富含亮氨酸重复序列(LRRs)的胞外受体结合域、跨膜区和胞内蛋白激酶域。Symrk是控制共生形成的一个关键组分,该基因所编码的蛋白在植物识别和应答菌根真菌早期信号转导途径中是必需的。对Symrk基因的研究为进一步弄清植物-真菌共生的功能和作用机理打下了坚实的基础。     

菌根

在自然界中,植物常与特定的微生物生活在一起,形成一种独特的共生关系,它们对于植物本身或共生双方的生长与发育均有利。在共生关系中,有菌根真菌与植物共生形成的菌根,弗兰氏放线菌与非豆科植物树木形成的根瘤以及根瘤菌和豆科植物形成的根瘤等。其中,菌根是一种较为重要的共生类型,由于它身藏于地下,因此长期以来未能被人类完全认识。菌根的发现早在19世纪中期,一些科学家就发现,水晶兰(Monototropahypopitys)的根系常常被一层稠密的菌丝体所包围,当时他们都认为这是水晶兰的寄生真菌。此后,也有一些零星的报道,但未引起人们的关注。直到…     

VA菌根真菌、根瘤菌双接种对大豆增产效果的影响

本文论述了在自然状态下的土壤里,VA菌根真菌、根瘤菌双接种对大豆结瘤、菌根真菌侵染率、固氮酶活性及植株养分吸收状况的影响.研究结果表明,VA菌根真菌、根瘤菌双接种明显提高大豆结瘤能力与固氮酶活性,并可促进植物对养分的吸收,双接种比单接种VA菌根真菌处理提高产量140%,比单接种根瘤菌处理提高55.84%.     

神木地区耐旱灌木和草本豆科植物根瘤菌遗传多样性

豆科植物具有抗逆性强、耐瘠薄的特性,许多豆科植物是荒漠地区的先锋植物,在生态环境保护中起重要作用.以神木地区主要的灌木和草本豆科植物-根瘤菌共生体系为材料,采用16S rRNA PCR-RFLP和序列分析等方法,对分离得到的55株菌进行多样性分析,其中,30株菌分离自灌木豆科植物紫穗槐和柠条,25株菌分离自草本豆科植物斜茎黄芪、苜蓿、草木樨黄芪等.结果表明: 这些菌株共有11种16S rRNA PCR-RFLP遗传图谱类型,分离自草本豆科植物的菌株主要归属于中慢生根瘤菌属、剑菌属、根瘤菌属、叶瘤杆菌属和土壤杆菌属5个属,分别与华癸中慢生根瘤菌、地中海中慢生根瘤菌、刺槐中慢生根瘤菌、费氏剑菌、草木樨剑菌、木兰根瘤菌、放射根瘤菌、突尼斯叶杆菌和根癌土壤杆菌系统发育关系最近.分离自灌木豆科植物的菌株仅归属于中慢生根瘤菌属,分别与华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌系统发育关系最近.华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌是两类豆科植物的共生菌种,表明在干旱地区,根瘤菌对两种类型豆科植物的选择共生存在差异,这与豆科植物种类有关,还可能与其所处生态环境有关.     

VA菌根真菌与植物相互选择性的研究

采用土培试验了灭菌条件下同一菌种对不同植物和不同菌咱对同一植物的接种效应。试验结果表明,供试植物都能与ＶＡ菌根真菌形成共生体系,接种ＶＡ菌根真菌促进了植物的生长,植株干物质量显著是否 同ＶＡ菌根真菌与宿主植物形成共生体的能力及对植物的接种疚差异明显,由此可见,选择优势菌咱和宿主植物组合,对于ＶＡ菌根真菌的广泛应用及农业生产具有重要的实践作用。     

丛枝菌根共生体中碳、氮代谢及其相互关系

丛枝菌根共生体(arbuscular mycorrhiza, AM)是丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)与宿主植物之间形成的互惠共生形式.共生体中的碳、氮交换和代谢影响着宿主植物和共生真菌之间的营养平衡和资源重新分配,在物质和能量循环中发挥着重要作用.宿主植物光合固定的碳输送到真菌内,并且分解和释放真菌所需的生命物质和能量,包括促进孢子萌发、菌丝生长和提高氮等营养元素的吸收;而菌根真菌利用宿主植物提供的碳骨架和能量,发生氮的转化和运输,最终传递给宿主植物供其利用.本文综述了丛枝菌根共生体中碳、氮传输和代谢的主要模式,碳、氮的交互影响和调控机制,以促进丛枝菌根在可持续农业和生态系统中的应用.     

共生固氮体系中的豆科植物基因

豆科根瘤菌发现的近百年历史以来,共生固氮作用一直受到人们的瞩目。近廿几年来对根痛瘤—豆科植物共生体的研究进展迅速,对共生体中根瘤菌本身的固氮基因(nif)和结瘤基因的编码、定位等有了较深入的了解。然而,共生体系中基因的调控是比较复杂的,环境因素和寄生植物基因对共生固氮的调控也起着重要作用。人们对豆科寄主结瘤和固氮遗传进行了一系列研究,并力图选育高固氮的豆科品种资源。本文仅就豆科植物—根瘤菌共生固氮体系中寄主植物基因及它在共生固氮体系研究中的作用和意义作简要的概述。     

网络分析在宿主植物与菌根真菌共生关系研究中的应用

菌根共生体是生物界最广泛的互惠共生体,共生关系多样性是生物多样性的重要组成部分,当前群落尺度菌根共生关系研究才刚刚起步,但发展迅速。网络分析作为生态学研究的重要手段逐渐在菌根共生关系中得以应用,网络分析为群落尺度探究菌根真菌多样性分布规律、共生机制研究提供新观点和途径,对菌根真菌群落结构、生态功能研究具有重要意义。本文总结了网络分析方法在单点式、双点式和多点式菌根共生关系网络研究中的优势和局限性,同时还阐述了零模型选择和构建网络大小对关系网络度量指数的影响,为菌根真菌群落结构、生态功能研究提供新思路,为后续群落尺度菌根共生关系格局研究提供借鉴。     

丛枝菌根共生体的氮代谢运输及其生态作用

丛枝菌根真菌能与80%的陆生维管植物形成互惠共生关系,共生体的存在对促进植物营养吸收和提高抗逆性具有重要意义.丛枝菌根真菌从宿主植物获取其光合产物碳水化合物的同时,通过外生菌丝吸收各种氮源,有效增强了宿主植物对氮素的吸收,以及氮在植物居群和群落水平上的交流,改善了植物营养代谢,增强了植物应对外界环境胁迫的能力.而共生体对氮的吸收、转运,以及氮从真菌到宿主植物的传输、代谢机制至今仍有许多问题亟待解决.本文综述了当前丛枝菌根共生体中氮传输代谢的主要机制,以及碳、磷对共生体氮传输代谢的影响;从群落和生态系统水平,简要阐述了丛枝菌根真菌在植物中氮分配的作用和对宿主植物的生态学意义,并提出共生体中氮代谢的一些需要深入研究的问题.
     

菌根真菌与植物共生营养交换机制研究进展

菌根是陆地生态系统普遍存在的、由土壤中的菌根真菌侵染宿主植物根系形成的联合共生体.菌根的建立是以共生体双方的营养交换为基础的:菌根真菌从土壤中吸收氮、磷等营养物质并转运给宿主植物,供其生长;作为交换,植物则以脂质或糖的形式向菌根真菌提供其生长所必需的碳水化合物.近年来,菌根真菌与宿主植物间的营养交换机制一直是研究的热点,国内外对菌根真菌介导的植物营养物质吸收和转运机制的研究也取得了巨大进展.本文综述了丛枝和外生两种菌根真菌与宿主植物间营养交换的最新研究进展,尤其是碳、氮、磷等几种重要营养物质的吸收与双向转运机制,以及营养交换在菌根形成中的潜在调控作用,并对目前存在的关键问题和未来研究方向进行了分析和展望,这对菌根模型的建立及菌根效益的优化具有重要意义.     

菌根真菌促进植物吸收利用氮素机制的研究进展

作为自然界最为普遍的一种植物共生体,菌根能够极大地促进植物对氮素的吸收和利用,其中菌根真菌在共生结构功能中发挥了重要作用。本文分别从菌根解剖构造、生理生化和分子生物学方面系统总结了菌根真菌促进植物吸收和利用氮素的研究现状。重点介绍了菌根真菌可利用的氮素形态及影响其利用的主要因素、菌根真菌的氮代谢途径GS-GOGAT以及菌根真菌中存在的鸟氨酸循环途径,指出精氨酸是菌丝内氮转运的主要形式,NH3可能为菌根真菌和植物界面质外体的主要转运形式。