PGPR与AMF相互关系的研究进展

深入研究和揭示植物促生根圈细菌（ＰＧＰＲ）与丛枝状菌根真菌（ＡＭＦ）在植物根圈的相关系,对于进一步利用和调控根圈微生物的相互作用,促进和保护植物生长,具有深远的意义,大量研究结果表明,ＰＧＰＲ与ＡＭＦ之间表现出互利作用,ＡＭＦ对ＰＧＰＲ在根部过程中可起转移和媒介的作用;ＰＧＰＲ也能为ＡＭＦ在根部的感染创造有利条件,而且它们可通过各自对植生长的促进作用以间接提高对方在根圈的定殖或感染能力。它们之间又     

接种AM菌对西部黄土区采煤沉陷地柠条生长和土壤的修复效应

以采煤沉陷区柠条为宿主植物,研究接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,简称AM菌)对柠条生长和根际土壤的改良效应。结果表明:8月份接种AM菌比不接菌柠条的株高、冠幅和地径显著增加了29.11%,29.83%和14.81%,9月份接菌区柠条的根长、平均直径、根表面积和根体积分别比对照区增加了151.0%,34.2%,116.0%和129.3%。接种AM菌增强柠条的抗逆性,接菌区的柠条叶片可溶性糖含量和过氧化氢酶活性分别比对照区增加了13.4%和111.1%。8月份接种AM菌改善了土壤的生物理化性质,接菌区有机质、碱解氮、速效磷和速效钾比对照区分别增加7.06g/kg,140.0 mg/kg,1.82 mg/kg和16.72mg/kg,接种AM菌显著增加了根际土壤中真菌、放线菌、细菌数量和酸性磷酸酶活性。总之,接种AM菌促进采煤沉陷区柠条的生长和土壤的改良。     

石油污染土壤中不同人工林木根际丛枝菌根真菌与球囊霉素的研究

以陕西延长县石油污染区常见的13种人工种植林木为材料,测定了各人工种植林木根际丛枝菌根(AM)真菌发育状况、污染土壤的理化性质、土壤酶活性和球囊霉素含量,探讨AM真菌在石油污染土壤生态修复中的作用。结果表明,13种林木均能形成AM,其定殖率平均为63.2%,孢子密度平均为1.93个.g-1干土,其中受污染程度最低的柠条AM真菌定殖率和孢子密度最高,分别为91.6%和4.73个.g-1干土;毛白杨、狼牙刺和刺槐的根际土壤养分(有机碳、碱解氮、速效磷)含量相对较高;各种人工种植林木的根际土壤球囊霉素含量、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性随根际土壤石油烃污染浓度的增加而明显升高,其中刺槐、狼牙刺和酸枣根际土壤的过氧化氢酶和多酚氧化酶活性都较高,同时这3种林木的球囊霉素含量也较高。因此,林木根际土壤球囊霉素含量、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性可以作为石油污染的敏感指标。     

菲污染土壤的微生物修复机制

菲(Phenanthrene)是存在于煤焦油中,含三个苯环的稠环芳烃。除了具有"三致"作用外,菲稳定的化学结构和高辛醇-水分配系数等特性,使其具备较强的抗降解能力,易在环境中富集,破坏土壤微生态结构,降低农作物品质,威胁人类健康。而且随着化石燃料的长期大量使用,受菲污染的土地面积也急速增加,给人类的健康及生产活动带来极大的威胁。因此,有效清除土壤中菲及其他多环芳烃污染物,净化环境,具有重要的现实意义。微生物降解作为治理菲污染的方法之一,具有高效、低成本、环境友好的特点,受到研究者的高度重视。本文从菲降解菌的种类、降解机理、分子机制、影响修复等因素及微生物与植物联合修复五个方面进行综述,为进一步利用环境微生物,开发高效菲降解菌,治理菲污染提供参考。     

球囊霉素相关土壤蛋白的分布及环境功能研究进展

球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是由丛枝菌根真菌(AMF)在土壤中产生的一种糖蛋白,其在土壤中大量存在,可分为总球囊霉素、易提取球囊霉素、免疫反应性总球囊霉素、免疫反应性易提取球囊霉素.土地利用方式、施肥条件、AMF及宿主类型、外界环境条件等均会影响土壤中GRSP的含量及分布.GRSP能改善土壤团聚体的水稳定性、降低陆地生态系统土壤中CO₂排放、促进土壤中碳贮存、降低土壤中重金属的有效性、减弱重金属的植物毒害.GRSP的提取及定量表征技术仍是限制人们深入了解其在土壤中分布及环境功能的瓶颈.今后有关GRSP的研究应重视以蛋白及其编码该蛋白的基因为基础,阐释GRSP在土壤生态系统中的分子生物学作用及机制,以及GRSP对土壤中有机污染物环境行为的影响.     

球囊霉素相关土壤蛋白根际环境功能研究进展

球囊霉素(glomalin)是丛枝菌根真菌产生的一种含有金属离子的耐热糖蛋白, 能够改善土壤结构, 固定土壤中的重金属, 近期被更名为球囊霉素相关土壤蛋白(glomalin-related soil protein)。该文从球囊霉素的定义、性质与环境功能等方面对相关文献进行了综述, 认为目前对球囊霉素的共识仍停留在理论假设蛋白的程度上, 包括: 1)该蛋白可能是热激蛋白60 (HSP 60)的同系物; 2)该蛋白所携带的阳离子可能随着土壤性质的改变而不同。目前还没有清楚确切地定义球囊霉素的真实分子结构与理化性质。今后需从分子层面对球囊霉素予以深入研究。同时, 需要不断改进球囊霉素的提取和测定方法, 以便进一步探讨球囊霉素固定重金属离子的机理, 提高植物的重金属抗性。     

黄土高原紫穗槐丛枝菌根真菌与土壤因子和球囊霉素空间分布的关系

在黄土高原的陕西省甘泉、绥德、米脂、榆林4县(市)选取4个样地,研究紫穗槐不同深度土层丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)侵染率、孢子密度、球囊霉素和土壤因子之间的关系。结果表明:(1)AMF侵染率平均值绥德样地最大(100%),米脂样地最小(75.02%);孢子密度平均值米脂样地最大(5.91个/g),榆林样地最小(1.57个/g);4个样地孢子密度最大值均在0～10cm土层,且随土层加深而降低;AMF侵染率与孢子密度在各样地间差异显著,同一样地侵染率与孢子密度变化规律不一致。(2)榆林样地的有机碳、铵态氮、速效磷、脲酶和碱性磷酸酶活性平均值显著高于其他3个样地;除绥德、米脂样地的蔗糖酶和甘泉样地的碱性磷酸酶外,其他样地的土壤酶活性和球囊霉素含量均随土层加深而降低,且各土层之间差异显著,最大值均在0～10cm土层。(3)AMF侵染率与pH、总球囊霉素含量、易提取球囊霉素含量呈极显著正相关,与有机碳、硝态氮、速效磷含量呈显著正相关;孢子密度与速效磷、蔗糖酶、脲酶活性呈显著正相关,与铵态氮含量呈显著负相关。(4)第1、2主成分的累积方差贡献率达到56.4%,第1主成分主要综合了球囊霉素、AMF侵染率和孢子密度,第2主成分综合了pH和部分土壤因子信息。因此,球囊霉素、AMF侵染率、孢子密度、pH、部分土壤因子对决定土壤生态起主要作用。     

球囊霉素相关土壤蛋白与根系形态的相关性研究

球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是丛枝菌根(AM)真菌菌丝分泌的糖蛋白,能够促进土壤团聚体的形成。多种因素影响GRSP的产量,植物根系形态是否通过碳素竞争机制影响GRSP产量目前尚不清楚。以Glomus mosseae的两个生态型菌株和红三叶草Trifolium repense为试材,通过砂培试验探讨宿主的根系形态与GRSP产量的相关性。发现接种AM真菌导致宿主细根的比例降低,粗根的比例增加,但对总根长和根表面积没有影响;侵染率和菌丝长度随着时间的延长而增加,菌株之间存在显著差异;接种AM真菌导致GRSP产量显著提高;GRSP产量与根系形态没有显著的相关性,但是与侵染率和菌丝长度显著相关。结果表明,尽管宿主根系形态建成和AM真菌都对碳素具有竞争关系,但是前者并没有抑制GRSP的形成,可能存在根系碳素分配的自调控机制。     

高粱和地球囊霉联合修复锶污染土壤研究

本研究选用高粱(Sorghum bicolor(L.) Moench)为修复植物用于治理土壤锶污染,接种地球囊霉(Glomus geosporum),比较不同锶浓度(0、75、725、975 mg/kg)处理下,地球囊霉对高粱修复锶污染土壤的调控作用。结果表明:在所有锶处理下,接种地球囊霉的侵染率都高于50%。与无菌根处理相比,在75、725 mg/kg锶处理,接种地球囊霉的高粱的生物量、株高和根长都显著增加(P0.05)。接种地球囊霉的高粱表现出显著的菌根依赖性(P0.05)。其中最显著的是75 mg/kg处理,菌根依赖性为136.92%,并且在0—975 mg/kg锶处理中菌根依赖性都大于100%。地球囊霉侵染的高粱,叶片和根中的锶含量与无菌根处理组相比显著增加(P0.05),接种菌根组的转运系数都高于与无菌根组。接种地球囊霉,土壤中的全磷含量和速效磷含量显著降低(P0.05)。全磷减少了6.52%—18.77%,速效磷减少了12.38%—27.43%。接种AMF显著增加了土壤磷酸酶活性(P0.05),与无菌根组相比,增加了19.67%—32.56%。综上所述,地球囊霉能够促进高粱对锶的富集能力和耐受性,在锶污染(75—725 mg/kg)时接种地球囊霉的效果最好。     

植物根际促生菌及丛枝菌根真菌协助植物修复重金属污染土壤的机制

植物修复是一种前景广阔的重金属污染土壤的主要修复技术,在微生物的协助下效果更为显著。植物根际促生菌可通过分泌吲哚-3-乙酸(IAA)、产铁载体、固氮溶磷等方式促进植物生长、改善植物重金属耐受性,从而有效提高重金属污染土壤的植物修复效率。菌根真菌是土壤-植物系统中重要的功能菌群之一,可侵染植物根系改变根系形态和矿质营养状况,通过菌丝体吸附重金属,也可产生球囊霉素、有机酸、植物生长素等次生代谢产物改变重金属生物有效性。植物根际促生菌与丛枝菌根真菌可对植物产生协同促生作用,在重金属污染土壤修复中具有一定应用潜力。目前,国内外关于植物根际促生菌和丛枝菌根真菌互作已有大量研究,而二者的相互作用机理仍处于探索阶段。本文综述了近年来国内外植物根际促生菌和丛枝菌根真菌在重金属污染土壤植物修复中的作用机制,并对其研究前景进行展望。     

丛枝菌根真菌与根围促生细菌相互作用的效应与机制

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌是植物活体营养专性共生菌,广泛存在于陆地各生态系统中.研究表明,AM真菌与根围促生细菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)之间的相互作用,尤其是它们之间的协同作用不仅影响植物养分吸收利用、病原物发生发展、土壤理化特性与生物修复等,而且对于可持续农、林、牧业生产、稳定生态系统都具有十分重要的意义.因此,近年来给予众多关注和研究.综述了AM真菌与PGPR之间的相互影响及其可能的作用机制,以及AM真菌与PGPR协同改善植物营养和生长、协同抑制病原菌、协同修复土壤方面的作用,旨在总结AM真菌与PGPR相互作用的效应与机制方面的最新研究进展,为今后研究发展提供依据.     

丛枝菌根化翅果油树幼苗根际土壤微环境

以我国二级濒危保护植物翅果油(Elaeagnus mollis)为供试植物, 通过温室盆栽试验, 研究接种丛枝菌根真菌对翅果油树幼苗根际土壤微生态环境的影响。试验设计分4个组: 摩西球囊霉(Glomus mosseae)单独接种组(GM)、脆无梗囊霉(Acaulospora delicata)单独接种组(AD)、混合接种组(GM + AD)、不接种的对照组(CK)。测定了菌根侵染率、生物量、根际微生物数量、土壤pH值、土壤酶活性及其对N、P营养的影响等指标。结果显示: 菌根真菌对3个接种组均有侵染, 其中, GM + AD的侵染率最大(90.5%), 生态学效应最好; 与对照组相比, 接种组的生物量均明显提高(p < 0.05), 其中GM + AD组生物量显著增加, 是CK组的2.2倍; AM菌根对根部微生物种群数量产生一定的影响, 主要是使根面上的细菌、放线菌、固氮菌的数量显著增加(p < 0.05); AM菌根使根际pH值降低, 与菌根侵染率呈显著负相关关系(p < 0.05); 接种组根际土壤磷酸酶、脲酶、蛋白酶的活性增加, 根际土壤的磷酸酶、蛋白酶的活性增加量与菌根侵染率呈极显著相关关系(p < 0.01); 接种组的根际土壤中, 可直接被植物吸收利用的N、P元素出现富集现象, 与菌根侵染率呈显著相关关系(p < 0.05)。研究表明: 丛枝菌根的形成改善了翅果油树幼苗的微生态环境, 提高了根际土壤肥力。     

丛枝菌根真菌和植物寄生线虫

本文综述了土壤微生物中丛枝菌根真菌和植物寄生线虫的互作关系及其互作机理,并阐述了丛枝菌根真菌在防治植物线虫病害方面的应用前景和实际操作中应注意的技术环节。     

丛枝菌根真菌产球囊霉素研究进展

球囊霉素（Glomalin）是由丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）产生的一种含金属离子的糖蛋白,由于丛枝菌根真菌在自然和人工陆生生态系统中广泛分布,丛枝菌根真菌在生态系统中的生态学功能一直是菌根生物学研究中诱人的问题。自1996年球囊霉素被发现以来,球囊霉素在土壤生态系统中的生态学功能、生态学地位日益受到重视。本文对球囊霉素作为土壤主要有机源和超级胶的功能作了简介,综述了球囊霉素的研究现状,并对其研究前景作了展望。     

AM真菌对重金属污染土壤生物修复的应用与机理

土壤重金属污染威胁人类健康和整个生态系统,而高效、低耗、安全的生物修复技术显示出了极大的应用潜力,特别是利用植物-微生物共生体增强生物修复效应的应用.丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)真菌是一类广泛分布于土壤生态系统中的有益微生物,能与90％以上的陆生高等植物形成共生体.研究发现,AM真菌能够增强宿主植物对土壤中重金属胁迫的耐受性.当前,利用AM真菌开展重金属污染土壤的生物修复已经引起环境学家和生态学家的广泛关注.基于此,围绕AM真菌在重金属污染土壤生物修复作用中的最新研究进展,从物理性防御体系的形成、对植物生理代谢的调控、生化拮抗物质的产生、基因表达的调控等角度探究AM真菌在重金属污染土壤生物修复中的作用机理,以期为利用AM真菌开展重金属污染的生物修复提供理论依据,并对本领域未来的发展和应用前景进行了展望.     

盐渍化土壤根际微生物群落及土壤因子对AM真菌的影响

为探明盐渍化土壤影响下AM真菌与根际土壤间的关系,试验选取宁夏碱化龟裂土、草甸盐土、盐化灌淤土3种类型4个样地上典型植被群落,测定了植物根际土壤养分含量、微生物群落结构、AM真菌侵染率以及孢子密度。结果显示:盐渍化土壤根际微生物碳源利用类型显著不同,对芳香类化合物的代谢能力整体较弱;红寺堡草甸盐土上微生物优势群落为氨基酸代谢类群,惠农盐化灌淤土为多聚化合物代谢群,西大滩碱化龟裂土为碳水化合物代谢群。AM真菌孢子密度与微生物碳源代谢群间的关系比较复杂。其中,惠农样点根际土壤孢子密度与多聚化合物微生物代谢群呈显著正相关,西大滩地区孢子密度与碳水化合物微生物代谢群呈显著正相关。土壤有机质、全盐、全氮、碱解氮等土壤肥力因子及土壤中的HCO-3、Na+、Cl-等盐基离子含量能解释AM真菌孢子密度与土壤环境因子之间相互关系的大部分信息。较高的HCO-3浓度促进了AM真菌侵染率的提高,但高盐浓度下Na+和Cl-降低了菌根侵染率。土壤对AM真菌孢子密度、侵染率的影响因土壤盐分组成类型的不同而异。研究结果为深入了解AM真菌多样性,促进宁夏盐碱地的合理开发与利用提供了理论依据。     

植物根际促生菌促生特性研究进展

根际微生物组是决定农作物健康状况的关键因素之一,也是调节农作物与生物和非生物环境相互作用的重要因素。植物根际促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)为农作物宿主提供了多种有益作用,通过化学交流以复杂的方式与农作物、土壤相互作用,进而促进农作物生长。本文综述了PGPR对农作物的促生机制、PGPR与农作物的互作及其在农业实践中的应用,并展望了PGPR在农业实践中应用的发展趋势,以期为今后PGPR的应用和研究提供新的思路和理论支撑。     

Influence of arbuscular mycorrhizal fungi on soil structure and aggregate stability of a vertisol

The influence of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi on aggregate stability of a semi-arid Indian vertisol was studied in a pot experiment in which Sorghum bicolor (L.) was grown as test plant for 10 weeks. Pasteurized soil inoculated with AM fungi was studied with pasteurized and unpasteurized soils as references. A part of the soil in each pot was placed in nylon mesh bags to separate effects of roots and hyphae. The sorghum plants were planted outside the mesh bags which permitted AM hyphae to enter while excluding roots. Aggregate stability of the soil was determined by wet-sieving and turbidimetric measurements. Development of the AM fungi was quantified as colonized root length and external hyphal length. Soil exposed to growth of roots and hyphae (outside mesh bags) showed aggregates with larger geometric mean diameter (GMD) in pasteurized soil inoculated with AM fungi than in pasteurized uninoculated soil. There was no significant difference in GMD of the inoculated, pasteurized soil and the unpasteurized soil. No significant effects of inoculation or plant growth were found in pasteurized soil exposed to hyphal growth only (inside the mesh bags). However, the unpasteurized soil had significantly higher GMD than the pasteurized soil, irrespective of plants and inoculum. Turbidimetric measurements of soil exposed to roots and hyphae (outside mesh bags) showed the highest aggregate stability for the inoculated pasteurized soil. These results demonstrate that AM fungi contribute to the stabilization of soil aggregates in a vertisol, and that the effect is significant after only one growing season. The effect was associated with both AM hyphae and the stimulation of root growth by AM fungi. The contribution from plant roots and AM hyphae to aggregate stability of different size fractions is discussed. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

沿阶草(Ophiopogon japanicus)对土壤中菲芘的修复作用

采用盆栽试验法,研究沿阶草对土壤中芘、菲的去除效果与修复机制.结果显示:在试验浓度范围(0～322mg · kg-1)内,植物-微生物系统对芘、菲的去除效果明显.种植沿阶草60d后,菲、芘去除率分别为77.58%～96.3%、65.25%～83.25%;平均去除率分别比对照1(加0.1%NaN3)高82.27%、72.73%,比对照2(无NaN3)高43.26%、46.27%.沿阶草能吸收积累土壤中的菲和芘,根部和茎叶部菲、芘含量随土壤中菲、芘浓度的提高而增大;生物浓缩系数随土壤中菲、芘含量的增加而减小,且根部大于茎叶部、芘大于菲.修复过程中,非生物因子、植物积累、植物代谢对菲、芘的去除率分别为6.61%、0.157%、6.54%和3.18%、1.21%、5.72%;微生物降解、植物-微生物间的交互作用对菲、芘的去除率分别为39.01%、26.47%和36.57%、39.34%.说明植物-微生物交互作用、微生物降解作用是土壤中菲、芘去除的主要原因.