菌根真菌促进植物磷吸收研究进展

土壤中低浓度的有效磷水平成为限制植物生长发育的主要因素。植物—真菌菌根共生可以显著提高植物吸收土壤中磷的能力,促进植物生长发育。该文对土壤中磷酸盐的形式、丛枝状菌根和外生菌根两种菌根类型的形态学特征和促磷吸收的发生机制、植物中已克隆的菌根特异性或诱导性磷转运蛋白,以及丛枝状真菌共生信号转导途径等进行了综述。     

苋科植物的丛枝菌根

有些种子植物如莎草科、十字花科、灯心草科、藜科、石竹科等20余科,以往曾被认为不能或不易形成丛枝菌根(郭秀珍等,1989;刘润进等,2000).随着对菌根的深入研究,曾被认为是不易与菌根菌组合的湿地生植物、寄生性植物、或一年生植物都被发现是可以形成内生菌根的(Trappe等,1992).此外,Allen等(1989)研究证实,Salsola kali,Atriplex roseum等生长于沙漠、海滨的藜科植物,进行接种处理后,也能形成丛枝菌根.我们在西双版纳调查热带雨林植物的丛枝菌根状况时,偶然发现刺苋(Amaranthus spinosus Linn.)的根系受到了丛枝菌根真菌的侵染,因此,对苋科植物作了扩大采样调查.本文主要报道从热带采集的5属6种苋科植物的根受丛枝菌根真菌感染形成丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)和这些植物根际士壤中的丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的状况.     

丛枝菌根真菌促进南美蟛蜞菊生长及对难溶磷的吸收

为了解2种丛枝菌根真菌(AMF)摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae, FM)和地表球囊霉(Glomus versiforme, GV)对入侵植物南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)的生长和对难溶性磷酸盐利用的影响,采用沙培盆栽方式,研究了南美蟛蜞菊在接种AMF与添加难溶性磷酸盐的生长和磷含量的变化。结果表明,在磷限制环境下FM对南美蟛蜞菊的侵染率达55%～69%,GV的侵染率达到63%～80%。添加难溶性磷酸盐后,2种AMF均促进了南美蟛蜞菊茎的伸长(FM:+46%; GV:+65%)、总生物量的增加(FM:+27.2%; GV:+40%)和磷含量的增加(FM:+36.6%; GV:+40.7%)。对比FM,GV对植物利用难溶性磷有更显著的促进作用。因此,南美蟛蜞菊与2种AMF形成的共生体系可以促进植物生长和对营养资源的利用,提高对难溶性磷的吸收效率可能使得南美蟛蜞菊在营养贫乏的环境中更好地建立种群。     

湿地植物与丛枝菌根真菌(AMF)相互关系的研究进展

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是湿地植物主要共生菌之一,在湿地生态系统中具有重要的作用.本文就近年来AMF对湿地植物的营养物质吸收、生长发育、抗逆境胁迫和抗污染能力等的作用,湿地植物、水分、季节、土壤理化性质因素对根际AMF的多样性、侵染能力、空间分布、生长发育、孢子密度的影响,以及植物与AMF之间相互作用关系的研究进展进行综述.     

不同磷水平土壤接种丛枝菌根真菌对植物生长和养分吸收的影响

通过盆栽试验研究了不同磷水平土壤接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae对三叶草(Clover)和黑麦草(Ryegrass)生长、P浓度及N ∶ P比的影响.试验结果表明,Glomus mosseae显著提高了三叶草中P浓度和生物量,降低了植株N ∶ P比,对黑麦草植株P含量、生物量及N ∶ P比没有显著影响;在不同磷水平土壤中,接种处理对单种时三叶草中P含量的影响程度不同,以中磷和高磷水平下的影响较显著,这表明Glomus mosseae对三叶草的菌根效应在不同磷水平下并不相同;另外,两种植物混合种植情况下,黑麦草的竞争能力高于三叶草,使得其P浓度和生物量都显著高于三叶草,而接种Glomus mosseae增加了混种中三叶草的生物量和P浓度,降低了黑麦草的生物量,表明Glomus mosseae能提高混种中三叶草的竞争能力,从而改变群落中物种的竞争关系.此外,在一定磷水平下,菌根真菌的存在降低了三叶草中N ∶ P比, 这会改变三叶草的受限制方式,由受P元素限制变为受N元素限制.     

接种丛枝菌根真菌对枳吸收利用磷酸铝的影响

在温室沙培条件下,以枳实生苗为试材,研究了丛枝菌根真菌摩西球囊霉和地表球囊霉对枳吸收利用难溶性磷酸盐(Al-P)的影响.结果表明：接种菌根真菌显著增加了枳的干物质量、含磷量及磷吸收量,且随Al-P施用量的提高,菌根贡献率、全株磷吸收量、真菌磷吸收量及真菌磷吸收贡献率显著增加;接种处理显著增加了枳根系与菌丝磷酸酶的分泌量,特别是酸性磷酸酶和中性磷酸酶的分泌量,但二者随施磷量的增加而降低.真菌磷吸收贡献率与酸性磷酸酶、中性磷酸酶、碱性磷酸酶和总磷酸酶含量呈极显著正相关.     

丛枝菌根真菌与植物硫素营养研究进展

丛枝菌根真菌是土壤微生物群落的重要组成部分,是最常见的地下共生菌,对植物和土壤具有多种有益作用.本文阐述了近年来丛枝菌根真菌对植物吸收土壤硫素的最新进展,在目前耕地缺硫状况下,着重分析了丛枝菌根真菌改善植物硫素营养以及丛枝菌根真菌利用硫素的分子调控机制,总结了影响菌根硫代谢的因素,并指出该研究方向仍存在的一些问题以及未...     

丛枝菌根真菌离体培养研究概况(综述)

本文综述丛枝菌根真菌在离体条件下的生长发育、生长促进物质及生理生化代谢等方面的研究概况。     

磷水平对接种丛枝菌根真菌甜玉米苗期生长的影响

研究了不同外源磷水平条件下,接种丛枝菌根真菌根内球囊霉(Glomus intraradices)对寄主植物甜玉米菌根侵染率、地上部和地下部鲜重、氮磷含量、精氨酸含量影响。结果表明:丛枝菌根真菌能够很好的侵染于玉米植株根系。且不同磷水平条件下,菌根侵染率差异较显著。在低磷水平下,菌根侵染率较高。孢子数量随着磷水平提高而增加。菌丝室根外菌丝鲜重在P40时最高。菌根化的甜玉米生物量及氮磷含量显著高于对照组。此外,低磷水平促使甜玉米地上部和地下部鲜重显著提高。甜玉米地上部总氮和地下部总氮含量分别在P40、P80和P20、P40时最高。地上部总磷和地下部总磷含量分别在P80和P160时最高。菌根精氨酸含量在低磷(P20)时最高。研究表明接种丛枝菌根真菌可促进甜玉米幼苗生长并与外源磷水平有关。     

丛枝菌根提高宿主植物抗旱性分子机制研究进展

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)对于植物适应各种逆境胁迫具有重要生态学意义。有关菌根共生体对植物抵御干旱胁迫的积极作用已有较多文献报道:无论在植物个体层面——AM调节植物水分生理,还是在生态层面——干旱条件下菌根真菌和宿主植物之间的互动关系,人们都已有一定的认识。然而,目前对于菌根植物适应干旱胁迫的生理和分子机制还缺乏系统深入的研究。综述了近年来相关研究成果,从干旱胁迫相关植物基因入手,讨论了AM对晚期胚胎富集蛋白(LEA)、脯氨酸合成限速酶△¹-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、水孔蛋白(MIPs),及脱落酸合成途径重要酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)编码基因的可能调控机制,旨在揭示AM共生体提高植物抗旱性的分子基础和实质贡献,同时通过分析当前研究工作薄弱之处及未来研究热点,期望推动相关研究进展。     

植物中丛枝菌根形成的信号途径研究进展

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)共生是丛枝菌根真菌与大多数陆地植物的根系之间形成的一种互利共生关系。植物给菌根真菌提供碳水化合物;作为回报,菌根真菌能够增强植物对矿质营养元素(尤其是磷)的吸收。菌根的形成过程是一系列信号交换和转导的结果,具有严格并且一致的顺序。本文以植物中菌根形成的信号途径为主线,对菌根真菌的形成过程和信号转导途径及其方式进行了分析和讨论。高等植物中菌根形成的信号途径与豆科植物的结瘤信号途径部分共享,并且与钙离子信号途径相关,但前者更为广泛。尽管该途径中很多过程目前还不十分清楚,但是相信在不久的将来就可以揭开菌根形成过程中的众多谜团。     

Influence of Arbuscular Mycorrhizal (AM) Symbiosis on Phosphorus Leaching through Soil Cores

Two experiments with soil cores were carried out to investigate the effects of arbuscular mycorrhizal (AM) fungal colonization on mobility of phosphorus (P) during leaching of repacked columns of a soil with a loamy sand texture. Trifolium subterraneum plants inoculated with an AM fungus or not inoculated were grown in cores with low or high P concentrations for 8 or 10 weeks in the glasshouse. Cores were then irrigated with 2500 mL water and the leachate collected. Plant growth and the amounts of P removed by plants, remaining in soil as available P and removed dissolved in leachate were measured. Mycorrhizal fungal colonization and development of external hyphae were also determined. Inoculation and/or P application significantly increased plant growth and plant P removal and decreased P leaching. In low P soils AM fungal colonization significantly increased plant P uptake and decreased soil available P and total dissolved P in leachates. Lower P leaching from cores with AM plants under low P conditions was related to enhancement of plant growth and to scavenging and removal of P from the soil by roots and/or external hyphae. When P was applied AM effects were not observed and available P remaining in the soil after leaching was much higher, regardless of AM fungal colonization.     

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。     

丛枝菌根根外菌丝网络形成过程中的时间效应及植物介导作用

以豆科植物紫花苜蓿为试验材料,应用三室(供体室-间隔室-受体室)培养系统,研究在供体和受体紫花苜蓿根系之间菌丝网络形成的时间效应以及间隔室中不同植物对菌丝网络建成的介导作用.第一个试验在供体和受体植物生长8、10、12、14周之后进行收获以检验菌丝网络形成的时间效应;第二个试验则在间隔室分别种植紫花苜蓿、羊草和独行菜,以考察菌根依赖性不同的植物对菌丝网络形成的介导作用.试验结果显示:(1)接种丛枝菌根真菌的供体紫花苜蓿根系能够形成良好的菌根共生,其外延菌丝可穿过尼龙网和间隔室侵染受体植物根系;植物生长8周后,在受体植物根系检测到菌根侵染,证实供体和受体植物间形成了根间菌丝网络;10周后,尽管供体室和受体室植物的侵染率已无差异,但二者的生物量和地上部磷浓度差异却加大,表现出菌丝网络对植物种内竞争影响的不对称性.(2)试验条件下,不同介导植物对受体植物的菌根侵染及生物量均无明显影响,但显著降低了供体植物生物量和地上部磷浓度;间隔室无介导植物或种植独行菜时,受体植物地上部和根系生物量显著低于供体植物,而当介导植物为紫花苜蓿和羊草时,受体和供体植物生物量无显著差异.研究表明,植物根间菌丝网络的形成受时间和介导植物的影响,同时也具有调节植物间资源分配和植物相互作用的功能.     

丛枝菌根共生关系的信号机制研究进展

在植物与微生物的共生体中,最广泛的互惠共生体就是丛枝菌根.真菌在植物根系形成菌根后,菌丝通过根的皮层细胞获取植物提供的碳源,同时将矿物营养和水从土壤转运到皮层细胞,这种共生过程的研究在生物多样性的保护、陆生植物的起源与演化、退化生态系统的修复与重建以及农业、林业和园艺业的应用具有重要的意义.近年来丛枝菌根真菌与植物根系建立共生关系的信号传导途径和作用机制备受关注,也取得了突破性的进展.本文对丛枝菌根真菌与植物根系在共生关系形成、营养交换以及防御方面的分子信号和细胞方面的研究进展进行综述,并对发展前景作以展望.     

云南部分地区湿地植物的丛枝菌根初报

用碱解离、酸性品红染色法对昆明、澄江、建水、通海、石屏、东川和禄劝等地的15个科32种湿地植物的丛枝菌根状况进行了调查,共发现有11种植物形成丛枝菌根,占34％。从湿地植物根际土壤中分离、鉴定出分属于4个属的丛枝菌根真菌共16种,无梗囊霉属（Acaulospora）和球囊霉属（Glomus）是湿地土壤中的优势类群（94％）。摩西球囊霉（G．mosseae）占孢子总数的88％,是湿地土壤中的优势种。     

Interaction between Earthworms and Arbuscular Mycorrhizal Fungi in Plants: A Review

Different kinds of soil animals and microorganisms inhabit the plant rhizosphere, which function closely to plant roots. Of them, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and earthworms play a critical role in sustaining the soil-plant health. Earthworms and AMF belong to the soil community and are soil beneficial organisms at different trophic levels. Both of them improve soil fertility and structural development, collectively promoting plant growth and nutrient acquisition capacity. Earthworm activities redistribute mycorrhizal fungi spores and give diversified effects on root mycorrhizal fungal colonization. Dual inoculation with both earthworms and AMF strongly magnifies the response on plant growth through increased soil enzyme activities and changes in soil nutrient availability, collectively mitigating the negative effects of heavy metal pollution in plants and soils. This thus enhances phytoremediation and plant disease resistance. This review simply outlines the effects of earthworms and AMF on the soil-plant relationship. The effects of earthworms on root AMF colonization and activities are also analyzed. This paper also summarizes the interaction between earthworms and AMF on plants along with suggested future research.     

福建红树林植物丛枝菌根侵染研究

2010年5月和12月,对福建沿海3个红树林生长区(洛阳江、九龙江口、漳江口)的红树林植物丛枝菌根（AM）侵染状况进行研究。结果表明：（1）红树林生长区中6种植物根内均发现AMF侵染结构,其中桐花树、秋茄、鱼藤和芦苇的丛枝为Arum（疆南星）型;（2）6种植物的丛枝菌根侵染率差异较大,老鼠簕的侵染率最高,鱼藤最低;（3）桐花树和秋茄的丛枝菌根侵染率呈显著差异,而其在不同生长区之间无差异;（4）桐花树和秋茄的丛枝菌根侵染率在不同时间呈显著差异,而钝草的丛枝菌根侵染率在不同时间的差异不显著。     

磷水平与丛枝菌根真菌对桔梗生长及品质的影响

明确不同磷水平条件下接种丛枝菌根真菌(AMF)对桔梗质量与产量的影响.采用盆栽法,设计P0(20 mg/kg)、P1(50 mg/kg)、P2(80 mg/kg)、P3(140 mg/kg)共4个磷水平,同一磷水平分别接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,FM)、根内根孢囊霉(Rhizophag...     

丛枝菌根真菌分类最新进展

近10a来,随着分子生物学技术在丛枝菌根(arbuscularmycorrhiza,AM)研究中的应用,AM真菌分类学得到迅速发展。重点介绍AM真菌的最新分类系统,并对其发展简史作一简单回顾。