丛枝菌根菌丝网络在植物互作中的作用机制研究进展

植物间的相互作用是生态学领域关注的重要方向之一,其对高效利用养分资源、提高生产力以及构建植物群落均具有重要意义.丛枝菌根真菌是重要的植物互惠共生微生物,其菌丝可以将邻近植物的根部连接起来,形成共同的菌丝网络(CMNs),这些网络对转移养分、水分以及调节植物群落具有重要作用.近期的研究表明,CMNs可以充当植物之间传递病...     

丛枝菌根真菌诱导植物信号物质研究进展

丛枝菌根(AM)真菌侵染植物根系形成菌根共生体过程中能诱导植物合成多种信号物质,如水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、类黄酮、一氧化氮(NO)和过氧化氢(H2O2)等。这些信号分子的传导途径和作用机制备受关注。本文从AM真菌诱导植物信号物质的种类和数量入手,探讨这些信号分子在植物体内的传导途径、生理效应和可能的作用机制,旨在为研究AM真菌与植物之间的共生关系、功能与进化等提供依据。     

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.     

丛枝菌根结构与功能研究进展

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)是陆地生态系统中分布最广泛、最重要的互惠共生体之一,对提高植物抗逆性、修复污染生境、保持生态系统稳定与可持续生产力的作用显著.AM结构特征是判断菌根形成的主要指标,与其功能密切相关.本文总结了AM丛枝结构、泡囊结构、菌丝结构和侵入点结构等发育特征;分析了A型丛枝结构、P型丛枝结构、泡囊结构和根外菌丝结构与促进寄主植物养分吸收和生长、提高植物抗旱性、耐涝性、耐盐性、抗高温、拮抗病原物、提高植物抗病性、抗重金属毒性、分解有毒有机物、修复污染与退化土壤等功能的关系,及其所发挥的重要作用;探讨了影响AM结构与功能的因子,以及基于AM不同结构所发挥功能的作用机制.旨在为系统研究AM真菌发育特征、AM真菌效能机制,以及评价和筛选AM真菌高效菌种提供依据.     

植物激素调控丛枝菌根发育的作用机制研究进展

丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）是土壤中AM真菌和绝大多数维管植物根系长期进化过程中相互识别、相互作用形成的互利共生体。AM的发育与功能效应依赖AM真菌-寄主植物之间精准的“分子对话”,同时受到环境条件特别是土壤养分水平、干旱和盐渍化的制约。植物激素作为低浓度的小分子有机物,是参与调控AM共生过程的重要信号分子。其中,主要有9种植物激素参与AM发育过程且分工各有不同：独脚金内酯（strigolactones,SLs）参与AM真菌-寄主植物之间最初的共生识别,脱落酸（abscisic acid,ABA）和油菜素内酯（brassinosteroid,BR）促进前期的菌丝入侵,但水杨酸（salicylic acid,SA）和乙烯（ethylene,ET）抑制前期的菌丝入侵,生长素（auxin,Aux）、ABA和BR促进随后的丛枝形成而ET和赤霉素（gibberellin,GA）的作用则相反,茉莉酸（jasmonic acid,JA）对菌丝入侵与丛枝形成均可能存在正调控或负调控作用。目前细胞分裂素（cytokinin,CTK）在AM发育中的作用尚不明确。更为复杂的是,通常植物激素信号之间的交叉互作决定AM的发育进程。本文针对AM发育过程总结了不同植物激素的调控作用特点和不同植物激素信号之间的互作（协同或拮抗）,以及胁迫条件下不同植物激素信号的可能调控机制。深入研究和系统阐明植物激素调控AM真菌-寄主植物共生的生理/分子机制,将有助于促进生物共生学理论研究及菌根技术的应用。     

丛枝菌根网络的生态学功能研究进展

丛枝菌根(AM)真菌是陆地生态系统中重要的土壤微生物之一.其在土壤生态系统中延伸出的根外菌丝,可以通过菌丝融合的方式形成丛枝菌根网络(AMN).AMN在土壤生态系统中发挥着重要功能：一方面,AMN可以改变土壤的理化性质,其根外菌丝分泌物可以影响土壤微生物生存的微环境,进而改变土壤微生物的群落组成;另一方面,AM真菌的根外菌丝可以吸收土壤养分,并通过AMN将吸收的营养物质在宿主植物间进行分配,调节植物物种之间的竞争关系.为了全面阐述AMN在生态系统中的功能,本文围绕最新的AMN研究成果,探究AM真菌根外菌丝在土壤中相互融合的机制、AMN影响土壤微生物的数量和组成、调节植物群落的生态学机理,以及AMN调节地下资源、植物种内和种间竞争、影响植物群落的多样性和丰富度等生态系统功能.阐述在全球变化过程中AMN与大气氮沉降、CO₂浓度升高以及温度升高的相关性,探究其在维持生态系统稳定性中的作用,并对本领域未来的发展方向和应用前景进行展望.     

丛枝菌根共生建成的信号识别机制

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)共生是自然界中普遍存在的一种互惠共生现象,对促进土壤生态系统物质循环及维持生态系统稳定具有重要的意义。AM共生体的建立需要AM真菌和宿主植物间一系列复杂的信号识别、交换和传导。本文总结近年来相关文献,从AM共生体形成前期及AM共生体形成期两个阶段,分别综述了信号物质的生物合成过程、调控过程及其作用机制,希望有助于进一步认识AM共生体建成过程,同时通过分析当前研究工作的不足及未来研究动向,期望推动相关研究工作。     

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...     

植物与丛枝菌根真菌在共生早期的信号交流

摘要:丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)与大多数陆生植物互利共生具有广泛的生理生态学意义,而这一生态学功能背后的共生机制我们知之甚少。已探明AM形成前宿主植物根分泌的独脚金内酯促进AMF菌丝分支,分泌的角质单体促进AMF 在宿主根中定植;同时,菌根真菌的分支菌丝释放出脂质几丁糖(lipochitooligosaccharides,LCOs)和短链几丁质寡聚物(short-chain chitin oligomers,COs)信号分子诱导宿主基因表达、侧根发育以及形成Ca2+振荡,它们相互作用共同促进AM形成。在能同时形成菌根和根瘤的蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)和日本百脉根(Lotus corniculatus)植物中,根瘤共生体形成过程所需的若干基因与菌根形成所需的基因有关。这些研究成果为全面揭示菌根共生体发生过程的信号转导奠定了基础。本文对目前国内外宿主植物与AM真菌之间的信号物质及其功能、相关基因及其调控功能等进行了综述,旨在为AM真菌共生早期的信号交流研究提供有价值的参考。     

丛枝菌根真菌提高植物抗逆性的效应及其机制研究进展

丛枝菌根（arbuscularmycorrhizal,AM）真菌是土壤中重要的生物成员之一,对植物具有多种有益效应。AM真菌的基本功能之一是增强植物的抗逆性,在全球气候变化的今天尤其重要。本文总结了AM真菌降低温度胁迫、水分胁迫、盐胁迫、重金属胁迫、病虫害、以及杂草对植物造成的危害和提高植物抗逆性的效应;阐述了AM真菌提高植物抗逆性的作用机制;并讨论了当前该领域研究存在的难题及今后的展望。旨在为探讨提高植物抗逆性策略与途径提供参考。     

丛枝菌根真菌应用技术研究进展

丛枝菌根(AM)共生体系能够改善植物营养状况,增强植物对各种逆境胁迫的耐受性,其在农业和生态环境方面的应用得到广泛关注.近年来,在AM真菌(AMF)应用技术和田间试验方面取得了许多重要成果.本文在介绍AMF种质资源库、商业化菌剂生产及相关专利申报情况的基础上,结合实例从菌剂生产、接种技术、接种效应影响因素等方面综述了AMF应用技术的理论与实践,包括国内外近年来菌根技术在农业、园艺、生态修复等方面的应用,最后提出尚待系统深入研究的 AMF应用领域中的关键科学和技术问题,旨在为菌根技术的发展和推广应用提供参考.     

荒漠地区植物丛枝菌根真菌研究进展

丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）与超过80%的陆生植物形成共生关系,在改善土壤质量、增强宿主抗逆性及调节物质循环等方面发挥重要的生态功能。荒漠是指气候极端干旱、地表植被稀疏、自然环境荒凉的地区。荒漠地区生存环境恶劣,AMF在其中扮演着重要的角色。本文概述了荒漠生态系统中AMF的定殖时空异质性和多样性、AMF对土壤稳定性及碳氮循环的贡献、AMF对植物的促生抗逆性及维持植物群落稳定和多样性的作用以及AMF与荒漠农作物种植等方面的研究成果,为荒漠地区AMF的进一步研究及其开发利用提供了重要参考。     

丛枝菌根真菌在蔬菜生产中的研究进展

近年来,丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF）在设施蔬菜生产中的应用表明,在蔬菜的育苗过程中接种AMF可以生产出秧苗质量好、抗性强、品质高的菌根苗。通过对AMF的作用效果分析,发现接种AMF可以改善蔬菜营养与水分的供应状况,增强蔬菜对环境胁迫的耐受性,增加蔬菜根部疾病及线虫的抗性,提高蔬菜产量和产品质量,具有重要的农业意义。基于AMF对于蔬菜的有益作用,本文综述了AMF在促进蔬菜生长、提高蔬菜产量和品质、缓解其非生物胁迫和控制病原菌以及与其他生物防治剂（或农药）联合施用等方面的研究进展,以期为AMF在蔬菜生产中的应用提供参考。     

稻田生态系统中丛枝菌根真菌的研究进展

水稻是世界上近一半人口的主粮作物,也被认为是研究丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)与非豆科植物共生的模式寄主植物。由于研究手段的限制,长期以来对稻田AMF多样性和生态功能的认识不够深入。近10年来,随着高通量测序技术的发展,越来越多的研究表明,AMF在稻田生态系统中普遍存在。新技术的发展极大地推动了稻田生态系统中AMF生态功能及其与水稻互作的研究。本文综述了稻田生态系统丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)共生体的建立、AMF的多样性及其影响因素、AMF的生态功能、AMF在水稻栽培中的潜在应用等,并对未来AMF与水稻研究进行了展望。研究表明,AM共生体的建立依赖AMF和水稻间一系列复杂的信号识别、交换和传导机制;相较于稻田湿地环境,旱作环境水稻根中AMF的定殖率更高,而且受寄主植物、环境因子和栽培管理措施等因素影响;AMF在调控水稻生长、营养吸收、抵御环境胁迫、降低稻田甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放等方面发挥着重要功能;AMF与其他微生物联合作用可以更好地帮助水稻吸收养分和抵御环境胁迫。基于稻田生态系统A...     

环境因子对AM真菌多样性的影响

土壤,气候和地理因子等环境因子对丝枝菌根（AM）真菌多样性有重要影响,本文系统地综述了最近10年来AM真菌生态学在该方面的最新研究成果,分析当前研究中所存在的问题和动向。     

丛枝菌根菌丝桥介导的番茄植株根系间抗病信号的传递

菌根菌丝桥是植物间在地下进行物质交流的通道, 但它能否作为植物间地下化学通讯的通道来传递抗病信号则缺乏研究. 本文利用丛枝菌根真菌（AMF）摩西球囊霉在供体与受体番茄植株间建立菌丝桥, 对供体植株接种早疫病病原菌茄链格孢菌, 研究供体与受体番茄植株根系间是否存在抗病信号的传递. 荧光定量PCR检测表明, AMF侵染后的供体番茄植株再接种病原菌, 其根系中苯丙氨酸解氨酶基因（PAL)、脂氧合酶基因（LOX）和几丁质酶基因（PR₃）的转录水平显著高于仅接种病原菌、未接种病原菌和AMF, 以及只接种AMF的番茄植株. 更重要的是, 与供体有菌丝桥连接的受体番茄根系中PAL、LOX和PR₃的基因的表达量也显著高于无菌丝桥连接、菌丝桥连接被阻断以及有菌丝桥连接但供体植物未接种病原菌的处理,3个基因最高转录水平达到无菌丝桥连接对照受体植物的4.2、4.5和3.5倍. 此外, 供体植株根系启动防御反应的时间（18和65 h）比受体（100和140 h）早. 表明病原菌诱导番茄供体根系产生的抗病信号可以通过菌丝桥传递到受体根系.     

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。