红壤中VA菌根真菌(球囊霉目)的种类和生态分布

本文报道了发育于第四纪红色粘土母质上的红壤中的4属13种VA菌根真菌(球囊霉目):1.细齿无梗囊霉 Acaulospora denticulata Sieverding & Toro;2.丽孢无梗囊霉Acaulospora elegans Trappe & Gerdemann:3.光壁无梗囊霉Acaulospora laevis Gerdeman D & Trappe:4.巨大巨孢囊霉Gigaspora gigantea(Nicol.& Gerd.)Gerdemann & Trappe;5.珍珠巨孢囊霉Gigaspora margarita Becket & Hall;6.聚球囊霉Glomus aggregatum Schenck & Smith;7.明球囊霉Glomus clarum Nicolson & Schenck;8.集球囊霉Glomus fasiculatum(Thaxter)Gerdemann & Trappe;9.地球囊霉Glomus geosporum(Nicol.& Gerd.)Walker;10.木薯球囊霉Glomus manihot Howeler,Sieverding & Schenck;11.变形球囊霉Glomus versiforme(Karsten)Berch;12.美丽盾孢囊霉Scutellospora calospora(Nicol.& Gerd.)Walker & Sanders;13.异配盾孢囊霉Scutellospora heterogama(Nicol.& Gerd.)Walker & Sanders。其中细齿无梗囊霉(Acaulospora denticulata)、巨大巨孢囊霉(Gigaspora gigantea)、木薯球囊霉(Glomus manihot)和异配盾孢囊霉(Scutellospora heterogama)4种为国内新记录种。对这13种VA菌根真菌的形态进行了描述讨论,并对这些种群的出现频度、不同利用方式     

丛枝菌根真菌(Glomus intraradices)对铜污染土壤上玉米生长的影响

盆栽试验研究了不同土壤施Cu水平(0、50、200 mg/kg)下,接种不同来源的两个丛枝菌根真菌Glomus intraradices菌株对玉米生长、Cu、P以及微量元素Fe、Mn、Zn吸收的影响.结果表明:接种菌根真菌显著提高了玉米的生物量,增加了玉米植株P浓度和吸收量;随着施Cu水平提高,各处理根系Cu浓度显著增加.各施Cu水平下玉米根系Cu浓度远远高于地上部分Cu浓度,同一施Cu水平下接种处理根系Cu浓度要显著高于对照;尤其在200 mg/kg施Cu水平下,接种处理根系Cu浓度大约是地上部分的45～58倍,对照根系Cu浓度大约是地上部分的12倍.总体上,试验条件下两个菌株对玉米的接种效应没有明显差异.试验表明丛枝菌根对重金属Cu有较强的固持作用,这可能是菌根减轻宿主植物Cu毒害的一个重要机制.     

以新鲜根段进行AM真菌的分子检测及竞争性侵染研究

运用nested-PCR技术和AM真菌特异性引物,建立了用新鲜植物根段直接检测AM真菌的分子生物学方法。以真核生物通用引物LR1和NDL22对混合接种的西红柿新鲜根段进行第1次扩增,将其产物进行稀释,再分别以Glomus intraradices 和Glomus mosseae的种特异性引物8.22和5.25进行第2次扩增。在琼脂糖凝胶上观察到AM真菌种特异性条带;运用该技术检测出混合接种时同一根段内不同的AM真菌,并探讨了真菌在植物根部的竞争性侵染。用盆栽方式种植西红柿,混合接种G. intraradices 和G. mosseae,在1个月后,前者侵染占优势。     

磷和镉对根内球囊霉Glomus intraradices孢子萌发、菌丝生长和外生菌丝内聚磷酸累积的影响

丛枝菌根真菌(AMF)能够显著提高植物对重金属的抗性,菌丝内聚磷酸(Polyphosphate,PolyP)可能参与了这种抗性的形成。试验以Glomus intraradices孢子为试材,对灭菌条件进行了优化,并进一步研究了不同P和Cd2+水平对孢子萌发、菌丝生长、分支和外生菌丝中聚磷酸含量的影响。结果表明,孢子在1%氯胺T+0.02%链霉素+0.01%庆大霉素+1/100(V/V)吐温-20中灭菌5min的效果最好。孢子萌发率、菌丝分支和菌丝长度随着Cd2+浓度的增加不断降低;当Cd2+浓度达到0.1mmol/L时,孢子萌发率降低为0%,表明Glomus intraradices的孢子萌发对Cd2+的耐受极限为0.1mmol/L;1mmol/L的P促进菌丝分支增加,却降低了萌发率,但对菌丝生长没有影响;在培养23d以后,三者基本不再变化。外生菌丝内的聚磷酸含量随着P的升高而增加;在Cd2+胁迫作用下,聚磷酸的含量降低而菌丝密度随着聚磷酸的升高而升高,表明聚磷酸在减弱重金属毒性方面起了重要作用。     

摩西球囊霉对三叶鬼针草保护酶活性的影响

旱地农田入侵杂草三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)与摩西球囊霉(Glomus mosseae)(AM真菌)经常形成长效的共生体,该霉菌对三叶鬼针草的入侵能力起到促进作用,但机理并不清楚。盆栽试验对正常浇水、中度干旱和重度干旱条件下接种AM真菌的三叶鬼针草植株与未接种植株之间叶片丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(ASP)和过氧化物酶(POD)等保护酶活性进行了比较研究。结果表明,干旱胁迫导致三叶鬼针草叶片内MDA含量升高,SOD、CAT、ASP和POD的活性升高;正常浇水条件下,接种G. mosseae 对MDA含量,SOD、ASP和CAT活性影响不显著;中度干旱条件下,接种没有显著影响ASP活性,但对SOD和CAT活性影响显著;在处理前期(7,14,21d)POD活性影响不显著,在处理后期(28,35d)接种植株显著低于未接种植株;重度干旱条件下,未接种植株MDA含量、CAT活性显著高于接种植株,POD活性差异不显著。ASP活性在21d前差异不显著,之后,未接种植株显著高于接种植株。因此,AM真菌G. mosseae 有效地降低了干旱胁迫对三叶鬼针草的伤害程度,随着土壤含水量的严重亏缺和胁迫时间的延长,摩西球囊霉对三叶鬼针草的保护作用逐渐减弱。由于三叶鬼针草和AM真菌之间普遍存在着共生关系,该共生关系可能是三叶鬼针草入侵能力强的关键生物因子之一。     

植物磷营养状况对丛枝菌根真菌生长及代谢活性的调控*

采用四室隔网培养装置,以玉米为宿主植物,通过在植物生长室设0、50、250和500 mgPkg-1 4个施磷水平,研究了植株体内的磷营养状况对AM真菌Glomus sinuosum和Glomus intraradices生长及活性的影响。研究发现在不施磷条件下,接种AM真菌G. intraradices显著促进了植物生长和磷的吸收;低磷条件(50 mgPkg-1)下,接种菌根真菌显著促进了植物对磷的吸收,但对植物生长没有明显的影响;而在高磷条件(250 mgPkg-1 和500 mgPkg-1)下,接种菌根真菌不但没有促进植物的生长和磷的吸收,反而对其有抑制作用。随着施磷水平的提高, AM真菌根内菌丝的碱性磷酸酶活性显著下降;与不施磷相比,低量(50 mgPkg-1)供磷增加了AM真菌土壤中根外菌丝的密度,高磷(250 mgPkg-1 和500 mgPkg-1)降低了土壤中根外菌丝的密度。上述结果说明:⑴ 给宿主植物施用磷肥引起的植物磷营养状况的改变,对AM真菌生长和代谢活性具有一定的调控作用;⑵ G. sinuosum和G. intraradices两种AM真菌的生长和代谢活性对施磷水平的响应程度无显著性差异;⑶ 高磷抑制AM真菌生长和代谢活性,使真菌吸磷量减少,可能是造成菌根效应降低的原因之一     

庐山常绿阔叶林常见树种根际球囊霉素相关土壤蛋白分布特征及其影响因素

庐山森林具有明显的纬度地带性特征,常绿阔叶林与常绿落叶阔叶混交林是庐山中部区域常见的森林类型,对于庐山生物多样性及生态服务功能有重要意义.球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)的动态变化是评价和指示森林土壤质量的重要指标之一,探明庐山森林GRSP分布特征及其影响因素,对于提高森林土壤质量具有指示意义.以庐山自然保护区常绿阔叶...     

覆膜与接种AM真菌对半干旱区玉米根际土壤理化性质的影响

本研究采用裂区试验设计,主区设置了3种覆膜方式:露地平播(即常规播种方法,无覆膜)、半覆膜平作(即常规播种方法,覆膜占小区面积一半)、全膜垄上穴播(即起垄后小区全覆膜,垄上播种),副区设置了2个丛枝菌根(AM)真菌接种水平:接种AM真菌(AM)和不接种对照(CK),研究了大田条件3种覆膜方式下接种AM真菌对半干旱区春播玉米根际土壤养分、有机碳含量及AM真菌特性(侵染率、根外菌丝密度与土壤球囊霉素)的影响。结果表明:3种覆膜方式下,与不接种对照相比,接种AM真菌显著提高了根系侵染率、根外菌丝密度、土壤中球囊霉素和有机碳含量、植株干重、碳氮比和土壤含水量,同时显著促进了土壤养分吸收(个别例外),其中土壤根外菌丝密度、易提取球囊霉素、有机碳、速效磷和速效钾含量、碳氮比随着覆膜方式由无覆膜-半覆膜-全覆膜的变化呈降低趋势,而植株干重、土壤中总球囊霉素、全氮和含水量随着覆膜方式由无覆膜-半覆膜-全覆膜的变化呈升高的趋势。全覆膜结合接种AM真菌在促进西北半干旱地区田间作物生长、提高土壤含水量、以及改善菌根侵染率、菌丝密度与土壤中球囊霉素含量的作用最大,但降低了土壤养分,后期还可能需要通过合理施肥措施加以维持土壤肥力水平。相关分析表明,土壤根外菌丝密度和球囊霉素含量与土壤矿质养分和水分存在一定程度的协同效应,接种AM真菌有助于根际土壤养分转化,促进植物生长。     

少花蒺藜草入侵对根际土壤磷细菌群落多样性的影响

[目的]入侵植物少花蒺藜草在磷元素受限的贫瘠沙质土壤中能够快速生长和种群扩张,形成单一优势群落。本文解析了少花蒺藜草在磷胁迫条件下对磷素的高效利用机制,以期为揭示其入侵机理提供理论依据。[方法]设置少花蒺藜草、冰草、狗尾草和空白对照4个处理,通过高通量测序技术,从土壤解磷微生物的角度分析各处理间土壤中解磷细菌的组成差异。[结果]少花蒺藜草入侵显著提高了土壤磷酸酶的活性和土壤解磷菌的群落多样性。PCA与UPGMA聚类结果表明,少花蒺藜草与狗尾草根际磷细菌物种组成相似性最大。LEfSe多级物种差异判别分析结果表明,少花蒺藜草根际显著富集且与其他处理有显著性差异的解磷菌类群为α-变形菌、链霉菌,其在少花蒺藜草对磷的吸收中可能起较为重要的作用。变形菌门、浮霉菌门和放线菌门与少花蒺藜草根际土壤中的全磷含量呈显著正相关,放线菌门与少花蒺藜草根际土速效磷含量有紧密联系。[结论]少花蒺藜草通过改变入侵地根际土壤的解磷菌群落结构间接影响根际土壤的磷素环境,从而利于自身生长。     

匍枝根霉组成型内切葡聚糖酶基因的筛选和表达

从匍枝根霉cDNA文库中筛选得到组成型内切葡聚糖酶基因（ zeg1和zeg2）,经比对zeg1和zeg2相似度为86％,有相似的催化活性区域,经CDD（保守序列数据库）分析,该蛋白归属于糖苷水解酶第5家族,对比PDB（蛋白结构数据库）中第五家族的关键催化残基,预测该两个蛋白的第147位的谷氨酸（ E）及199位的色氨酸（ W）为该蛋白的关键催化残基。重组zeg1发酵至20 h时达到最高酶活为0.422 IU/mL;重组zeg2发酵至24 h达到最高酶活为0.509 IU/mL。酶学性质研究表明重组zeg1和zeg2的最适温度均为50℃,最适pH值均为5.0。通过CMC-SDS-PAGE电泳,复性后染色,测得重组zeg1和zeg2的分子量分别约为55 kD和58 kD。     

温度,pH和后熟处理对缩球囊霉孢子萌发的影响

研究了温度、ｐＨ和后熟处理对缩球囊霉（Ｇｌｏｍｕｓ　ｃｏｎｓｔｒｉｃｔｕｍ Ｔｒａｐｐｅ）孢子萌发的影响,结果发现从云南热带植物河口观音座莲（Ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ ｈｏｋｏｕｅｎｓｉｓ, Ｃｈｉｎｇ）根际土壤中采集的缩球囊霉孢子萌发的最适温度在２５℃～３０℃之间,最适ｐＨ在５～６之间,后熟处理明显能提高缩球囊霉孢子的萌发率;同时还观察到缩球囊霉孢子萌发时只产生一根芽管;缩球囊霉孢子的萌发率较其他一些ＶＡ菌根真菌孢子的萌发率低,不同季节采集到的孢子其萌发率有明显的差异。     

香根草属与狼尾草属植物对土壤线虫营养类群的影响?

对广州华南植物园香根草属泰国香根草(Vetiveria nemoralis)、普通香根草(V.zizanoides)的2个品种Sunshine和Karnataka以及狼尾草属象草(Pennisetum purpureum)、皇草(P.purpureum×P.thyphoides)和杂交狼尾草(P.americanum×P.purpureum)的地下土壤线虫各食性类群在根区和非根区的分布特征进行了对比研究,结果表明:线虫主要集中在0-15 cm的浅层土壤中,在不同生境下食细菌和植物寄生性线虫占优势,两类线虫的比例在香根草属植物生境下为87.7%-97.6%,狼尾草属植物生境下为88.5%-94.0%,而食真菌、捕食性和杂食性线虫数量则很少,其相应的比例分别为2.4%-12.3%和6.0%-11.5%。两属植物根区的线虫数量显著高于非根区,但不同营养类群的线虫在根区和非根区的分布有较大差异。香根草属植物和杂交狼尾草非根区植物寄生性线虫的比例高于根区,而食细菌线虫的比例低于根区;但象草和皇草非根区植物寄生性线虫的比例低于根区,而食细菌线虫的比例高于根区。除皇草外,两属植物非根区食真菌线虫的比例一般高于根区。在所选的植物中,Karnataka和杂交狼尾草在土壤改良和土壤生物学效应方面有更好的潜力。     

激素对转基因雪莲毛状根植株再生及类黄酮产生的影响

为了研究外源激素GA3和IAA对3个转基因新疆雪莲类黄酮高产毛状根系C17、C27、C46的植株再生及其总黄酮含量的影响,在培养基中添加不同浓度的GA3和IAA,结果发现,GA3浓度高于1.0 mg/L时,可诱导毛状根系产生不定芽,其中以GA3浓度为2.0 mg/L时,转基因毛状根系C17的不定芽再生率最高,可达82％。高压液相色谱以及紫外分光光度法测定结果表明,与未用激素处理的毛状根和它的再生植株相比,外源激素GA3和IAA能显著提高毛状根培养物中芹菜素和总黄酮的含量。毛状根系的组织干重与类黄酮的含量没有相关性,但毛状根系的再生率与类黄酮的含量几乎呈反相关性。     

坡向对香根草护坡地植物群落特征的影响

经连续2年定点调查,研究了不同坡向对香根草（Vetiveria zizanioides）护坡地植物群落早期演替阶段特征的影响。结果表明：最早迁入边坡地定居的主要为菊科、禾本科和豆科类植物,三者物种数占物种总数比例为59.09%～92.86%;不同坡向植物群落特征从香根草栽后第2年开始出现差异;阳坡香根草种群物种优势度明显高于阴坡的物种优势度,且阳坡香根草种群持续上升,阴坡香根草种群则呈衰退趋势;植物群落丰富度指数、多样性指数、均匀度指数均与群落中香根草物种优势度呈极显著线性负相关;生态优势度指数与群落中香根草物种优势度呈极显著线性正相关。     

溶磷细菌和丛枝菌根真菌接种对南方红豆杉生长及根际微生物和土壤酶活性的影响

以南方红豆杉实生苗为材料,采用盆栽实验探讨了高效溶磷细菌草木樨中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)CHW10B与丛枝菌根真菌缩球囊霉(Glomus constrictum)单独和双接种条件下,其植株生长、根际土壤可培养微生物数量、土壤酶活和土壤微生物功能多样性变化,在微生态水平揭示接种对南方红豆杉生长的影响及其机制。结果表明:(1)各接种处理对南方红豆杉幼苗均有促生长作用,接种处理苗高、地径和生物量均较对照显著增加,并以双接种促进效果最好。(2)各接种处理提高了南方红豆杉根际土壤可培养细菌、真菌和放线菌含量,增加了土壤微生物碳源利用率,改变了土壤中物种的丰富度和均一度,增加了土壤中的生物多样性。(3)各接种处理促进了南方红豆杉根际重要土壤酶(酸性磷酸酶、脱氢酶、转化酶)活力的增加,且双接种的促进作用最为明显。可见,溶磷细菌(草木樨中华根瘤菌CHW10B)和丛枝菌根真菌(缩球囊霉)具有协同作用,两者同时接种可显著提高南方红豆杉根际土壤微生物数量及土壤酶活力,提高土壤微生物碳源利用率和土壤肥力,增加土壤中的生物多样性,从而达到间接促进宿主植物南方红豆杉生长的目的。     

土壤增温对杉木幼苗细根生长量及形态特征的影响

为了揭示杉木人工林对全球变暖的地下响应,在福建省三明市陈大国有林场开展杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗土壤增温试验,采用内生长环法探讨增温实验开始后第2年(2015年1月、7月取样)和第3年(2016年1月、7月取样)杉木幼苗细根生长量和形态特征(比根长,SRL;比表面积,SRA;组织密度,RTD)的变化。结果表明:(1)随着苗木的生长,土壤增温对细根生长量的影响趋势是先抑制,再无显著影响,最后促进。(2)土壤增温对细根形态特征的影响在不同取样时间有差异:土壤增温对7月份(夏季)取样的细根SRL或SRA有显著促进作用,对1月份(冬季)取样的细根SRL、SRA均无显著影响。(3)土壤增温对第二、第三次取样的1—2 mm细根RTD有促进作用。表明土壤增温对杉木幼苗细根生长量的影响与苗木生长阶段有关;同时苗木可通过细根形态的调整(增大SRL和RTD)以适应土壤增温引起的土壤资源变化和环境胁迫,维持自身的生长。     

香根草及添加剂对模拟降雨条件下汞污染土壤和矿渣地表径流中汞含量的影响

通过盆栽试验,模拟降雨研究香根草(Vetiveria zizanioides)及添加剂(木屑、腐殖土)对汞污染土壤和汞矿渣中汞通过地表径流向周围迁移的影响,结果显示:(1)颗粒态汞占地表径流总汞的80%以上,是汞进行迁移的最主要途径.(2)在汞污染土壤中直接种植香根草,或者将香根草分别与木屑或腐殖土结合,能有效减少地表径流中的总汞(63%～85%)、颗粒态汞(63%～85%)和可溶态汞(27%～73%)向周围环境迁移,其效果显著高于直接在污染土壤中添加单一的木屑(5%)或腐殖土(23%).(3)在矿渣中直接添加低汞土壤或木屑、或直接种植香根草,或将香根草分别与低汞土壤、木屑、腐殖土结合均能有效固定矿渣中的总汞(29%～82%)、颗粒态汞(27%～84%)和可溶态汞(20%～70%).     

接种促生菌对花生根际土壤微生物及营养元素的影响

植物根际促生菌是一类可促进植物生长的有益细菌,有效的根际促生菌剂可以减少化肥施用。以束村氏菌属(Tsukamurella sp.)P9、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia sp.)P10、以及P9和P10混合菌液作为接种菌株,研究促生菌对花生生长、植株及土壤营养、根际土壤微生物类群及功能的影响。30 d盆栽实验结果表明,接种组的花生鲜重、株高及根长均显著提高;根际土壤细菌总数、固氮菌和溶磷菌数均明显高于未接种组;氮循环功能菌群数量有不同程度提高,土壤蔗糖酶、脲酶及过氧化氢酶均高于对照;土壤碱解氮及速效钾显著提高,植株营养指标有所提升,尤以P10接种效果更优。本研究初步结论表明2株促生菌通过活化土壤微生物、提高植株的有效营养元素含量,促进了花生的生长。     

接种AMF对煤矿废弃物上高丹草的生长和叶绿素荧光的影响

为改善采矿废弃物上植被生长状况,提高植物成活率,该研究采用盆栽试验法,以高丹草为材料,选用摩西球囊霉(Glomus mosseae,G.m)和地表球囊霉(G.versiforme,G.v)两种AM真菌,分别研究单接种和混合接种对粉煤灰(S1)、煤矸石(S2)和粉煤灰与煤矸石混合物(S3)三种煤矿废弃物基质上高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)生长及叶绿素荧光的影响,并以正常沙土(S4)作为对照。结果表明:(1)4种基质上,3种接种处理均获得较高侵染率,在基质S1、S3和S4上均为接种摩西球囊霉对高丹草根系侵染率最高,分别为49.04%、57.40%、43.34%,在基质S2上,混合接种处理对高丹草根系侵染效果最好,达49.33%。(2)3种煤矿废弃物基质上高丹草根长、干重、叶绿素含量、F_v/F_o、q P和Yield显著降低。接种AM真菌显著提高了高丹草的生长和光合效率。与其他处理相比,在基质S1、S3和S4上,接种摩西球囊霉显著增加了根长、干重、叶绿素含量、F_v/F_o、q P和Yield,在基质S2上,接种地表球囊霉显著增加了根长、干重,接种地表球囊霉和摩西球囊霉+地表球囊霉(G.mv)处理间叶绿素荧光参数均无显著差异。这表明在煤矿废弃物基质的复合逆境中高丹草生长和光合作用显著受到抑制,AM真菌可通过提高高丹草叶绿素含量,改善叶片叶绿素荧光和光合作用,促进植物生长,来缓解该复合逆境对高丹草造成的伤害,增强其对煤矿废弃物不良环境的抗逆性,提高煤矿区植被恢复效果。接种摩西球囊霉对粉煤灰以及粉煤灰和煤矸石混合基质上高丹草的促进作用最佳,而接种地表球囊霉更适于煤矸石基质上高丹草的生长。     

N、P、K肥对香根草修复土壤镉、锌污染效率的影响

通过盆栽试验研究在30 mg/kg镉(Cd)污染土壤条件下N[CO(NH2)2:100、200、300 mg/kg土]、P(P2O5:50、100、200 mg/kg土)和K(KCl:100、200、300 mg/kg土)处理对香根草修复土壤Cd和锌(Zn)污染效率的影响。结果表明:3种N处理能促进香根草地上部生长,而且显著提高地上部特别是叶的Cd和Zn含量,导致其修复效率成倍显著增加;200 mg/kg K处理显著提高Zn修复效率,但300 mg/kg K和50、200 mg/kg P处理却显著降低Cd、Zn修复效率。因此,为改善香根草对较贫瘠土壤中Cd、Zn污染的修复效率,应对香根草适施N肥,并控制或者不施P、K肥为佳。