蒙古韭共生真菌及其菌根形态学的研究

本文对生长于内蒙古中西部草原和荒漠地区的蒙古韭Alliummongolicum进行了菌根侵染状态的调查研究。发现蒙古韭的根系有丛枝菌根真菌侵染,其菌根类型为疆南星型(Arum-type)。不同地区采集的蒙古韭菌根侵染率不同,由8.76%至36.12%,侵染率与真菌种的丰富度及孢子密度关系不显著。从7个样点的蒙古韭根际土壤中,分离到丛枝菌根真菌26种:无梗囊霉属5种、球囊霉属18种、内养囊霉属和盾巨孢囊霉属各1种,并有1个未知属种。由此可见,球囊霉和无梗囊霉2个属的种出现频度占绝对优势。除了聚生球囊霉Glomusfasciculatum在沙坡头出现最多外,其它样点中Acaulosporasp.1、缩球囊霉G.constrictum、透光球囊霉G.diaphanum和卷曲球囊霉G.convolutum都有较高的出现频度。尽管不同样地蒙古韭根际土壤中丛枝菌根真菌种的丰富度及孢子密度有差异,但样地之间的优势种有相似性。     

丛枝菌根真菌对植物生长影响的研究

菌根是自然界中一种极为普遍和重要的共生现象,其中分布最为广泛的菌根类型就是丛枝菌根,可以增强植物从土壤中获取水分的能力,改善植物根系对磷、镉等矿质元素及养分的吸收,从而促进植物的生长。本文综述了丛枝菌根真菌对植物生长影响的概况。有关丛枝菌根真菌对植物水分和矿质营养的利用,尤其是磷素营养的研究较为深入,而对植物光合特性的研究较少,这些研究工作为深入理解菌根真菌与植物的相互关系提供基础资料。     

镧对丛枝菌根发育的影响

稀土元素在一定剂量下具有增加作物产量、改善品质的作用,为了评价镧元素对丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌侵染和产孢的影响,研究于温室盆栽条件下,以0、0.001、0.005、0.025、0.125、0.625mmol/L氯化镧溶液分别浇灌接种与不接种AM真菌Glomus mossea的白车轴草Trifolium repens,每次浇灌200mL,共6次,定期测定各处理白车轴草生物量、植株氮、磷和钾含量、AM产孢和侵染率等。结果表明,无论接种与否,镧处理均显著增加了白车轴草生物量、植株氮、磷和钾含量,接种AM真菌的白车轴草生物量和养分含量均显著优于未接种对照。随着镧浓度的增高,接种AM真菌植株的氮、磷和钾含量先上升再下降,镧浓度为0.005mmol/L时氮、磷和钾吸收量最高,分别为68.3、9.1、106.0mg/g。不同浓度镧对根系侵染率及孢子密度产生不同影响,随着镧元素浓度升高,侵染率及孢子密度呈现先升高后降低的趋势;镧浓度为0.005mmol/L时,侵染率最高(82%),孢子密度最大(8.03个/g)。     

两种AM真菌对冬小麦根系锌吸收的影响

无论在温室还是在大田条件下,菌根(AM)真菌均能够侵染冬小麦,但其对冬小麦锌(Zn)吸收的效应及机制尚不明确。本研究将摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae和根内根孢囊霉Rhizophagus intraradices分别接种于冬小麦Triticum aestivum(品种:小偃22)根围,10周后分别利用菌根化幼苗进行短期(0–90min)Zn吸收动力学试验和长期(0–210min)Zn吸收积累试验,并研究AM真菌侵染对冬小麦根系形态特征的影响。结果表明,AM真菌通过增加根系长度和根尖数量来扩大冬小麦根系Zn吸收的有效面积、Zn最大吸收速度V_(max)和Zn~(2+)流入根系的速度α,进而促进冬小麦根系对Zn的吸收。接种摩西管柄囊霉降低了K_m值而接种根内根孢囊霉增加了K_m值,这可能与不同AM真菌对冬小麦根系形态影响及对Zn转运蛋白基因表达的影响存在差异有关。     

自然入侵条件下黄顶菊丛枝菌根定殖及发育的研究

为探讨丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌在黄顶菊Flaveria bidentis入侵过程中可能发挥的作用,首先调查和研究了黄顶菊AM的侵入和生长表现。在黄顶菊入侵严重的河北省选择采样地点,分别从衡水地区的滨湖新区小北田村、冀州市漳下村、枣强县北王庄村、桃城区八里庄村、滨湖新区顺民庄村和滨湖新区刘家台村6个地点按黄顶菊重、中、轻3种盖度和不同生育期(苗期、花期和结籽期)采集根系和根区土样。分离根区土壤中AM真菌孢子、观察AM发育特征、测定孢子密度、AM真菌侵染率、丛枝着生率等,并与土壤理化性质进行了相关性分析。结果在各采样地点均观察到AM典型结构,不同样地菌丝侵染率、I型丛枝密度以及孢子密度的最大值均出现在八里庄村,泡囊密度和A型丛枝密度的最大值分别出现在小北田村和刘家台村;不同盖度下AM真菌侵染率最高值均出现在重度侵染区;不同生长时期黄顶菊的AM也有差异,除了丛枝密度最高值出现在花期和菌丝侵染率差异不显著外,菌丝侵染率、泡囊密度和孢子密度均在结籽期出现最大值。土壤理化特性也显著影响黄顶菊AM的发育,菌丝侵染率与土壤有机质呈显著正相关,与p H值呈显著负相关,与速效P含量呈极显著负相关;A型丛枝密度与p H含量呈显著负相关;I型丛枝密度与土壤全N含量呈极显著正相关;孢子密度与有机质含量和全N含量均呈显著正相关。因此,AM真菌侵染可能会促进黄顶菊的入侵。     

丛枝菌根真菌对羊草生物量和氮磷吸收及土壤碳的影响

采用大田试验的方法在内蒙古锡林格勒草原进行牧草接种试验,通过灭菌和未灭菌两种土壤研究接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae和Glomus claroidium对内蒙古典型草原优势种羊草生长的影响.结果显示,接种丛枝菌根真菌对羊草的地上部干重未产生显著影响,但向未灭菌土壤中接种能显著增加羊草根系量,同时接种G.mosseae显著增加了地上部的N、P含量及吸收量,有效地改善了植株N、P营养,提高了牧草品质;2种菌对根系的营养吸收影响不同,接种G.mosseae在灭菌土壤和未灭菌土壤中均能显著增加根系的N、P吸收量,而接种G.claroidium仅在土壤未灭菌状态下增加根系N、P吸收量;接种对土壤中的菌丝密度未产生显著影响,但接种后土壤中微生物量碳有增加的趋势,短期内难以观察到接种对土壤有机碳的影响.研究表明,丛枝菌根真菌能够提高牧草对N、P吸收,促进牧草的生长,改善牧草品质,增强牧草根际微生物量碳.     

模拟氮沉降对杉木丛枝菌根真菌侵染率和球囊霉素的影响

杉木是我国南方重要的速生用材树种,同时南方面临着日益增强的大气氮沉降。尽管有大量的研究探索了氮沉降对杉木林的影响,但关于氮沉降对杉木与丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）共生关系影响的研究则较少报道。以10年生杉木为研究对象,模拟了不同氮沉降水平（N3：3 g N m^-2a^-1,N6：6 g N m^-2a^-1和Control：0 g N m^-2a^-1）对AMF侵染率和球囊霉素的影响。结果显示：在冬季,与对照相比,N3处理显著增加了AMF侵染率,N6处理显著增加易提取球囊霉素的含量,而氮沉降对总球囊霉素含量无显著影响。在春季,与对照相比,N3处理显著增加AMF侵染率,但是显著降低了易提取球囊霉素的含量。N6处理显著增加总球囊霉素的含量,但显著降低易提取球囊霉素的含量。相同氮添加情况下,春季的AMF侵染率显著低于冬季,而球囊霉素含量（易提取球囊霉素和总球囊霉素）均显著高于冬季的。土壤有效磷与AMF侵染率显著负相关,而与易提取球囊霉素和总球囊霉素含量显著正相关。侵染率与pH显著正相关,球囊霉素与pH显著负相关。本实验针对AMF侵染率和球囊霉素的含量对于氮沉降的响应做出探讨,对全面了解杉木与AMF之间的共生关系对氮沉降的响应及其机制提供了新的参考。     

丛枝菌根真菌侵染Bt玉米及对其生长的影响

以2个不同转化事件的Bt玉米5422Bt1(Bt11)和5422CBCL(Mon810)及其同源常规玉米5422为对象,研究接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)对Bt玉米与常规玉米生长的影响.结果表明:3个品系玉米接菌处理的菌根侵染率明显不同,菌根侵染各参数值总体呈现5422Bt1>5422CBCL>5422趋势;接种处理均促进了玉米的生长,其效应随玉米品系和生育期的不同而呈现差异,喇叭口期5422的地上部干重和总干重显著增加,拔节期5422Bt1的叶片数、茎粗以及喇叭口期的叶片数、茎粗、地上部干重、总干重显著高于对照,5422CBCL拔节期的叶片数和喇叭口期地下部干重增加显著;3个玉米品系菌根真菌依赖性与接菌效应为5422Bt1>5422CBCL>5422,2个Bt玉米品系与Glomus mosseae间的兼容性更好,接种处理对Bt玉米的生长促进作用强于常规玉米.     

接种丛枝菌根真菌对柑橘生长与次生代谢的影响

为了解丛枝菌根(AM)真菌对根、根系分泌物中次生代谢物和植物生长的影响,以AM真菌(Glomusepigaeum)接种柑橘(Citrusreticulata),对柑橘的酚类物质、抗氧化酶和生长情况进行研究。结果表明,温室盆栽6个月后,接种AM真菌显著提高柑橘酚酸类物质的积累,但是酚酸组分在根和根分泌物中存在差异,根中原儿茶酸和丁香酸含量为29.98和18.32μg/g,分别是未接种的4.58和2.26倍。而根系分泌物中香豆酸、苯甲酸和根皮苷含量为0.36、6.04和12.32μg/g,分别是未接种的1.71、1.94和1.25倍,而香草醛仅在未接种柑橘根中检测到。接种AM真菌的柑橘苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性为38.36、0.51和28.62 U/(g·min),分别是未接种AM真菌的1.99、2.83和3.10倍。同时菌根定殖也显著提高柑橘的株高、茎粗和叶片数。因此,AM真菌定殖能促进植物生长,改变柑橘次生代谢产物的积累。     

保藏条件对丛枝菌根真菌Glomus mosseae侵染的影响

以高粱为宿主植物,接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae,测定了经不同保藏温度(18~20,4,-20,-80℃)处理,在不同保藏时间(3,6,12,18,24,30个月)下丛枝菌根真菌G.mosseae对根系的侵染率。结果表明:丛枝菌根真菌G.mosseae在18~20,4,-20℃温度下保藏12~18个月时,需进行转接,用高粱为宿主植物进行更新复壮培养,以保持菌种活力。     

湿地植物的丛枝菌根（AM）

随着对湿地重要性认识的增加,湿地植物的丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）结构研究受到了关注。研究表明,AM结构在多种湿地类型和湿地植被类型中存在,但AM形成受植被生长地水文状况的影响;从湿地植物上的AM真菌种类看,球囊霉属（Glomus）是湿地环境的常有属。同陆生植物相比,有关湿地植物AM结构的研究尽管已取得了一些进展,但还有很大差距,尤其在我国还几乎处于空白状态。鉴此,从形成AM的湿地植被类型、湿地环境中的AM真菌种类、AM对湿地植物生长的影响,以及影响湿地植物AM形成的因素等方面进行了详细阐述,并对今后的研究方向做了展望,以期为我国开展湿地植物AM结构研究提供参考。     

丛枝菌根真菌促进入侵植物紫茎泽兰的生长和对本地植物竞争效应

外来植物与入侵地土壤丛枝菌根真菌(AMF)的互作和反馈已被认为是许多入侵植物的重要入侵机制之一。为进一步探究入侵植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora)竞争替代本地植物过程中AMF的作用,本研究首先测定了林下和林地边缘两类生境中紫茎泽兰和本地植物的AMF侵染率和AMF含量,结果表明,2种生境中紫茎泽兰的菌根侵染率和AMF含量均显著高于本地植物,且菌根侵染率与AMF含量呈显著正相关。温室盆栽试验结果进一步表明,接种AMF显著促进了紫茎泽兰的生长,且对硝态氮和有效磷的吸收能力优于本地植物香茶菜(Rabdosia amethystoides),同时降低了竞争中本地植物香茶菜的菌根依赖性,提高了紫茎泽兰对香茶菜的竞争优势度。本研究进一步证实AMF有利于促进紫茎泽兰的竞争性扩张。     

丛枝菌根真菌与氮添加对不同根形态基因型水稻氮吸收的影响

植物主要依赖自身根系从土壤中获取矿质养分; 具有不同根形态的植物对于养分的吸收能力存在差异。丛枝菌根真菌(AMF)能与陆地植物根系形成共生关系, 帮助植物吸收矿质养分。但是, AMF对于植物根系养分吸收的促进效应是否会受根形态的影响还鲜有研究。该研究选取4种不同根形态基因型水稻(根毛缺陷突变体rhl1、侧根缺陷突变体iaa11、不定根缺失突变体arl1和野生型Kas)为研究对象, 设置2种施氮水平处理(低氮: 20 mg·kg^-1氨氮; 高氮: 100 mg·kg^-1氨氮), 利用稳定同位素¹⁵N示踪标记技术, 探究AMF和氮添加对不同根形态植物氮吸收的影响。研究结果发现, 相比低氮处理, 高氮处理下, rhl1、Kas、iaa11与arl1的茎叶¹⁵N浓度分别提高了60%、72%、128%与118%, 说明氮添加显著促进了水稻氮吸收, 且iaa11与arl1对氮添加的响应更强烈。在低氮水平下, AMF对rhl1、Kas、iaa11与arl1氮吸收的平均效应值分别为17%、31%、42%、51%, 表明AMF对于植物氮吸收的促进效应受根形态影响, iaa11与arl1对AMF的响应明显高于Kas与rhl1; 相较于低氮水平, 高氮水平下AMF对于不同根形态水稻氮吸收的促进效应都会显著降低, 表明氮添加削弱了AMF对植物氮吸收的促进效应。该研究阐明了4种不同根形态基因型水稻氮养分吸收存在显著差异, 其中氮吸收能力较弱的基因型水稻对AMF的响应更强, 该结果补充了植物与AMF在养分吸收上存在功能互补的控制实验证据。     

3种丛枝菌根真菌与3种寄主植物的共生关系

【目的】利用丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌对寄主植物的偏好性和不同寄主植物的功能互补作用,建立AM真菌的高效繁殖体系。【方法】以玉米(Zea may L.)、高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]和白车轴草(Trifolium repens L.)为寄主植物,采用寄主植物单作和间作的盆栽培养法,研究不同栽培模式对光壁无梗囊霉(Acaulospora laevis)、单孢球囊霉(Glomus monosporum)和根内球囊霉(G.intraradices)3种AM真菌繁殖能力的影响,通过地上部分生物量的分配分析,探索C3和C4植物对AM真菌共生关系的"功能互补"效应及机制。【结果】间作模式下,寄主植物地上部分总生物量和3种AM真菌的孢子密度均显著高于单作(P0.05);单作和间作栽培模式下,3种AM真菌对玉米地上部分生物量响应无显著差异(P0.05),但单孢球囊霉和根内球囊霉对高粱地上部分生物量产生显著影响(P0.05);两种间作栽培模式下,根内球囊霉对白车轴草地上部分生物量也产生了显著影响(P0.05)。【结论】3种AM真菌对3种寄主植物的共生偏好性不同,且C3和C4植物对AM真菌共生关系存在一定的"功能互补"效应,利用AM真菌的寄主植物偏好性和不同植物间的功能互补关系,增加AM真菌的孢子产量,有利于AM真菌高效繁殖体系的建立。     

Arbuscular mycorrhizal fungi can transfer substantial amounts of nitrogen to their host plant from organic material

Nitrogen (N) capture by arbuscular mycorrhizal (AM) fungi from organic material is a recently discovered phenomenon. This study investigated the ability of two Glomus species to transfer N from organic material to host plants and examined whether the ability to capture N is related to fungal hyphal growth. Experimental microcosms had two compartments; these contained either a single plant of Plantago lanceolata inoculated with Glomus hoi or Glomus intraradices, or a patch of dried shoot material labelled with (15)N and (13)carbon (C). In one treatment, hyphae, but not roots, were allowed access to the patch; in the other treatment, access by both hyphae and roots was prevented. When allowed, fungi proliferated in the patch and captured N but not C, although G. intraradices transferred more N than G. hoi to the plant. Plants colonized with G. intraradices had a higher concentration of N than controls. Up to one-third of the patch N was captured by the AM fungi and transferred to the plant, while c. 20% of plant N may have been patch derived. These findings indicate that uptake from organic N could be important in AM symbiosis for both plant and fungal partners and that some AM fungi may acquire inorganic N from organic sources.     

拉杰沙希大学校园药用植物菌根研究

Forty different medicinal plants were investigated for arbuscular mycorrhizal association in the Rajshahi University Campus in Bangladesh. The results indicated that 35 different plants were infected by AM (arbuscular mycorrhizal) fungi as found by trypan blue staining procedure. The percentage of root colonization by AM fungi varied from 13.3% to 100%. Mangifera indica and Morus indica have maximum percentage of colonization (100%). The intensity of root colonization were abundant in the plants belonging to the families Anacardiaceae, Asclepiadaceae, Moraceae, Leguminosae and Apocynaceae whereas the intensity of colonization of crop roots were moderate and poor belonging to Gramineae and Leguminosae. The presence of greater number of spore in soil was always associated with the incidence of abundant mycelia. In plant roots the formation of spore and mycelia was restricted by low pH. Number of mycorrhizal fungus spores ranged between 35 to100 per 100g air dried soil in different family respective soils. The frequency of mycorrhizal fungus infection showed positive correlation with soil pH, moisture, water holding capacity, texture, total nitrogen, organic carbon, phosphorus, calcium, potassium, and magnesium. Especially phosphorus and nitrogen in the soil greatly influenced the plant root infection by AM fungi.     

Arbuscular mycorrhizal fungi and biological control of Verticillium-wilted cotton plants

The interaction of arbuscular mycorrhizal fungi (Glomus etunicatum, Glomus intraradices, and Glomus versiforme) with a wilt-causing soil-borne pathogen, Verticillium dahliae, was studied in cotton. It was found that establishment by arbuscular mycorrhizal fungi reduced disease index. In diseased cotton plants colonised by G. etunicatum, the disease index was less than other diseased mycorrhizal and non-mycorrhizal ones. In diseased cotton plants, chlorophyll content was lower than others. Three Glomus species significantly increased content of sugar and protein in shoot and root. Pathogen-infected plants had higher proline concentration in shoot and root than healthy plants. On the other hand, the increased content of proline as stress sensor showed that Verticillium accelerates senescence and reduces yield. These results suggest that the beneficial effects of mycorrhiza can alleviate the pathogenesis effects of V. dahliae partly, and also there is a competitive interaction between the pathogenic and symbiotic fungi.     

菌根真菌的碳氮循环功能研究进展

菌根(Mycorrhiza)是土壤真菌与植物根系形成的共生体(Symbiont),真菌一方面从植物获取碳水化合物,同时帮助植物吸收氮等矿质养分,因此,菌根真菌在生态系统的碳氮循环过程中发挥重要的作用.研究结果表明,菌根真菌可利用约4％-26％的植物净光合固定的碳水化合物,而其生物量和分泌物(如球囊霉素)具有重要的土壤碳汇功能;同时菌根真菌可参与土壤复杂有机质的降解过程.在菌根共生体系中,氮从根外菌丝到根内菌丝的传输经历了一个“无机-有机-无机”的转变过程.本文重点总结分析了菌根真菌在碳氮代谢功能与机理等方面的国内外最新研究进展,以及目前存在的主要问题与未来的研究重点.