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。     

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。     

丛枝菌根真菌脂类代谢对共生信号调控的响应和反馈

丛枝菌根(AM)真菌是自然生态系统中分布最为广泛的真菌之一,在自然界物质循环和能量流动中发挥着重要作用。经过长期的协同进化,AM真菌和宿主植物之间形成了完美的互惠互利的共生关系,而真菌的脂类代谢可能是揭示共生秘密的关键所在。本文综述了AM真菌脂类代谢在共生关系建立和维持中关键作用的最新研究进展,重点探讨了AM真菌脂类代谢对共生信号调控的响应和反馈机制,主要包括:AM真菌脂类存储和释放对共生和非共生状态的响应,以及脂类代谢产物变化与共生营养传递之间的关系;脂类分解过程在共生建立初期对信号分子调控发生的响应,以及相应的物质转化和能量代谢;菌根共生互惠互利关系维持中,真菌脂类代谢与信号分子交流通道的相互渗透和影响。本文对于理解菌根共生机制,促进菌根在生产中的应用具有促进作用。     

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。     

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.     

菌根真菌是唱响生物共生交响曲的主角——菌根真菌专辑序言

地球上任何生物都不是单独进行生命活动和进化的,即生物之间更多的是依靠密切联合、共生互助、需求互补和共同发展。其中,陆地生态系统中的强大分解者真菌和强大生产者植物关系密切,特别是以菌根真菌(mycorrhizal fungi)为代表的植物共生真菌自始至终与植物共生,这一强-强共生联合在维持生态平衡、保存生态系统可持续生产力与生态系统综合服务功能体系中,其分布之广、作用之多、功能之强和贡献之大,可谓名副其实的生物共生体系中的主导者。近年来,中国在真菌与植物共生研究领域成绩斐然,占据世界重要地位。本期《菌物学报》"菌根真菌专刊"刊登了2篇综述和20篇研究报告。综述分别对丛枝菌根(AM)真菌在煤矿区生态修复应用研究和兰科植物与菌根真菌的营养关系进行了总结和热点论述;研究报告分别对菌物界球囊菌门AM真菌全球公认种的中文学名给予了全面规范正确的描述、对中国部分林区红桦外生菌根真菌多样性、华山松印度块菌菌根中的块菌交配型基因、AM真菌对枳吸收磷和分泌磷酸酶的影响、转Bt基因棉叶片腐熟物抑制AM真菌定殖及菌根对磷的吸收、低pH影响AM真菌丛枝发育和磷的吸收、接种AM真菌与间作对红壤上玉米和大豆种间氮素竞争的影响、AM真菌及其菌种组合对植物根结线虫病害的影响以及接种AM真菌和施加铁可协同降低水稻砷累积等方面进行了研究。本期内容基本体现了中国菌根真菌分类、物种多样性、生理学、生态学、生理生态效应与作用机制研究的最新进展,对当前和今后开展植物共生真菌的研究具有重要的引领作用。     

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。     

接种丛枝菌根真菌对青冈栎幼苗生长和光合作用的影响

利用菌根真菌摩西球囊霉和根内球囊霉,对喀斯特地区造林树种青冈栎进行接种试验,测定菌根真菌对青冈栎幼苗生长、生物量和光合作用的影响。结果表明:接种丛枝菌根真菌能显著促进青冈栎幼苗株高、地径、叶面积和幼苗生物量的增长,并且能提高幼苗成活率和改善幼苗的光合能力。摩西球囊霉和根内球囊霉处理的青冈栎幼苗生物量分别是未接种处理的2.1和1.9倍;摩西球囊霉和根内球囊霉处理下的水分利用效率分别比对照处理提高了33.6%和8.8%;摩西球囊霉对青冈栎幼苗株高、地径、生物量的促进作用好于根内球囊霉,而根内球囊霉处理的幼苗叶面积、主根长、根冠比大于摩西球囊霉处理。总体而言,接种丛枝菌根真菌特别是摩西球囊霉能促进青冈栎幼苗的生长和生物量增长,在石漠化植被恢复中具有潜在应用价值。     

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。     

丛枝菌根真菌对植物繁殖的影响研究进展

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)与宿主植物所形成的互惠共生体系是生态系统中广泛分布的共生体系代表类型之一。AMF除能够促进宿主植物生长发育外,也可以对宿主植物的繁殖过程产生多方面影响。研究宿主植物在AMF共生状态下繁殖策略的变化规律,对于深入理解植物繁殖适合度的变化具有重要理论意义。该文综述了AMF对宿主植物繁殖影响的相关研究,包括AMF的侵染对宿主植物繁殖分配、花部特征、虫媒传粉和花期的影响。目前已有研究发现某些AMF能够促进宿主植物增加繁殖资源投入,提高花朵产生的数量或花冠直径,同时增加花粉数量和花蜜量来影响访花昆虫的行为,以及造成开花提前及花期延长,但其作用的具体机制尚不明确,且因宿主植物的差异,并未有完全统一的结论。然而,由于AMF与植物共生的普遍性,其在植物繁殖过程中发挥的重要作用不可忽略。今后除了在以上各方面开展更深入的研究外,还需在AMF对宿主植物繁殖性状的影响机制、AMF共生条件下植物有性繁殖过程中雌雄功能的资源分配,以及对无性繁殖和后代适应性的影响等方面进行更深入的研究。     

丛枝菌根真菌数个种的基因组和转录组研究概况

丛枝菌根真菌（AMF）在自然界分布广泛，能与大部分维管植物的根系形成菌根共生体。它们在调节植物群落结构和全球的碳、氮、磷循环等方面发挥着重要的生态功能，也是农林、环境领域最具应用前景的微生物类群。受限于培养方法、研究手段等，长期以来对AMF基因组、转录组特征的认识非常有限。最近10年，AMF基因组和转录组的相关研究在高通量测序技术的推动下取得了较快发展；研究结果也显著提高了对AMF遗传发育、代谢生理、共生机制等的认识。本文综述了目前已完成测序的AMF种类的基因组、转录组信息。结果发现，已测序的AMF种类普遍具有基因组大、转座子丰富、AT碱基含量高、含大量未知功能基因与特异性基因、缺少部分共生相关基因等特点。在转录层面，总结了不同AMF种类、AMF不同共生结构、共生阶段以及与不同寄主植物共生时的转录本特征。结果发现，不同种类AMF的转录本大小差异明显。不同共生阶段或不同共生结构中的AMF转录本也具有较大的差异，且差异表达的基因大部分与养分交易、信号转导等密切相关。相比之下，同种AMF与不同寄主植物共生时的转录本表现出较高的保守性。最后，本文提出了本领域需要重点关注的研究方向，包括AMF纯培养技术的革新、AMF基因功能的解析、非模式AMF类群的研究以及对AMF蛋白组的研究。     

丛枝菌根真菌对植物根腐病的抑制效应及其机制

根腐病是一类危害严重的土传病害,常常导致作物产量和品质降低.丛枝菌根(AM)真菌是一类重要的土壤微生物,通过与植物根系建立共生体而发挥重要的生理生态功能.研究表明,AM真菌通过调节宿主植物一系列生理生化响应,诱导植物增强根腐病抗性.当前,利用AM真菌开展根腐病等土传病害的生物防治是植物与微生物互作领域的研究热点.本文全...     

丛枝菌根真菌和根瘤菌对白三叶氮同化的影响

为揭示丛枝菌根真菌(AMF)和根瘤菌在白三叶氮(N)同化中的作用,该研究对白三叶进行单一或联合接种隐类球囊霉(Paraglomus occultum)和三叶草根瘤菌(Rhizobium trifolii),分析其对白三叶的生长、光合作用、叶片N和氨基酸含量以及N同化相关酶活性的影响。结果表明:(1)单一接种AMF或根瘤菌以及联合接种AMF和根瘤菌均显著增加了白三叶的株高、匍匐茎长度、叶片数、地上部生物量、总生物量、叶绿素b和总叶绿素含量、稳态光量子效率和叶片N含量,这种增强效应是联合接种>单一AMF>单一根瘤菌>未接种处理。(2)联合接种AMF和根瘤菌显著增加了白三叶叶片中丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸和组氨酸的含量,显著提升了叶片N同化相关酶如硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶、天冬酰胺合成酶和天冬氨酸转氨酶的活性,显著促进AMF对白三叶根系的侵染。综上认为,联合接种AMF和根瘤菌通过激活N同化相关酶活性有效促进N同化,产生更多氨基酸,进一步促进白三叶植株生长; 联合接种AMF和根瘤菌具有协同作用,有效促进了白三叶的N同化。     

安徽茶区茶树丛枝菌根真菌多样性

调查了安徽茶区茶树丛枝菌根真菌(AMF)资源分布情况,为菌根生物技术在茶产业中的应用提供了具有应用价值的菌种资源.采用醋酸-墨水染色法观察茶树丛枝菌根(AM)的侵染率、侵染级数、侵染强度和菌根类型;采用湿筛法获得AMF孢子,进行形态学鉴定.结果表明: 在安徽茶区,AMF能够侵入茶树根系形成典型的共生体,侵染率在36%～95%,侵染级数均在3级以上,侵染强度大;从安徽茶树根际土中共鉴定出8属36种AMF,其中缩管柄囊霉是优势种,网状球囊霉、刺无梗囊霉、孔窝无梗囊霉、詹氏无梗囊霉、双网无梗囊霉和凹坑无梗囊霉是常见种,褐色管柄囊霉、疣突管柄囊霉、毛氏无梗囊霉、近明管柄囊霉、瑞氏无梗囊霉、空洞无梗囊霉、晕环球囊霉、细齿无梗囊霉、地管柄囊霉、幼套球囊霉、蜜色无梗囊霉、稀有内养囊霉是稀有种,其余17种为少见种;不同采样地茶树根际AMF群落相似性系数(0.14～0.55)较低,多属于低和中等水平;相关性分析表明,孢子密度与侵染率呈显著正相关,种的丰度与侵染率和总球囊霉素相关土壤蛋白呈显著正相关.安徽茶区茶树根系存在典型的AM结构,其根际AMF多样性丰富,为开发茶树专用AMF肥料提供了丰富的菌种资源.     

丛枝菌根真菌与深色有隔内生真菌对姜瘟病的防效及抗病机理初探

【背景】青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum,R.S)引发的姜瘟病是生姜产业发展的瓶颈问题。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi, AMF)与深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)是两类重要的共生微生物。【目的】前期研究发现,AMF与DSE可提高生姜对姜瘟病的抗性,但其抗病机制尚不清楚,极大地限制了利用这两类共生真菌对该病的防治。【方法】在温室条件下做盆栽试验,以生姜组培苗为材料,设立接种AMF、DSE和不接种AMF、DSE的对照(CK)处理,并在上述处理下的植物生长4周后淋入病原菌液,病原菌接种1周后,通过测定菌根侵染率、发病率、叶绿素含量、光合指标、磷(P)含量、防御性酶活性及丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量,研究AMF和DSE互作对病原菌侵染后生姜生长和生理生化指标的影响。【结果】AMF和DSE分别使姜瘟病发病率降低了45.27%和52.04%(P<0.05)。AMF+DSE组合处理抑病效果更好,发病率较对照降低60.87%(P<0.05)。AMF、DSE及...     

保水剂和丛枝菌根真菌异形根孢囊霉对紫花苜蓿生长与抗旱性的影响

为探讨保水剂（super absorbent polymers,SAP）和丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）对植物生长和抗旱性的影响,以紫花苜蓿Medicago sativa为供试植物,开展了温室盆栽试验。植物播种时设置土壤添加和不添加聚丙烯酰胺型SAP（BJ2101）处理,以及接种和不接种异形根孢囊霉Rhizophagus irregularis处理,通过称重法维持12%的土壤含水量（正常供水）,植物生长30d,各处理一半植物接受干旱胁迫（6%的土壤含水量）,另一半仍正常供水,持续30d后收获。结果表明,在干旱胁迫下,接种AMF显著增加了紫花苜蓿的植株干重,促进了植物对矿质元素的吸收,提高了叶片中叶绿素和脯氨酸含量,增强了植物的抗旱性。SAP抑制了R. irregularis对植物根系的侵染;与单接种AMF相比,SAP和AMF的联合施用降低了紫花苜蓿的生物量,影响了植物对矿质元素的吸收。本研究中,SAP和AMF的联合施用并没有表现出协同增效作用,这一方面可能是因为研究设定的土壤水分管理模式,另一方面SAP与AMF共同施用的适宜条件还需进一步探索优化。     

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...