河北峰峰矿区深色有隔内生真菌定殖及群落组成

为探明矿区环境深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)生态分布和定殖状况,有效利用DSE真菌资源,促进矿区植被恢复和生态重建。2016年10月采集河北峰峰矿区冬青(Ilex chinensis)和构树(Broussonetia papyrifera)根围0～20 cm和20～40 cm土层土壤样品和根样,采用形态特征结合r DNA ITS序列分析方法研究DSE真菌定殖、群落组成以及与土壤环境因子间的相关性。结果表明:冬青和构树根系均能被DSE高度侵染,形成典型深色有隔菌丝和微菌核结构。微菌核定殖率与土壤速效氮显著负相关。菌丝定殖率与土壤全磷显著正相关。总定殖率与土壤全磷显著正相关,与重金属Zn显著负相关。定殖强度与土壤有机质显著负相关,与土壤全磷显著正相关。共分离鉴定8种DSE,即Acrocalymma vagum、Scytalidium lignicola、Nothophoma quercina、Cochliobolus lunatus、Fusarium acuminatum、Neonectria radicicola、Pyrenochaetopsis indica和Pleosporales sp.。同一植物不同样地DSE群落组成差异显著(P 0. 05)。优势种为Acrocalymma vagum、Scytalidium lignicola和Fusarium acuminatum,分离频率分别达到37.6%、17.43%和11.93%。     

丛枝菌根真菌对砂培玉米幼苗根系特征、光合生理与镉累积的影响

【背景】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一类重要的土壤微生物,能显著影响植物对镉(cadmium,Cd)的耐性与累积,但其对不同形态Cd胁迫的响应尚不清楚。【目的】探讨不同形态Cd胁迫下接种AMF对玉米(Zea mays L.)生长和Cd累积的影响。【方法】采用30 cm高的培养容器填装石英砂(0.2 mm),开展室内砂培玉米试验,研究溶解态和胶体态Cd (1 mg/kg)胁迫下,接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)对玉米幼苗生长、根系特征、光合生理及Cd累积的影响。【结果】双因素分析表明,AMF和Cd形态均对玉米生长(株高和生物量)、根系特征、光合生理(叶绿素含量和光合速率)与Cd累积量存在显著的影响,但二者之间没有显著交互作用。与未接种处理相比,接种AMF显著降低玉米株高、生物量、叶片叶绿素含量和光合速率,抑制玉米根长、根表面积、根体积和根尖数;同时增加了玉米根系Cd含量,但减少玉米地上部Cd含量以及地上部与根系Cd累积量;与胶体态Cd处理相比,溶解态Cd显著降低玉米的根长、根表面积、平均根系直径、根尖数和地上部Cd累积量,但增加了植株叶片光合速率、根系Cd含量和累积量。相关分析发现,玉米根长、根表面积和根尖数与地上部Cd含量呈显著或极显著正相关,与根系Cd含量呈极显著负相关。【结论】溶解态Cd比胶体态Cd对砂培玉米幼苗的毒害效应严重,而且接种AMF加重溶解态和胶体态Cd对玉米幼苗的损伤,但降低了植株对Cd的累积。     

不同碳源对1株深色有隔内生真菌生长和菌丝镉含量的影响

以1株高耐镉(Cd)深色有隔内生真菌(Dark Septate Endophyte,DSE)——嗜鱼外瓶霉(Exophiala pinsciphila)为供试材料,葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、蔗糖和甘露醇为碳源,Cd(0,25 mg/L)胁迫下开展液体培养,研究不同碳源对DSE生长和菌丝Cd含量的影响。结果表明:无Cd胁迫下,以碳源为葡萄糖时,DSE菌丝生物量、培养液pH值和孢子数最大。Cd胁迫下,DSE菌丝生物量、培养液pH值和孢子数下降,且菌丝生物量与培养液pH值极显著正相关,与Cd含量呈极显著负相关。碳源为葡萄糖时,菌丝Cd含量最低,生物量降幅最小,培养液pH值下降最大。由此可见,供试碳源中,葡萄糖是该DSE菌株嗜鱼外瓶霉的最适宜碳源。     

土壤因子对甘肃、宁夏和内蒙古盐碱土中AM真菌的影响

为探明甘肃、宁夏和内蒙古盐碱土中AM真菌多样性及其与土壤因子间的关系,2005年5月从甘肃、宁夏和内蒙古7个县(市)的盐碱土中采集主要植物的根围土壤样品,研究了AM真菌物种多样性.在分离的4属28种AM真菌中,球囊霉属(Glomus)20种,多孢囊霉属(Diversispora)2种,原囊霉属(Archaeospora)2种,无梗囊霉属(Acaulospora)4种.其中根内球囊霉(G.intraradices)和薄壁原囊霉(Ar.leptotihum)的分离频度最高.相关分析和通径分析(path analysis)结果表明,AM真菌种的丰度与土壤有机质和速效N含量呈显著负相关;Cl-、CO2-3、HCO-3、Na+、Ca2+、有机质、速效P和速效K直接影响AM真菌种的丰度,而SO2-4、K+、水溶性全盐、Mg2+、pH和速效N则间接影响AM真菌种的丰度;土壤有机质对AM真菌Shannon-Wiener多样性指数有显著直接负效应;Cl-、CO2-3、K+、Mg2+、有机质、速效P和速效K直接影响Shannon-Wiener多样性指数,而HCO-3、Na+、Ca2+、SO2-4、水溶性全盐、pH和速效N则间接影响Shannon-Wiener多样性指数.冗余度分析结果表明,AM真菌种的相对多度与土壤因子间有显著相关性.可见,甘肃、宁夏和内蒙古盐碱土中AM真菌种类丰富,其多样性与土壤养分状况、盐度以及离子含量有关.     

沙冬青与伴生植物深色有隔内生真菌定殖规律及其与土壤因子的相关性

为了探明荒漠环境深色有隔内生真菌(dark septate endophytes, DSE)生态分布和定殖状况, 于2013年7月从宁夏银川、沙坡头和甘肃民勤地区采集沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)及其伴生植物根围0-10、10-20、20-30、30-40、40-50 cm共5个土层土壤样品和根样, 研究了DSE空间定殖规律及其与土壤因子的相关关系。结果表明: 沙冬青和伴生植物根系能被DSE侵染, DSE分布和定殖具有明显的空间异质性, 并与土壤因子密切相关。沙冬青DSE微菌核结构紧凑, 呈团块状, 而伴生植物DSE微菌核零散分布。同一样地, 沙冬青DSE菌丝定殖率、定殖强度和总定殖率较伴生植物高, 而沙冬青和伴生植物微菌核定殖率无显著差异。不同样地, 沙冬青和伴生植物微菌核定殖率无显著差异, 沙冬青DSE菌丝定殖率、定殖强度和总定殖率为沙坡头>银川>民勤; 伴生植物DSE菌丝定殖率、定殖强度和总定殖率为银川>民勤>沙坡头。通径分析和主成分分析表明, 土壤有机质、总球囊霉素、磷酸酶和速效钾是西北荒漠环境中DSE定殖的主要影响因子。     

盐碱胁迫对小麦幼苗生长和根际细菌群落结构的影响

【背景】植物可通过改变根际微生物群落结构来减轻胁迫,但盐碱胁迫下小麦生长和根际细菌群落结构变化尚待明晰。【目的】明确盐碱胁迫下小麦幼苗生长及根际细菌群落结构变化。【方法】以添加NaCl和Na2CO3调节Hoagland营养液Na+浓度和pH来模拟盐碱胁迫,通过MiSeq高通量测序分析细菌群落结构。【结果】与无胁迫对照相比,单纯盐胁迫使小麦幼苗地上和地下部干重、叶绿素和根际土壤速效氮含量分别显著降低了25.0%、57.1%、21.2%和42.9%(P<0.05);小麦幼苗生长指标和根际土壤速效氮、速效磷、有机质含量及酶活性(除过氧化氢酶)随碱度升高而降低;所有处理的小麦幼苗根际优势菌门(丰度7.1%-71.5%)均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),优势属(丰度0.5%-5.1%)有肠杆菌属(Enterobacter)、嗜多甲基菌属(Methyloversatilis)、固氮菌属(Azotobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和异根瘤菌属(Allorhizobium)。盐碱胁迫未显著...     

藿香蓟的镉积累、生物量及叶绿素荧光参数对不同梯度镉胁迫的响应

通过盆栽试验,研究藿香蓟(Ageratum conyzoides)的地上部和地下部Cd含量、干重、转运系数、根冠比及叶片叶绿素荧光参数对不同梯度Cd胁迫的响应。结果表明:随Cd胁迫浓度增加,藿香蓟转运系数逐渐降低,地上部和地下部Cd含量随Cd胁迫浓度的增加而逐渐升高,在Cd(300 mg·kg-1)胁迫下,植株地上部Cd含量为125.50 mg·kg-1,这一结果已超过Cd超富集植物的临界值(100 mg·kg-1);植株地上部及地下部干重随Cd胁迫浓度的增加均逐渐降低,且中、高浓度Cd胁迫对植物的生长具有显著的抑制作用,各处理间的根冠比呈上升趋势并比对照高,可见高浓度Cd胁迫可阻碍根系的生长,从而影响植物地上部对营养和水分的吸收,最终抑制植株生长及生物产量的提高;PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在光化学效率(Fv/Fo)随着Cd胁迫浓度的增加均逐渐升高,初始荧光(Fo)和最大荧光(Fm)均逐渐降低,光量子产量(ФPSⅡ)、电子传递效率(ETR)、光化学猝灭系数(q P)及非光化学猝灭系数(q N)均出现先升后降的趋势;Cd胁迫扰乱叶片正常时期的光合特性及延缓植株衰老,但各处理间的叶绿素荧光动力学参数差异不显著,Cd胁迫对叶片PSⅡ反应中心的电子传递、光化学反应及散热能力影响较弱;高浓度Cd胁迫明显抑制植株的生长,但植株地上部及地下部的Cd积累能力较强,可作为植物修复重金属污染土壤的备选植物并用来治理Cd污染的土壤。     

五种漠境深色有隔内生真菌对小麦促生抗旱效应研究

干旱是限制小麦生产力的主要环境压力之一,而全球水资源短缺将进一步加剧这种情况.因此,通过可持续的方法提高小麦产量和抗旱性已迫在眉睫.内生真菌与植物共生已被广泛研究,而野生植物丰富的共生真菌为有益菌株筛选提供了更多选择.本研究选取禾本科荒漠植物沙鞭根系分离的5种深色有隔内生真菌(dark septate endophyte, DSE)为研究对象,体外模拟干旱胁迫以筛选高效抗旱菌株;人工接种实验考察接种小麦的营养生长、根系发育、抗逆生理、籽粒产量及土壤营养等指标,探究DSE对小麦促生抗旱的潜力.结果表明, DSE在体外培养条件下均具有干旱胁迫耐性,共筛选2种优势菌株,分别为Alternaria sorghi(As)和Alternaria alternata(Aa).在干旱条件下,接种漠境DSE显著提高了小麦籽粒产量、根长、根表面积及地上部氮含量,且As, Aa和Alternaria chlamydosporigena对小麦的促生抗旱作用较强.此外,接种DSE的小麦生长基质中有机碳含量显著增加.综上所述, Aa和As在小麦促生抗旱研究中具有较好的应用潜力.     

镉胁迫对紫花苜蓿幼苗生理特性和镉富集的影响

以"甘农三号"紫花苜蓿幼苗为材料,在水培条件下,探究了在10 d内不同浓度(0～2.0 mmol·L^-1)镉(Cd)胁迫对其根长、茎长、生物量、叶绿素和丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、Cd富集及其亚细胞分布的影响。结果表明:低浓度(0.125 mmol·L^-1) Cd能促进幼苗根和茎的生长,增加叶片叶绿素含量,较高浓度(0.5～2.0 mmol·L^-1) Cd显著抑制幼苗根和茎的生长,叶绿素及生物量显著降低; Cd胁迫使MDA含量显著增加,而SOD和POD活性显著增强,其中Cd胁迫浓度为0.5mmol·L^-1时,SOD和POD活性达到最大值,这可能是植物对环境胁迫的一种应激保护反应; Cd在各亚细胞组分中的含量依次为细胞壁>细胞质>线粒体>叶绿体,且均随Cd胁迫浓度的升高而增加。当Cd胁迫浓度为0.125 mmol·L^-1时,水培10 d的紫花苜蓿幼苗单株地上部对Cd的净化率最高可达0.214%,而整盆植株在单位体积内对Cd的净化率最高可达15.5%;当Cd胁迫浓度为2.0 mmol·L^-1时,紫花苜蓿幼苗地上部Cd含量达89.36μg·g-1。这些结果表明紫花苜蓿对Cd具有很强的富集能力,虽未达到Cd超富集植物的临界标准,但从植株生物量、耐Cd能力、富集Cd量及对Cd的净化率等方面综合考虑,紫花苜蓿在Cd污染土壤的植物修复中具备良好的应用价值。     

芽孢杆菌T3菌株对镉胁迫下蒌蒿生理特性和根际微生物的影响

为探讨镉(Cd)胁迫条件下蒌蒿对促生细菌(PGPB)的响应机制,以芽孢杆菌T3(Bacillus sp.)菌株为对象,通过盆栽试验,研究不同Cd处理水平下芽孢杆菌T3菌株对蒌蒿生长、生理、Cd富集转运以及根际微生物的影响。结果表明:(1)在Cd胁迫条件下,芽孢杆菌T3菌株可显著促进蒌蒿地上部、地下部及总干物质的积累,但对株高和根冠比的影响不明显。(2)芽孢杆菌T3菌株能显著促进Cd胁迫条件下蒌蒿对Cd的富集与转运,相比单一Cd胁迫,蒌蒿地上部生物富集系数(BCF)增加了8.3%~29.3%,地下部BCF减少了6.6%~11.1%,同时转运系数(TF)增加了20.8%~38.3%。(3)在Cd胁迫和芽孢杆菌T3菌株的共同作用下,蒌蒿叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量明显增加。(4)芽孢杆菌T3菌株使Cd胁迫条件下蒌蒿体内丙二醛(MDA)含量显著减少,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性明显增加,可有效抵御由Cd胁迫所产生的氧化伤害。(5)芽孢杆菌T3菌株能显著增加Cd胁迫条件下蒌蒿根际土壤细菌、放线菌数量及微生物总量,可减少蒌蒿根际土壤真菌的数量,但与对照差异不显著。研究表明,在Cd胁迫条件下芽孢杆菌T3菌株对蒌蒿生长、生理和根际土壤微生物环境可产生积极影响,可增强蒌蒿植物对Cd胁迫环境的适应性,从而提高其对Cd的耐受能力。     

镉胁迫下大豆生长发育的生理生态特征

采用土壤盆栽试验方法,研究了不同浓度Cd2+胁迫对大豆整个生长发育周期的生长以及叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的生理生态适应性变化过程。结果表明,(1)Cd2+胁迫对大豆整个生活周期的叶绿素含量、POD活性、SOD活性及MDA含量的影响都是极显著的(P0.01);(2)短时间、低浓度的Cd2+胁迫对大豆植株的生长发育有刺激效应,高浓度、长时间的Cd2+胁迫对大豆植株构成明显的抑制效应;大豆株高增长开始受到抑制的Cd2+浓度为1.00mg·kg-1,远低于大豆生物量的增长开始受抑制的Cd2+浓度(2.50mg·kg-1);(3)当Cd2+浓度超过一定水平时,大豆植株生物量和株高的抑制程度与外源Cd2+浓度呈极显著的正相关(P0.01),对土壤Cd2+污染程度具有指示作用,且大豆植株高度与其生物量相比,株高对Cd2+污染具有更好的指示作用;大豆幼苗期叶绿素含量对镉的敏感性高于开花结荚期和成熟期的敏感性;(4)大豆POD、SOD活性的增加,能在一定程度上减轻Cd2+胁迫引起的膜脂过氧化造成的伤害作用;在Cd2+达到2.50mg·kg-1水平时,植物保护性酶系统活性的提高已经不足以弥补因Cd2+胁迫对大豆植株造成的伤害;大豆幼苗期和花荚期叶片的POD活性对土壤Cd2+污染程度具有较好的指示作用,而大豆花荚期和成熟期叶片的SOD活性对土壤Cd2+污染程度具有较好的指示作用;在Cd2+胁迫下大豆MDA含量增加,表明细胞膜脂过氧化作用加强。     

镉胁迫下三种藓类植物的细胞伤害及光合色素含量的变化

采用水培试验研究了不同浓度Cd 胁迫下3种藓类植物的细胞伤害、光合色素含量和Cd 含量的变化,以探讨其对Cd 胁迫的反应敏感性和耐性.结果表明：低浓度Cd （1 mg·L^-1）胁迫显著损伤尖叶拟船叶藓和匍枝青藓叶细胞,3种藓的叶细胞伤害率随Cd 浓度的升高而显著增加,高浓度Cd （100 mg·L^-1）胁迫下的细胞伤害率大小为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓.低浓度Cd 胁迫（1 mg·L^-1）对3种藓类植物的总叶绿素含量无显著影响,随着Cd 胁迫浓度的增加（≥ 10 mg·L^-1）,3种藓类植物总叶绿素含量显著下降,降幅顺序为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓;1和10 mg·L^-1 Cd胁迫对3种藓类植物叶绿素a/b值无显著影响,100 mg·L^-1 Cd胁迫下湿地匍灯藓和匍枝青藓叶绿素a/b值显著下降;Cd胁迫对匍枝青藓类胡萝卜素含量的影响最大,1 mg·L^-1 Cd下其类胡萝卜素含量显著降低.3种藓类植物均能显著地富集Cd,其体内Cd累积量以尖叶拟船叶藓最高,湿地匍灯藓次之,匍枝青藓最少.细胞伤害率、叶绿素和类胡萝卜素含量的变化可用来指示3种藓类植物对Cd胁迫的敏感性差异.尖叶拟船叶藓对Cd胁迫的耐受性最强,湿地葡灯藓和匍枝青藓相对较弱.3种藓类植物对Cd胁迫的耐受性与其体内Cd累积量呈明显的正相关关系.     

铜胁迫下链格孢菌对白车轴草生理生化特性的影响

通过盆栽实验研究了Cu胁迫下接种链格孢菌(AlternariatenuisNees)对源自Cu污染区(记作种群Ⅰ)和非污染区(记作种群Ⅱ)白车轴草(TrifoliumrepensL)生理生化特性的影响。结果表明,两种群白车轴草在Cu处理后接种链格孢菌,0~1500mg·kg-1时叶片电导率、MDA含量均高于未接种组,且随浓度增加而升高,2000mg·kg-1时电导率低于未接种组,MDA含量降低但仍高于未接种组。两种群接种后叶绿素、蛋白质含量较未接种组下降,且随Cu浓度增加而降低,其中叶绿素含量与浓度呈显著或极显著负相关,种群Ⅰ和种群Ⅱ相关系数分别为-0.954*和-0.961**。链格孢菌使白车轴草SOD活性低浓度(0和500mg·kg-1)高于未接种组,高浓度则降低。接种后POD活性随Cu浓度增加先增后减,500mg·kg-1浓度下接种组POD高于未接种组,而在其他浓度下,显著低于未接种组。0~1000mg·kg-1时接种组CAT活性高于未接种组,随土壤Cu浓度增加先增后减。3种保护酶对胁迫的敏感性为POD>SOD>CAT。高浓度Cu(2000mg·kg-1)胁迫下,白车轴草保护酶系统的受损打破了体内活性氧产生与清除之间的正常平衡状态,积累了过量的活性氧,膜脂过氧化程度加重,对白车轴草产生毒害,且这种毒害在接种链格孢菌后表现更为严重。两种群白车轴草相比,种群Ⅰ植物在土壤Cu<2000mg·kg-1时可生存,感染链格孢菌后生长土壤Cu浓度应控制在1500mg·kg-1以内;种群Ⅱ在Cu胁迫浓度不超过1500mg·kg-1,链格孢菌和Cu双重胁迫时不超过1000mg·kg-1可生长。种群Ⅰ在Cu处理、链格孢菌单一或双重胁迫下表现的抗逆性较Ⅱ强。     

Cd胁迫下外生菌根菌对樟子松生理指标和根际土壤酶的影响

本研究采用盆栽试验法,研究了不同浓度Cd胁迫下,接种外生菌根菌——褐环乳牛肝菌(Suillus luteus)对樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)苗期植株的生长及叶绿素含量、抗氧化酶(CAT、POD和SOD)活性、细胞渗透调节物质(可溶性糖、MDA和游离脯氨酸)含量和根际土壤酶(过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶)活性的变化。结果表明:1年生樟子松苗木在Cd胁迫1个月后,接菌处理组无论在苗木生长、抗氧化酶活性方面均高于对照组,且大部分指标达到显著差异水平(P0.05)。各接菌处理组菌根侵染率达48.0%以上。抗氧化酶活性方面,CAT和POD活性呈现出随着胁迫程度的加深,先下降后上升的变化趋势,SOD活性则呈现出地上与地下部分"上下对称"的变化趋势。同时,通过对各处理组苗木细胞渗透调节物质的定量测定,接菌处理组的细胞受破坏程度显著低于不接菌处理组。对苗木根际土壤酶分析结果表明,Cd胁迫下,施加外生菌根菌可以有效提高樟子松根际土壤酶的活性(尤其是脲酶),进而起到增加樟子松根际土壤生物活性作用。综上,接种外生菌根真菌对樟子松缓解重金属Cd胁迫具有明显的促进作用。Cd胁迫下,外生菌根可以有效正向调节樟子松的生长、抗氧化胁迫能力并提高苗木细胞渗透调节作用,进而提高苗木对重金属的耐受性和提高苗木根际土壤生物活性。本研究可以为重金属污染土地的有效治理和利用木本植物修复改良重金属污染土壤提供参考。     

镉胁迫对珊瑚树和地中海荚蒾生理生化指标的影响

采用盆栽试验,研究了不同镉(Cd)浓度胁迫下忍冬科荚蒾属珊瑚树(Viburnum odoratissimum)和地中海荚蒾(V.tinus)2种园林树种3年生苗木叶片受伤害形态特征及生理生化指标(叶绿素、丙二醛、可溶性糖及可溶性蛋白含量、电解质渗透率、过氧化物酶活性)的变化,并分析了植株各营养器官(根、茎、叶)Cd的富集水平。结果表明:Cd对珊瑚树叶片生长及生理生化指标均未产生显著影响;地中海荚蒾在Cd胁迫浓度为100mg.kg-1时出现伤害症状,电解质渗透率增加,丙二醛含量增加,叶绿素含量减少;而当胁迫浓度提高到400mg.kg-1时,植株叶片枯黄,植株萎蔫,生长势差;2种植物地下部富集量均大于地上部,可以推断珊瑚树和地中海荚蒾对土壤中Cd具有一定的富集能力,在土壤镉污染严重地区栽植具有重要意义。     

镉胁迫对小报春幼苗生长及生理特性的影响

该研究采用盆栽控制试验,测定不同浓度(0、5、50、100、150、200 mg/kg)土壤Cd胁迫下小报春幼苗生长及生理生化指标,以探究小报春(Primula forbesii Franch.)对重金属镉(Cd)污染的抗性和敏感性,为新型香花地被植物应用于Cd污染土壤提供理论依据。结果表明:(1)低浓度(5 mg/kg)Cd胁迫能促进小报春株高和根长的伸长,高浓度(≥150 mg/kg)Cd胁迫下株高、根长和生物量明显降低。(2)随Cd胁迫浓度增加,小报春幼苗叶片光合作用、叶绿素含量、SOD和CAT活性先上升后下降,而其超氧阴离子产生速率、过氧化氢、丙二醛含量、叶相对电导率和POD活性持续升高。(3)在Cd胁迫条件下,小报春体内K、Zn含量降低,叶和根中Ca、Mg含量显著增加,体内Cd含量明显升高,且根系Cd含量远远高于叶和叶柄。研究发现,小报春幼苗对Cd胁迫具有一定的耐性,低浓度(5 mg/kg)Cd胁迫对小报春生长影响较小,但高浓度(≥150 mg/kg)Cd胁迫对小报春产生明显的毒害作用,影响其正常生长;小报春可能通过增强体内抗氧化酶系统活性、增加叶和根中Ca、Mg含量和根系截留镉来减轻镉胁迫的伤害,提高自身耐受镉胁迫能力。     

外源硫对镉胁迫下马齿苋光合性状和矿质元素吸收的影响

从光合反应系统揭示外源硫(S)诱导马齿苋镉(Cd)耐受性的生理机制,为外源S缓解重金属毒害提供理论依据.采用营养液培养,研究外源S供体(NH4)2SO4对100 mg/L Cd胁迫下马齿苋叶片光合色素、光合特性、叶绿素荧光参数和矿质营养元素的影响.结果表明,Cd胁迫可显著降低马齿苋叶片中叶绿素a和叶绿素b含量;净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均显著降低,而胞间二氧化碳浓度上升,表明非气孔因素是Cd胁迫诱导马齿苋光合抑制的主要因素;同时,PSⅡ实际光化学效率(ФPSII)、电子传递效率(J)、化学猝灭系数(qP)显著下降,而非化学猝灭系数(qN)显著上升,表明Cd胁迫影响马齿苋PSⅡ反应系统的正常运行.外施400 mg/L(NH4)2SO4显著提高马齿苋叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素a/b比值,增强马齿苋叶片光合作用和PSⅡ原初光化学反应量子效率.对5种与光反应系统密切相关的矿质元素含量进行分析发现,Cd处理显著增加马齿苋叶片中的Ca和Fe含量,显著抑制马齿苋对Mg、Mn和Cu的吸收.Cd胁迫下马齿苋叶片的变黄与Mg、Mn的亏缺有关,而与Fe缺乏无关;添加外源S可显著提升马齿苋叶片中Ca、Mg、Fe、Cu和Mn含量,从而增强Cd胁迫下马齿苋叶片的PSII反应系统功能.     

荒漠土壤因子和DSE定殖对克隆植物入侵的响应

克隆植物,尤其是游击型克隆植物,具有很强的扩展能力,通过克隆扩展可侵入到不同生境斑块。克隆植物入侵可能会影响入侵地土壤营养状况和微生物群落。为了探明克隆植物入侵对DSE(dark septate endophytes)活动和土壤理化性质的影响,于2013年6月在克隆植物羊柴(Hedysarum laeve)和沙鞭(Psammochloa villosa)群落空地沿根状茎延伸方向设置样方,分别于6月、8月和10月在样方内分0—10、10—20、20—30、30—40、40—50 cm土层采集土样和根样,研究了不同采样时间羊柴和沙鞭群落空地DSE和土壤理化性质时空变化。结果表明,从6月到10月,随时间后延,克隆植物逐渐侵入群落空地,沙鞭入侵群落空地数和分株数高于羊柴。羊柴群落空地根系DSE定殖率随采样时间后延,逐渐降低,最大值在6月;沙鞭群落空地根系DSE定殖率随采样时间后延,逐渐升高,最大值在10月。随着克隆植物入侵,入侵地土壤中可利用的营养物质含量显著提高,羊柴入侵提高了入侵群落空地土壤碱解N、有效P和速效K含量,沙鞭入侵提高了入侵群落空地土壤碱解N和有效P含量。相关性分析表明,羊柴群落空地DSE定殖率与土壤p H值和电导率显著正相关,沙鞭群落空地DSE定殖率与土壤p H值极显著负相关,与电导率、碱解N和有效P极显著正相关。克隆植物入侵使得土壤环境更有利于克隆植物自身生长,为荒漠植被恢复提供了前提。     

镉对一株深色有隔内生真菌生长、矿质营养与草酸分泌的影响

【背景】深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE)广泛定殖于镉(Cd)污染生境的植物根系,具有增强植物镉耐性的重要生态功能,但人们关于DSE对镉胁迫的生理响应的了解有限。【目的】研究一株DSE嗜鱼外瓶霉(Exophiala pisciphila)对镉胁迫的矿质营养与低分子量有机酸分泌的响应。【方法】采用液体培养法,研究不同浓度(0、25、50、100、200、400 mg/L)镉胁迫对DSE菌丝生长、矿质元素(氮、磷、钾、硫、镁、铁、钙)与镉含量、草酸分泌的影响。【结果】随着镉胁迫浓度增加,菌丝生物量显著下降,降幅为22.8%−90.6%,菌丝的氮、钾和铁含量分别减少26.0%−52.8%、53.8%−92.9%和12.8%−34.3%,而磷、镁和钙含量分别增加15.4%−111.4%、20.4%−31.4%和35.1%−62.5%,硫含量在100 mg/L镉胁迫时增加25.1%。镉胁迫还导致培养液pH值下降,草酸浓度及单位菌丝草酸分泌量显著增加。相关分析发现,菌丝镉含量与硫呈显著负相关(P<0.05),与菌丝钾含量呈极显著负相关(P<0.01),与草酸分泌量呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】镉胁迫显著抑制DSE的生长,改变矿质元素的吸收,促进草酸分泌。     

长期连作对大豆根际土壤镰孢菌种群的影响

利用中国科学院海伦农业生态试验站大豆连作长期定位试验区,进行了大豆根际土壤镰孢菌分离鉴定及大豆根腐病致病力检测,结合核酸序列和限制性片段长度多态性(RFLP)的系统发育分析,研究了长期连作(20年)较短期连作(3年)对大豆根际土壤镰孢菌种群密度和结构、致病力及遗传多样性的影响.结果表明： 3年连作大豆根际土壤镰孢菌种群密度为6.0×10⁴ CFU·g^-1,且以强致病力的尖镰孢菌、禾谷镰孢菌、轮枝镰孢菌及中等致病力的腐皮镰孢菌为优势种;连作20年大豆根际土壤镰孢菌种群密度和优势菌的优势度均显著低于3年连作,其中尖镰孢菌、禾谷镰孢菌和腐皮镰孢菌的种群密度仅为3年连作的36%、32%和22%,没有分离到致病力最高的轮枝镰孢菌,而种群多样性和均匀度显著高于3年连作;仅分离自20年连作土壤的三线镰孢菌、砖红镰孢菌及燕麦镰孢菌均为非致病菌种,且与强致病力镰孢菌种在基于转录间隔区(ITS)和转录延长因子(EF-1α)序列的聚类分析中显示了系统进化亲缘关系的差异性.因此,大豆20年连作会导致根际土壤镰孢菌种群生长受抑制、使其种群结构和遗传多样性发生改变,同时降低大豆根腐病菌种群致病力.