低pH对番茄幼苗菌根丛枝形成和磷营养功能的影响

以番茄Solanum lycopersicum为宿主,在pH 4.5和pH 6.5条件下分别接种3种丛枝菌根真菌(AMF),即根内球囊霉Rhizophagus irregularis、珠状巨孢囊霉Gigaspora margarita和脆无梗囊霉Acaulospora delicata,探讨低pH对AMF在根系中的丛枝形成和功能的影响。结果表明,低pH能够显著抑制AMF对根系的侵染以及丛枝的形成;3个菌种之间存在差异,表现为珠状巨孢囊霉的侵染强度最高,根内球囊霉的丛枝丰度对低pH最敏感;AMF显著增加番茄的生物量,降低其根冠比;番茄在pH 6.5的菌根依赖性低于在pH 4.5的对应值,对根内球囊霉的菌根依赖性最低;低pH对碱性磷酸酶(ALP)活性的影响与根系侵染有相似的模式;AMF显著提高地上部磷含量,增强根系LePT4的表达,但pH的影响并不显著。以上结果表明,低pH对AMF与植物共生关系的建立和维持有一定的抑制作用,低pH胁迫条件下AMF的促生作用更大,不同AMF菌种/菌株提高植株低pH抗性的能力存在差异。     

矿区分离丛枝菌根真菌对万寿菊吸Cd潜力影响

盆栽试验研究土壤不同施Cd水平(0、5、20、50μg/g)下,接种矿区污染土壤中丛枝菌根真菌对万寿菊根系侵染率、植株生物量及Cd吸收与分配的影响。结果表明:接种丛枝菌根真菌显著提高Cd胁迫下万寿菊的根系侵染率和植株生物量;随着施Cd水平提高,各处理植株Cd浓度显著增加。各施Cd水平下万寿菊地上部Cd吸收量远远高于根系Cd吸收量,在土壤施Cd量达到50μg/g时,接种处理地上部Cd吸收量是根系的3.48倍,对照处理地上部Cd吸收量是根系的1.67倍;同一施Cd水平下接种处理植株Cd吸收量要显著高于对照。总体上,试验条件下污染土壤中分离的丛枝菌根真菌促进了万寿菊对土壤中Cd的吸收,并在一定程度上增加Cd向地上部分的运转,表现出植物提取的应用潜力。     

氮素增加条件下丛枝菌根真菌对陆稻和无芒稗相互作用的调节

采用盆栽方法研究了增氮条件下丛枝菌根真菌(AMF)对无芒稗(Echinochloa crusgallivar.mitis L.)和陆稻(Oryza sativa L.)相互作用的调节.结果表明:在单种条件下,无芒稗的菌根侵染率增加,陆稻的菌根侵染率降低;无AMF和接种AMF处理陆稻的生物量分别提高13.48%和42.35%,总磷吸收分别提高2.55%和4.07%,总氮吸收分别提高62.09%和30.35%;无芒稗的生物量分别提高15.65%和20.24%,总磷吸收分别提高4.06%和3.88%,总氮吸收分别提高30.35%和15.10%.在混种条件下,无芒稗的菌根侵染率增加,而陆稻无显著变化;无AMF和接种AMF的无芒稗与陆稻的生物量比值降低,总氮吸收比值无显著变化,无AMF处理的总磷吸收比值增加,而接种AMF处理降低.表明增氮条件下AMF提高了无芒稗对陆稻的竞争.     

接种AMF对菌根植物和非菌根植物竞争的影响

为了研究丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungus, AMF)对菌根植物与非菌根植物种间竞争的影响,以玉米(菌根植物)和油菜(非菌根植物)作为供试植物,分别进行间作、尼龙网分隔和单作,模拟这两种植物之间不同的竞争状态,接种丛枝菌根真菌Glomus intraradices和Glomus mosseae,比较菌根植物和非菌根植物的生长和磷营养状况,分析AMF侵染对植物种间竞争作用的影响。结果显示,与单作相比,间作模式下玉米的生物量及磷营养状况有所降低,但其菌根依赖性却有所提高。与不接种相比,接种处理显著降低了间作体系油菜根系的磷含量和磷吸收量,但趋于改善菌根植物玉米的磷营养状况。因此,接种AMF可以降低非菌根植物的磷营养状况及生物量,使得菌根植物的相对竞争能力明显提高,说明AMF在维持物种多样性方面有着重要的作用。     

丛枝菌根真菌对豆科作物生长和生物固氮及磷素吸收的影响

本研究以大豆为材料,采用盆栽和田间试验,探讨丛枝菌根真菌(AMF)对豆科作物生长的影响。盆栽试验设置了接种(+AMF)和不接种(-AMF)丛枝菌根真菌处理,田间试验设置了AMF菌丝非限制与限制处理。盆栽试验结果表明: 接种AMF显著提高了大豆地上部生物量(16.5%)和大豆根瘤数(131.4%),地上部磷含量、磷吸收量、氮含量和氮吸收量也显著增加。田间试验中,AMF菌丝非限制处理下大豆的地上部生物量、根系生物量、根瘤数量分别比限制处理下显著提高了123.6%、61.5%和212.5%,地上部和根系磷吸收量、氮含量、氮吸收量均显著高于限制处理,大豆根际土壤速效氮和有效磷含量也均显著高于限制处理。本研究可为进一步认识豆科作物与AMF的共生关系及田间磷肥高效利用提供理论参考。     

不同水分处理下双接种丛枝菌根真菌和根瘤菌对疏叶骆驼刺生长及氮素转移的影响

以疏叶骆驼刺为研究对象,设定3个水分梯度正常水分(土壤相对含水量(70±5)%)、干旱胁迫(土壤相对含水量(20±5)%)和复水处理(干旱胁迫60天后恢复至正常水分)与四组接种处理(单接种丛枝菌根真菌(AMF)、单接种根瘤菌、双接种AMF+根瘤菌和不接种),分析不同水分条件下双接种丛枝菌根真菌和根瘤菌对疏叶骆驼刺的生长以及供、受体疏叶骆驼刺之间氮素转移的影响。结果表明,正常水分处理时,双接种疏叶骆驼刺的AMF侵染率、地上生物量、地下生物量、总生物量以及氮含量均要高于单接种处理;根瘤数量、最大荧光(Fm)、初始荧光(Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)与单接种处理之间无差异;在遭遇干旱胁迫时,双接种疏叶骆驼刺的AMF侵染率、总生物量、Fv/Fm均小于单接种处理;地上生物量、地下生物量、根瘤数、Fm、Fo以及氮含量与单接种之间无差异。复水后,双接种疏叶骆驼刺的地上生物量、地下生物量、总生物量、根瘤数均优于单接种;AMF侵染率、氮含量低于单接种;Fm、Fo、Fv/Fm均与单接种之间无差异。在氮素转移方面,正常水分时,双接种与单接种的氮素转移率无差异,在遭遇干旱胁迫时,双接种疏叶骆驼刺的氮素转...     

AM真菌与镉互作影响桑生长和无机元素吸收转运

为评价Cd胁迫下接种AM真菌(AMF)对减轻桑树Cd毒害及Cd迁移规律的影响,采用了分室培养法开展试验。在菌根室种植无菌桑苗并接种AMF(Gigaspora rosea),菌丝室设置兼菌丝收集器功能的Cd陷阱。陷阱中的Cd处理浓度为0、5、20、40mg/kg,菌根室每室种植3株桑苗,6个重复,对照不接种AMF。培养60d后检测桑苗的菌根侵染率、不同部位的生长量、AMF菌丝生物量、4种矿质营养元素组分及Cd在AMF菌丝体和桑株中的定位及转运情况。结果表明:在0–40mg/kg的Cd处理下,不接种AMF处理的对照桑,其菌根侵染率、AMF菌丝生物量以及镉含量都为0。接种AMF处理中,当Cd<5mg/kg时,桑苗菌根侵染率、AMF菌丝生物量、桑苗鲜生物量、枝叶中N、K、Ca、Mg以及根系N、K、Ca矿质元素的积累都有促进作用,在5mg/kg时促生效果最佳;当Cd>5mg/kg时,随着Cd浓度的升高,桑苗菌根侵染率、AMF菌丝生物量、桑苗鲜生物量、枝叶中N、K、Ca、Mg以及根系N、K、Ca矿质元素的积累都受到渐强的抑制;陷阱中Cd浓度高低与根系中Mg元素的吸收量之间显著负相关;接种AMF可以显著提高桑株生物量和矿质营养的积累;Cd主要集中在桑苗的根部,Cd处理浓度与AMF菌丝体中以及桑株中的Cd含量均显著正相关;Cd在菌根桑苗中的迁移率(<9%)和不同部位(根-茎、根-叶)的转移系数(<0.1)都极其低。结果证明:Cd胁迫对桑苗的菌根侵染率、营养生长、AMF菌丝生长和矿质吸收(除Mg外)都存在低促高抑的剂量效应;AMF对Cd胁迫有一定的抗性,接种AMF显著促进植物的生长以及矿质营养元素的吸收和转运;重金属Cd在菌根桑中的分布、迁移是不均匀的,具有一定的独特性。     

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。     

丛枝菌根真菌对低温下黄瓜幼苗光合生理和抗氧化酶活性的影响

作者于塑料连栋大棚栽培条件下,研究了接种丛枝菌根真菌(AMF)Glomus mossea-2对低温下黄瓜(Cucumis sativus L.)幼苗同化产物积累、光合生理和过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性及基因表达的影响。结果表明：低温显著抑制了AMF对黄瓜根系的侵染能力和菌根相对依赖性。接菌后30d—45d AMF为快速侵染期。接种AMF植株的鲜重根冠比、总干重、总鲜重均显著大于未接菌处理。低温胁迫下,接种AMF延缓了光合速率、根系活力、羧化效率和叶绿素、可溶性蛋白含量的下降,并且使丙二醛(MDA) 的含量保持相对较低的水平,诱导了抗氧化酶基因的表达及活性提高。接种AMF可以使叶片维持较高的抗氧化酶水平和光合能力,增强了对低温胁迫的抗性。 关键词：黄瓜;丛枝菌根真菌;低温;抗氧化酶     

磷有效性对大豆菌根侵染的调控及其与根构型、磷效率的关系

以30个不同根构型的大豆基因型为材料,通过盆栽试验,研究了生长介质磷有效性对大豆接种摩西球囊霉属丛枝菌根真菌的影响及其与根构型、磷效率的关系.结果表明：生长介质磷有效性显著地影响大豆菌根真菌的接种效果.低磷条件下接种菌根真菌效果明显,菌根侵染率较高,菌根对大豆磷吸收的贡献率较大;高磷条件下接种菌根真菌效果不显著,菌根侵染率较低,菌根对大豆磷吸收的贡献率较低.磷有效性和大豆根构型对菌根真菌接种的影响具有交互作用.低磷条件下,中间型和深根型大豆的菌根侵染率最高,浅根型最小.高磷条件下,根构型与菌根侵染率间的关系不明显.根构型和菌根侵染状况对大豆磷效率的贡献存在互利互补关系,磷效率高的大豆基因型一般具有较好的根构型或较高的菌根侵染率.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism