植物与菌根菌

菌根是土壤中的真菌与高等植物根系所形成的共生体。共生真菌从植物体内获得碳水化合物等营养物质,而植物根也从真菌那里得到所需的营养元素和水,从而互利共生,共同进化。有趣的是,有些真菌对于一种植物来说是菌根菌,而对另一种植物来说可能是寄生菌或病原菌。据统计,种子植物中９５％以上的种能与接合菌、子囊菌、担子菌等亚门的真菌共生,形成菌根。菌根学者习惯上根据其形态解剖学特征,将菌根分为三大类：外生菌根、内生菌根、内外生菌根。外生菌根是菌根真菌菌丝体包围植物尚未木栓化的营养根形成的,其菌丝体不侵染到皮层细胞内…     

兰科菌根研究综述

兰科菌根是一种内生菌根,主要寄生于兰科（Orchidaceae）植物的种子及根系上。对兰科菌根真菌的分类及真菌资源多样性、兰科菌根的形态和菌根对兰科植物的效应等最新研究进展进行了综述。目前研究已知,感染兰科植物根部并能与之共生的真菌绝大多数属于担子菌门（Basidiomycota）和半知菌门（Deuteromycotha）,也有部分属于子囊菌门（Ascomycota）;兰科菌根的形成可分为两种情况：一是对兰科植物种子的侵染;二是对成长新根的侵染。菌根真菌对兰科植物的种子萌发及植株生长发育均有一定影响。     

兰科植物共生胶膜菌:分类学、多样性、专一性和适应性

兰科植物与丝核菌类真菌,包括胶膜菌科、角担菌科和蜡壳菌科等形成菌根共生体。胶膜菌科真菌作为最广泛分布的共生菌根真菌,表现出与兰科植物的协同进化与密切关系。除了形态学特征分析和比较外,分子技术促进了兰科植物胶膜菌的分类学和多样性研究。兰科植物与胶膜菌的特异性可能限制兰科植物的分布和移栽后的生存能力,但有些兰科植物与胶膜菌的共生关系会因为地理分布或环境变化进行调整,使植物更好地生存,这种适应性为实现无菌苗菌根化来促进兰科植物的迁地保护或繁殖提供可能。本文综述了兰科植物共生菌根真菌胶膜菌在分类学、多样性、特异性和适应性等方面的研究。     

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。     

辽宁省八种兰科植物根内生真菌多样性

兰科植物的生存强烈依赖菌根真菌,研究兰科菌根真菌对兰科植物的保护有重要作用。本研究以辽宁省的无柱兰(Amitostigma gracile)、二叶舌唇兰(Platanthera chlorantha)、小斑叶兰(Goodyera repens)、蜻蜓兰(Tulotis fuscescens)、山兰(Oreorchis patens)、羊耳蒜(Liparis japonica)、长苞头蕊兰(Cephalanthera longibracteata)和绶草(Spiranthes sinensis) 8种属于极小种群的野生兰科植物为例,利用第二代测序技术对其根内生真菌多样性进行了研究。结果表明:无柱兰、二叶舌唇兰、小斑叶兰和山兰都偏好与角担菌科(Ceratobasidiaceae)真菌共生,羊耳蒜偏好与胶膜菌科(Tulasnellaceae)真菌共生;长苞头蕊兰主要与革菌科(Thelephoraceae)和蜡壳耳科(Sebacinaceae)真菌共生;绶草不仅能与丝核菌属(Rhizoctonia)真菌共生,还能与蜡壳耳科真菌共生;同种兰科植物的不同植株在同一生境下所选择的菌根真菌有差异,而同一地点的不同兰科植物的菌根真菌群落各不相同。由此可见,兰科植物根中菌根真菌的组成并非完全受植物自身控制,但主要菌根真菌仍取决于兰科植物的选择;这8种兰科植物根中的真菌绝大多数为非菌根真菌,而菌根真菌的丰度通常很低,这可能是辽宁地区兰科植物稀少的原因之一。     

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。     

亚热带森林菌根植物根系真菌群落结构对氮磷添加的响应

植物根系真菌对维系植物的营养吸收和健康具有重要作用。本研究分析了不同菌根类型植物根系中真菌的群落结构对外源氮(N)、磷(P)、氮和磷(NP)输入的响应。试验采集了无添加(对照)和N、P、NP添加处理下亚热带森林3种菌根类型(丛枝菌根、外生菌根、欧石楠菌根)9种植物的根系，运用高通量测序技术检测根系中真菌的多样性和群落组成。结果表明：9种植物根系真菌群落均主要由担子菌门和子囊菌门组成；P添加下子囊菌门的相对多度显著低于对照，而担子菌门的相对多度显著高于对照。欧石楠菌根植物根系中子囊菌门的相对多度显著高于丛枝菌根和外生菌根植物，而其担子菌门的相对多度显著低于丛枝菌根和外生菌根植物。与对照相比，P添加显著降低了植物根系中真菌的α多样性，改变了不同菌根类型植物根系中真菌的群落组成，而N添加和菌根类型的影响不明显。与对照和N添加相比，NP添加使全部植物根系中真菌群落变异程度更大，即群落整体更加趋异，而外生菌根植物根系中的真菌群落比丛枝菌根植物根系中的真菌群落变异更小，即群落更趋同。综上，P养分是影响亚热带森林土壤中树木根系真菌群落结构的关键因素。本研究有助于提升对全球环境变化下亚热带地区植物根系...     

兰科菌根的生态学研究进展

兰科植物(Orchidaceae)是典型的菌根植物,自然条件下其种子的成功萌发和生长的早期阶段对菌根真菌有绝对的依赖性,在有些成年兰科植物中菌根真菌仍起着重要的作用。目前大部分兰科植物已为濒危物种,鉴于兰科植物天然的菌根共生关系,开展兰科植物和菌根真菌互作的生态学研究不仅具有极高的科研价值,更有助于兰科植物的物种保护和野生种群的生态恢复。近年研究表明,兰科植物对真菌的选择和二者共生关系的建立与菌根真菌的空间分布和丰度密切相关,然而当前对自然环境中兰科菌根真菌的实际分布还了解甚少,因此文章从生态学角度系统分析兰科植物与菌根真菌的关系,探讨该领域的研究热点,旨在为兰科菌根的生态学研究提供参考。     

AM真菌与非菌根植物的相互作用关系

丛枝菌根(AM)真菌作为一类在全球分布广泛的土壤微生物,能够与陆地上大多数的维管植物形成专性共生关系,对于植物营养吸收和生态系统功能具有重要作用.而较少量的维管植物如苋科、黎科、石竹科、十字花科等植物被认为是非菌根植物.目前,对于这些非菌根植物与AM真菌之间的相互作用关系研究少且分散,缺乏系统总结.本文综述了非菌根植物的类型以及低侵染的原因,邻体植物形成的菌丝网络对AM真菌侵染非菌根植物的影响,并探讨AM真菌和非菌根植物之间可能存在的相互作用,以及植物-AM真菌之间的物质交换及可能存在的生态功能,旨在为进一步发挥非菌根植物在脆弱生态系统的功能潜力提供新思路.     

不同海拔的三种杓兰属植物与菌根真菌群落组成相关性

本研究采集了四川黄龙沟沿海拔梯度3 170-3 400m上4个不同杓兰居群中3种杓兰植物根,利用克隆文库方法获得菌根真菌ITS序列,研究同一栖息地（黄龙沟）不同海拔梯度和不同杓兰对菌根真菌多样性和群落结构的影响。共得到18个可操作分类单元（OTU）,其中14个OTU隶属胶膜菌科Tulasnellaceae,为优势类群（99.6%）;2个OTU隶属腊壳菌科Sebacinaceae,2个OTU隶属亡革菌科Thelephoraceae。随着海拔升高,西藏杓兰菌根真菌多样性减少,而黄花杓兰和无苞杓兰没有明显变化;海拔对3种杓兰菌根真菌群落结构均无显著影响。3种杓兰之间菌根真菌群落结构差异显著且指示物种互不相同,说明在同一栖息地,杓兰对菌根真菌的偏好性显著影响其菌根真菌群落结构。这些研究结果利于了解环境变化对杓兰属植物菌根真菌区系组成的影响,为进一步探索菌根真菌与杓兰属植物的互作机制奠定基础。     

外生菌根真菌与内生细菌共生互作的研究进展

外生菌根真菌能与很多高等植物共生,广泛存在于自然界,在促进植物生长和养分吸收、增强宿主抗逆性及维持森林生态系统稳定等方面发挥着重要作用。除与寄主植物密切联系外,外生菌根真菌,在其生命周期中与细菌群落进行物理和代谢相互作用常形成共生关系。这些细菌对外生菌根真菌菌丝生长、生物量增加及子实体的形成具有积极影响。本文阐述了外生菌根真菌与内生细菌共生现象的发现、共生关系的建立、内生细菌促进外生菌根真菌生长和发育及宿主与微生物组的研究方法等,以期更好地巩固外生菌根真菌的生物学及生态学等基础性知识,并利用细菌与真菌的相互作用为可食用外生菌根真菌的生物防治、菌肥研究、人工驯化及栽培提供思路。     

丛枝菌根形成过程及其信号转导途径

丛枝菌根是由一类土壤中古老的丛枝菌根真菌与植物根系形成的互利互惠共生体。通过共生作用丛枝菌根真菌帮助宿主植物提高水和矿质营养（特别是磷）的吸收效率。作为回报,大约20%的光合作用产物被转移到丛枝菌根真菌中,供其完成自身的生活史。丛枝菌根形成的过程中,需要植物与丛枝菌根真菌之间进行一系列信号分子的识别、交换以及信号转导作用,这一过程由一系列植物和菌根真菌的基因控制。首先,植物会分泌一种植物激素——独角金内酯来诱导菌根真菌加速分支,而菌根真菌也会分泌脂质几丁寡糖促进植物与其形成菌根。加速分支的菌根真菌接触到植物根部以后,会附着在植物根的表皮并形成附着胞,通过附着胞穿透植物根的表皮,最后进入维管组织附近的皮层细胞并在其中不断进行二叉分支,形成特有的丛枝结构。通过对模式植物共生现象的研究,已经发现很多植物基因参与到共生形成的信号转导过程中,包括早期植物反应的基因、菌根与根瘤共生共同需要的转导因子以及菌根特异的信号分子等。本文对菌根的形成过程及信号转导途径进行详细的介绍,为人们深入研究菌根关系提供参考。     

兰科植物与菌根真菌的营养关系

兰科植物与真菌具有天然的菌根共生关系。兰科植物种子细小,无胚乳,自然条件下只有与适宜的真菌共生才能萌发;兰科植物作为有花植物中最大的科之一,有光合自养、混合营养及完全真菌异养等营养类型。近年研究表明,不同营养类型的兰科植物其菌根真菌常具有一定的差异性,表现出不同的营养作用关系。本文对不同营养类型兰科植物与菌根真菌的营养作用关系的研究进展进行综述,并对兰科植物菌根营养机理、营养关系的变化等进行讨论,以期为兰科菌根营养学研究及菌根技术应用于兰科植物快繁和保育工作等提供参考。     

共生真菌对兰科植物种间杂交后代种子萌发的效应

石斛属(Dendrobium)植物在种子共生萌发过程中与真菌有着较为专一的共生关系,为探讨这种共生关系在种间杂交后代上的进化和适应,深入理解兰科植物和真菌共生关系的形成机制,该研究利用能有效促进铁皮石斛(Dendrobium officinale)和齿瓣石斛(D.devonianum)种子萌发形成幼苗,并具有较强专一性的胶膜菌属(Tulasnella)真菌SSCDO-5和瘤菌根菌属(Epulorhiza)真菌FDd1,开展真菌对铁皮石斛和D. tortile种间杂交种子萌发效应的研究。结果表明,在真菌与种子共生培养68天时,SSCDO-5菌株和FDd1菌株都能有效地促进杂交种子形成原球茎和幼苗,两个接菌处理之间无显著差异,来源于铁皮石斛的SSCDO-5菌株不但没有表现出优势,反而在杂交石斛幼苗形成率上低于来源于齿瓣石斛的FDd1菌株(SSCDO-5:(22.13±6.62)%; FDd1:(29.53±5.51)%); SSCDO-5菌株和铁皮石斛在幼苗形成和发育阶段的共生专一性并没有在杂交后代上得到遗传或表现,或者说是杂交打破了这种专一性的共生关系,使得杂交后代能够和不同的真菌建立新的共生关系。该结果不支持关于共生真菌专一性是石斛属植物杂交后代形成的重要限制因素的假设,推测石斛属植物在幼苗分化和发育阶段与真菌这种专一性的共生关系是在适应特定生态环境的过程中形成和建立的。     

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.     

菌根真菌提高植物抗旱性机制的研究回顾与展望

菌根真菌与全世界约97％的维管植物具有广泛的共生关系.大量研究结果显示菌根植物相比于非菌根植物对于干旱胁迫具有更高的耐受性,说明菌根真菌在植物抗旱过程中发挥着重要作用.本文对近年来国内外在菌根真菌协助植物抵御干旱作用机制方面的研究进行了归纳和总结,主要包括在干旱胁迫下菌根真菌对植物生理学特性的影响机制、菌根真菌提高植物...     

菌根真菌多样性与植物多样性的相互作用研究进展

菌根共生双方多样性影响着生态系统的过程与功能。菌根真菌-寄主植物之间的共生组合存在偏好性或特异性,这导致菌根真菌对寄主植物的效益差异和寄主植物对菌根真菌的利益差别：两者在互利共生过程中不仅相互选择,还存在相互促进与制约的关系(如互补与选择效应、竞争),从而在一定程度上决定生态系统的演化与发展。本文概述了植物多样性与菌根真菌多样性的相互影响,探讨了两者互作可能存在的调控因素与机制,对存在的问题和争议进行了总结,并提出了进一步研究的方向。深入阐明植物多样性与菌根真菌多样性之间的互作关系,将丰富生物共生学理论,增强菌根应用潜力及生物多样性的维持。     

外来入侵植物对本地植物菌根真菌的影响及其机制

菌根真菌共生是植物吸收养分的一个重要策略。外来植物可以干扰本地植物与菌根真菌的共生关系从而抑制本地植物生长, 这是近年来被发现的一种重要入侵机制, 在研究中得到日益广泛的关注。该文从以下几个方面着重综述这种入侵机制: 1)外来植物对本地植物菌根真菌的影响, 包括菌根真菌侵染率、菌根内部结构、根外菌丝的量、菌根真菌的群落组成、非菌根真菌的影响及网络结构; 2)外来植物对本地植物菌根真菌上述影响的机制, 包括资源竞争、化感作用和土壤肥力等生态机制以及相关的分子机制; 3)上述两个方面随入侵时间的变化格局。尽管干扰本地植物菌根真菌是一种重要的入侵机制, 但相对其他的入侵机制(例如天敌逃逸、新武器假说等)来说, 这类机制的研究目前仍很匮乏。鉴于此, 该文提出了未来需要重点关注的几个方面: 1)全球变化背景下, 入侵植物对本地植物菌根真菌的影响如何变化; 2)包括这种菌根机制在内的多种入侵机制之间的关系; 3)深入探究入侵的这种菌根机制在大的时空尺度上的变化规律。     

A review on the effects of invasive plants on mycorrhizal fungi of native plants and their underlying mechanisms

菌根真菌共生是植物吸收养分的一个重要策略。外来植物可以干扰本地植物与菌根真菌的共生关系从而抑制本地植物生长, 这是近年来被发现的一种重要入侵机制, 在研究中得到日益广泛的关注。该文从以下几个方面着重综述这种入侵机制: 1)外来植物对本地植物菌根真菌的影响, 包括菌根真菌侵染率、菌根内部结构、根外菌丝的量、菌根真菌的群落组成、非菌根真菌的影响及网络结构; 2)外来植物对本地植物菌根真菌上述影响的机制, 包括资源竞争、化感作用和土壤肥力等生态机制以及相关的分子机制; 3)上述两个方面随入侵时间的变化格局。尽管干扰本地植物菌根真菌是一种重要的入侵机制, 但相对其他的入侵机制(例如天敌逃逸、新武器假说等)来说, 这类机制的研究目前仍很匮乏。鉴于此, 该文提出了未来需要重点关注的几个方面: 1)全球变化背景下, 入侵植物对本地植物菌根真菌的影响如何变化; 2)包括这种菌根机制在内的多种入侵机制之间的关系; 3)深入探究入侵的这种菌根机制在大的时空尺度上的变化规律。     

丛枝菌根（AM）真菌-豆科植物-根瘤菌共生识别信号研究概况

<正>植物与微生物共生是自然界中普遍存在的一种生物学现象,其中高等植物和丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌共生形成的菌根、以及豆科植物和根瘤菌(rhizobia)形成的根瘤与农林牧业生产和生态系统的稳定性密切相关。豆科植物形成根瘤的同时还能与AM真菌形成菌根,最终建立三位一体