Impact of Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’ expansion on mycorrhizal associations of the adjacent forests

 毛竹(Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’)凭借其独特的生长特性极易扩张进入周边的常绿或针阔混交森林群落并取而代之。菌根减弱假说对毛竹林扩张导致周边林分枯亡并抑制林下幼苗更新的机制进行了解释, 即毛竹林的成功扩张是由于毛竹蔓延引起森林群落的菌根系统紊乱, 使宿主植物与菌根真菌的共生关系受到干扰, 进而影响了宿主植物的分布与更新。该研究以浙江省西天目山国家自然保护区为研究区域, 对菌根减弱假说进行了检验。通过在毛竹-针阔混交林交接区沿毛竹扩张方向设置毛竹纯林、竹-林过渡带、针阔混交林3种类型的样带, 选取在针阔混交林、竹-林过渡带同时存在的6种优势乔灌树种——杉木(Cunninghamia lanceolata)、枫香树(Liquidambar formosana)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、江浙山胡椒(Lindera chienii)、毛柄连蕊茶(Camellia fraterna), 测定这6个树种在两样带中的菌根侵染频率和强度, 检测在毛竹林扩张中周边森林群落菌根的响应, 同时对比了毛竹在毛竹纯林和竹-林过渡带菌根感染率和强度的变化, 检验该假设。实验结果表明: 1)针阔混交林和竹-林过渡带的主要树种菌根都具有较高的菌根侵染频率(> 95%), 且不同林分间林木的侵染频率无显著差异(p > 0.1); 2)在竹-林过渡带杉木和江浙山胡椒的丛枝菌根侵染强度较针阔混交林明显增加(p < 0.1); 3)毛竹的丛枝菌根侵染频率和强度远低于其他针阔树种, 且在扩张前后没有显著变化(p > 0.1)。实验结果否定菌根减弱假说。     

菌根类型对亚热带森林主要树种根叶功能性状关联的影响

叶片和吸收根(即1级根)是植物地上和地下资源获取器官,研究二者功能性状的关系及其影响因素,有助于深入理解植物生长过程中对资源的利用和分配。本研究在江西省九连山国家自然保护区选择了10种丛枝菌根(AM)树种和8种外生菌根(EM)树种,分析了叶片和吸收根的形态性状(叶厚度、比叶面积、叶组织密度、根直径、比根长、根组织密度)和化学性状(叶与根的碳、氮浓度及碳氮比)在不同菌根类型间的变异及关联。结果表明：与AM树种相比,EM树种的叶片较厚、比叶面积较小,且根直径较细、根组织密度和根碳浓度及碳氮比较低。AM和EM树种的叶片与吸收根的形态性状均不相关,而化学性状(氮浓度和碳氮比)在AM树种中呈正相关,但在EM树种中则不相关。主成分分析结果表明,不管是AM还是EM树种,比叶面积与比根长均呈正交分布,可见叶片与吸收根获取资源具有独立性。此外,根直径与根氮浓度在所有树种和AM树种中均表现出显著正相关,而在EM树种则呈临界负相关。根直径与比根长则是在所有树种和不同菌根类型树种中均呈正相关。总之,本研究的结果强调了菌根类型在调节叶片与吸收根功能性状之间的关系上具有重要性,并建议今后在评估木本植物根系的不同功...     

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。     

山杨苗木的菌根类型及对苗木促生作用的研究

用Glomus mosseae,G.intraradices,G.versiforme,Sclerocystis sinuosa和Pisolithus tinctorius,Cortinarius russus,Russula foetens,Lactarius insulsus等丛枝菌根真菌和外生菌根真菌各4种,对盆钵播种的山杨实生苗进行接种试验,结果表明,4种丛枝菌根真菌对山杨苗木均未发生侵染,与野外调查结果相符,与报道的杨属既有外生菌根又有丛枝菌根相悖,因此认为山杨属于非丛枝菌根类型。4种外生菌根真菌均与山杨苗木合成菌根,且促生作用明显,其中C.russus最好,苗高,地径,侧根数及整株干物重增长率分别为38．13％,20．27％,70．97％和33．39％,研究结果表明,山杨属外生菌根类型。     

全球变化下菌根真菌的作用及其作用机制

全球气候、环境、经济与社会的发展变化,对环境与资源造成严重挑战和新的发展机遇。菌根真菌是陆地生态系统中的重要生物组份,占据不可替代的重要地位,充当调控生态系统稳定和保持可持续发展的多重角色。分析了全球变化对菌根真菌的影响,探讨了全球变化下菌根真菌的地位、角色和作用,以及菌根真菌应对全球变化的可能作用机制,旨在为加强全面应对全球变化提供新的思路和途径。     

21世纪的菌根学

进入21世纪第1个10年,菌根学(mycorrhizology)研究进入菌根学发展史上第2个辉煌时期。文中总结了21世纪首个10年期间菌根学研究的特点,预测了今后40年(21世纪上半叶)的发展趋势。这对于推动菌根学进一步研究及其菌根生物技术应用具有深刻的现实意义。     

铜胁迫对丛枝菌根真菌群落功能的影响

过去20年来,对不同来源丛枝菌根真菌(AMF)的功能开展了大量研究,但多数基于对单个AMF功能的比较,群落水平的研究较少,且很多研究混淆了AMF来源和群落结构对其功能的影响,忽略了宿主的重要作用.本研究通过两个短期温室盆栽试验,分析了铜胁迫对AMF群落结构的影响,比较了不同AMF群落的功能差异.结果表明:铜胁迫显著改变了AMF群落的孢子丰度和组成.以根内球囊霉和幼套球囊霉为优势种的AMF群落有效减缓了铜胁迫对玉米生长和部分生理特性的抑制作用.     

莫斯科州针阔混交林带森林群落的灌木层结构分析

本文通过分析莫斯科州针阔混交林带１０种类型的森林群落的灌木层结构,指出森林群落中灌木层的结构（垂直结构和水平结构）特点首先取决于组成该层次的灌木种的生物学特性,此外,在不同的群落中乔木层的郁闭度、群落内生境的不一致性（如土壤的水分和肥力状况的差异）以及幼木层的盖度等在不同的程度上影响着灌木的成层和结构。分析表明,灌木在不同的针阔混交林群落中的垂直分布可归纳为三种几何类型：金字塔式、菱形式和倒三角形式。灌木的水平配置多为集团分布或随机分布,趋于集团分布。     

外生菌根菌对樟子松苗木生长的影响

以内蒙古大兴安林樟子松分布区较典型的6个乡土菌种与本实验室从法国引进的宿主范围较广的2个菌种及内蒙古地区分布广泛的土生空团菌为研究对象,采用固体和液体两种菌剂类型,对出苗30d左右的樟子松实生苗进行外生菌根菌接种试验,接种130d后观察菌根侵染情况及生长特性,同时对菌根化的樟子松苗木进行自然干旱胁迫,研究外生菌根菌接种对樟子松苗木生长及抗逆性的影响。结果显示:(1)5个乡土菌种和1个法国引进菌种均能够与樟子松实生苗共生菌根,菌根化苗木较对照的苗高增长10.5%～111.4%、地茎增长4.55%～92.8%、苗木干重增加6.8%～184.5%,且固体菌剂效果优于液体菌剂。(2)在干旱胁迫下,菌根化苗木叶绿素含量较对照增加5.82%～36.92%、净光合速率提高120.2%～217.03%,叶片推迟10.3～25h出现萎蔫,临界致死时间推迟13.8～38.2h。(3)接种菌种厚环乳牛肝菌和点柄乳牛肝菌的苗木菌根侵染率、苗木生长量、干旱胁迫下各项生理指标均显著优于其他菌种和对照。研究表明,樟子松实生苗菌根化对苗木生长有明显的促进作用,能够提高苗木对干旱胁迫的抵御能力;厚环乳牛肝菌和点柄乳牛肝菌是有潜在研究和应用价值的优良菌株,这两个菌株的固体菌剂可用于樟子松菌苗生产。     

广西凭祥红锥-马尾松混交林菌根际微生物群落结构

以广西凭祥红锥-马尾松混交林中红锥和马尾松为研究对象,采集林下外生菌根和根际土壤,利用高通量测序分析该混交林下的菌根际微生物群落结构.结果 表明,红锥、马尾松菌根际优势真菌为红菇属Russula、被孢霉属Mortierella、乳菇属Lactarius、鹅膏属Amanita、拟锁瑚菌属Clavulinopsis、丝盖伞...     

香菇‘豫香2号’的选育报告

‘豫香2号’是从河南省卢氏县伏牛山地区采集的野生香菇子实体,经过多次组织分离和驯化等系统选育而获得的优良品种,适宜河南省中高海拔区域种植。该品种子实体中等,多单生,菌盖圆整、浅褐色,菌柄呈倒圆锥形,产量高,鲜销耐储存。     

粉美人萱草的快繁技术和大田种植

以粉美人萱草(Hemerocallis fulva cv. ‘Fenmeiren’)的花茎为外植体进行离体培养, 该研究成功建立了粉美人萱草组培快繁技术。结果表明, 6月获得的外植体用浓度为15% (v/v)的次氯酸钠溶液消毒8分钟, 外植体存活率达95%; 最佳增殖培养基为MS+1.0 mg·L^-1 6-BA+0.004 mg·L^-1 TDZ+0.1 mg·L^-1 NAA, 培养30天后, 月增殖系数达2.9; 壮苗培养基为MS+0.1 mg·L^-1 6-BA+0.1 mg·L^-1 IBA, 在该培养基中, 组培苗不再分化, 长势健壮; 最佳生根培养基为1/2MS+0.4 mg·L^-1 IBA+20 g·L^-1蔗糖, 生根率达95%; 移栽基质采用珍珠岩:草炭=1:2 (v/v), 通过精细化管理, 成活率可达85%, 出圃合格率为75%。目前已实现规模化繁殖, 并生产组培苗2.0×10⁵株, 大田种植表现良好。     

毛竹扩张对次生常绿阔叶林物种组成、结构与多样性的影响

毛竹(Phyllostachys edulis)向邻近次生常绿阔叶林扩张现象明显, 极大地影响了常绿阔叶林的生态功能, 但关于其扩张对常绿阔叶林的群落结构与生物多样性影响的后效研究较少。本文采用时空替代法, 在江西井冈山国家级自然保护区沿毛竹扩张方向, 依次设置毛竹林、竹阔混交林和常绿阔叶林样地, 比较分析了扩张前后群落物种相似性、群落结构和多样性指数等特征。结果表明: (1)毛竹林与常绿阔叶林乔木层、灌木层和草本层的Bray-Curtis相似性指数很小, 分别为0.003、0.046和0.030。(2)毛竹林的垂直结构呈“>”型, 高度12-14 m区间的多度百分比达33.3%, 径级结构集中分布于5-10 cm区间, 达总数的90.0%; 常绿阔叶林的垂直结构为“L”型, 高度2-4 m的物种数占54.3%, 径级分布范围较广, 4个较大径级区间的平均百分比为10.3%。(3)乔木层的Shannon-Wiener指数由常绿阔叶林的2.56降至毛竹林的0.06, 降幅高达98%; 灌木层也由2.58降至2.03, 降幅21%。以上结果说明, 毛竹扩张会导致次生常绿阔叶林群落组成和结构简化、物种多样性下降, 对森林生态系统功能产生负面影响。     

长期水淹对‘中山杉118’幼苗呼吸代谢的影响

中山杉(Taxodium ‘Zhongshansha’)具有极强的耐淹性, 但其耐淹机理仍没有明确。该研究以‘中山杉118’ (Taxodium ‘Zhongshansha 118’)幼苗为对象, 在经过93天不同水淹处理(对照、水浸、浅淹、深淹)后测定中山杉叶片和根系的无氧呼吸酶活性、淀粉及可溶性糖含量、生物量以及根系活力, 从能量消耗的角度初步探索了中山杉的耐淹性。结果表明: 长期水淹使中山杉叶片与根系中3种无氧呼吸酶(乙醇脱氢酶、丙酮酸脱羧酶、乳酸脱氢酶)活性显著增加, 且叶片与根系的乙醇脱氢酶活性均高于乳酸脱氢酶活性, 中山杉的根系和叶片是通过加强以酒精发酵为主的无氧呼吸适应长期缺氧环境; 不同水淹处理的叶片中3种无氧呼吸酶活性均高于根系, 叶片对缺氧环境更加敏感; 中山杉叶片和根系淀粉、可溶性糖含量均随水淹深度的增加显著增加, 根系淀粉含量显著高于叶片, 可溶性糖含量低于叶片; 中山杉根系淀粉含量高是其能够长期忍受水淹的重要原因, 且中山杉适应长期水淹的策略为忍耐型; 经受长期水淹后中山杉根茎结合部长出气生根及茎基部膨大, 同时根系外壁的木质化能将根系与外部水淹环境隔离, 具有很强的耐淹性, 可作为湿地生态修复、消落带生物治理的优良植物材料。     

郁金樱愈伤组织诱导及植株再生

为建立郁金樱(Cerasus serrulata var. lannesiana cv. ‘Grandiflora’)再生体系,以多年生母株小叶、一年生嫁接苗小叶、腋芽诱导小叶和增殖一代小叶为外植体,探讨不同外植体和植物激素组合对郁金樱愈伤组织诱导、不定芽分化、增殖和生根的影响。结果表明,4种外植体均可诱导出愈伤组织,...     

毛竹种群向常绿阔叶林扩张的细根策略

为了探讨毛竹(Phyllostachys pubescens)种群向常绿阔叶林扩张的根系策略, 该文采用根钻法和内生长法, 在江西大岗山选取毛竹林与阔叶林的交错区——竹阔界面(bamboo-broad-leaved forest interface), 并垂直于界面连续设置毛竹林、毛竹与阔叶树的混交林(以下简称为竹阔混交林)、常绿阔叶林3种样地, 比较分析其细根的空间分布格局、比根长、根长密度、生长速率和周转率等指标。结果表明: 毛竹林细根生物量(1201.60 g·m^-2) >竹阔混交林(601.18 g·m ^-2) >常绿阔叶林(204.88 g·m ^-2); 在毛竹与阔叶树竞争的混交林中, 毛竹细根分布趋向于上层土壤(与毛竹林细根相比), 且其比根长也显著增加, 平均增幅高达123.42%, 总根长密度比阔叶树大2.1倍; 同时, 毛竹细根生长速率和周转率均高于阔叶树。这些结果说明毛竹可通过广布、精准、灵活、快速等细根竞争策略, 提高资源获取能力, 实现种群扩张。     

神农架海拔梯度上4种典型森林凋落物现存量及其养分循环动态

研究神农架地区典型森林凋落物现存量及其养分动态对认识我国北亚热带森林生态系统养分循环过程及森林碳循环的机理具有重要的参考价值。通过对神农架海拔梯度上4种典型森林常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林及亚高山针叶林凋落物年凋落量及其养分归还量的研究,发现:森林凋落物量随海拔增加呈现先上升后降低的趋势,由低海拔到高海拔,凋落物年凋落量分别为6807.97、7118.14、6975.2和4250.67 kg/hm²。各森林类型凋落物量年变化呈双峰型,高峰期出现在4-5月份、11月份。凋落物养分归还以N 最高(132.06、162.29、157.12和185.77 kg/hm²),以P最少(4.62、4.39、8.24和4.15 kg/hm²),养分归还总量随海拔高度增加而减少。     

Inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi suppresses initiation of haustoria in the root hemiparasite Pedicularis tricolor

Background and Aims

Plant parasitism and arbuscular mycorrhizal (AM) associations have many parallels and share a number of regulatory pathways. Despite a rapid increase in investigations addressing the roles of AM fungi in regulating interactions between parasitic plants and their hosts, few studies have tested the effect of AM fungi on the initiation and differentiation of haustoria, the parasite-specific structures exclusively responsible for host attachment and nutrient transfer. In this study, we tested the influence of AM fungi on haustorium formation in a root hemiparasitic plant.

Methods

Using a facultative root hemiparasitic species (Pedicularis tricolor) with the potential to form AM associations, the effects of inoculation were tested with two AM fungal species, Glomus mosseae and Glomus intraradices, on haustorium initiation in P. tricolor grown alone or with Hordeum vulgare ‘Fleet’ (barley) as the host plant. This study consisted of two greenhouse pot experiments.

Key Results

Both AM fungal species dramatically suppressed intraspecific haustorium initiation in P. tricolor at a very low colonization level. The suppression over-rode inductive effects of the parasite''s host plant on haustoria production and caused significant growth depression of P. tricolor.

Conclusions

AM fungi had strong and direct suppressive effects on haustorium formation in the root hemiparasite. The significant role of AM fungi in haustorium initiation of parasitic plants was demonstrated for the first time. This study provides new clues for the regulation of haustorium formation and a route to development of new biocontrol strategies in management of parasitic weeds.     

The formation of “mega‐flocks” depends on vegetation structure in montane coniferous forests of Taiwan

A mixed‐species bird flock is a social assemblage where two or more bird species are moving together while foraging and might benefit from increased foraging efficiency and antipredator vigilance. A “mega‐flock,” which includes flocking species from different vegetation strata, often exhibits high species diversity. Mechanisms for the formation of mega‐flocks have not yet been explored. In this study, we evaluated the influence of vegetation structure and bird species diversity in driving the occurrence of mega‐flocks. We investigated the composition of mixed‐species flocks, local bird communities, and vegetation structure in five vegetation types of two high‐elevation sites in central Taiwan. Mega‐flocks occurred more frequently in pine woodland than later successional stages of coniferous forests. However, species richness/diversity of local bird communities increased along successional stages. Therefore, vegetation variables exhibit more influence on the occurrence of mega‐flocks than local bird communities. Besides foliage height diversity, understory coverage also showed positive effects on flock size of mixed‐species flocks. Our results indicated that pine woodlands with more evenly distributed vegetation layers could facilitate the interactions of canopy and understory flocks and increase the formation of mega‐flocks and thus the complexity of mixed‐species flocks.