生物因子对AM真菌多样性的影响

丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizas,AM）真菌分布于自然界各生态系统中,生态因子对AM真菌多样性个有举足轻重的影响,其中动物,植物,微生物,人为因素等生物因子的作用,亦日益受到人们的关注,通过介绍该领域最近10年来的研究成果,探讨和分析当前研究中所存在的问题和动向。     

环境因子对AM真菌多样性的影响

土壤,气候和地理因子等环境因子对丝枝菌根（AM）真菌多样性有重要影响,本文系统地综述了最近10年来AM真菌生态学在该方面的最新研究成果,分析当前研究中所存在的问题和动向。     

AM真菌遗传多样性研究进展

丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）真菌是一类专性共生多核生物,至今尚未获得纯培养,与植物根系共生后才能完成其生活史。该类真菌无性繁殖,具有独特的遗传特性,属于真菌界球囊菌门（Glomeromycota）,共有200余种。研究发现AM真菌种群间以及种群内,甚至单一孢子内都存在大量基因变异,表明该类真菌具有丰富的遗传多样性。本文总结了近年来有关AM真菌遗传多样性方面的研究进展,并讨论了存在的问题。     

城市菌根真菌多样性、变化机制及功能应用

菌根真菌能够与大多数陆生植物的根系形成菌根共生体,具有改善宿主植物矿质营养、增强抗逆性、改良土壤结构等重要生态功能。城市化过程中气候、土壤、植被、土地利用等因素的改变,对菌根真菌的多样性产生了直接或间接的影响。目前城市菌根真菌的研究多侧重对其空间分布及群落组成的简单描述,缺乏针对城市典型生态现象及生态问题系统性的探讨。分别从城市菌根真菌的多样性变化、影响机制及功能应用等3方面进行了综述,全面揭示城市菌根真菌的研究现状及研究的复杂性,发现当前研究存在多样性评估简单化、研究层次单一化、内在机制现象化及功能应用停滞化等问题,认为今后应建立更为系统、综合、标准的研究体系以深刻而准确地认识与理解城市化对菌根真菌多样性的影响,为城市微生物资源的保存及绿地系统维持提供理论依据。     

贵州烟草根围AM真菌多样性的初步研究

从贵州省内烟区不同土壤生态环境下采集烟草根际土样,湿筛离心法分离丛枝菌根（AM）真菌孢子,鉴定出烟草AM真菌4属20种,其中球囊霉属9种,无梗囊霉属7种,巨孢囊霉属3种,盾巨孢囊霉属1种。从土壤样品DNA中扩增AM真菌特异性片段并采用DGGE技术对AM真菌多样性进行分析。测序结果显示烟草根际土壤中菌根真菌主要菌群为球囊霉属,与湿筛离心法的鉴定结果一致。为进一步研究贵州地区AM真菌多样性以及开发应用提供了依据。     

中国AM真菌的生物多样性

菌根是真菌与植物根系所建立的互惠共生体 ,其中以丛枝菌根在自然界中分布最广。AM真菌遍布各生态系统 ,不仅大量分布于农田和森林土壤 ,而且还广泛存在于多种逆境环境中。绝大多数的植物包括苔鲜、蕨类、裸子植物、被子植物都能被AM真菌侵染。我国的AM真菌研究始于 2 0世纪 80年代 ,迄今为止 ,已经对多种生态环境中多种寄主植物根围的AM真菌进行了调查研究 ,共报道了 7个属的 99种AM真菌。本文从物种多样性、生境多样性和寄主多样性等三个方面概括介绍了 2 0年来我国在AM真菌生物多样性研究中取得的进展 ,并探讨了未来的研究动向。     

丛枝菌根真菌物种多样性研究进展

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在不同生态系统均发挥至关重要的作用,研究其多样性能够为AMF物种资源的保护和利用提供科学依据。AMF不能被离体纯培养以及自身的高变异性等因素严重阻碍了对其进行深入研究,随着研究方法的不断改进,尤其是新一代测序技术的运用,极大加速了人们对AMF物种多样性的认识。本文主要从AMF分类系统、不同宿主植物和不同生境中的AMF物种多样性及AMF物种多样性研究方法(包括形态鉴定、Sanger测序和高通量测序)方面介绍AMF物种多样性研究进展,并且探讨AMF物种多样性研究中存在的主要问题,认为在今后AMF物种多样性研究中不仅要注重运用新的研究手段,还应该着重解决AMF不能离体纯培养的问题。     

几种生态环境中AM真菌多样性比较研究

对渤海湾的海岛林地(IFL),黄河三角洲盐碱地(SAS)、鲁西南煤矿(CMS)和内蒙古退化草原(DGL)等几种生态环境中丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌的多样性进行了调查。结果表明,在所调查的样点中,AM真菌的物种多样性不同,IFL中的最高,其次是SAS,CMS和DGL的最低。各地AM真菌种的丰度、孢子密度、频度、相对多度等也差异较大。这与各生态环境中的生态因子的差异相关。在总体上,Glomus属在各采样点出现的频度和相对多度最高,其次是Acaulospora属。但不同生态环境之问又存在差异,例如CMS中Acaulospora属的频度和相对多度比Glomus属的高。在IFL中,Gigaspora属的相对多度比Acaulospora属的高。各生态环境中的生态优势种不同,如在CMS中是A．mellea,在IFL和SAS土壤中却分别是G．margarita和G．caledonium,而DGL中各个种的分布却较均衡。     

丛枝菌根真菌物种多样性及其群落构建机制研究进展

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一类分布广泛的植物根系共生微生物,在促进植物营养吸收、改善土壤结构、调节全球碳氮循环等方面具有重要的生理生态作用。经过一个多世纪的研究,AMF物种多样性及群落生态学研究等已取得了重大成就。AMF目前单列一门球囊霉门(Glomeromycota),全球已发现的形态种约250个;然而,随着AMF分子多样性的研究深入,越来越多的证据暗示了AMF可能有惊人的物种多样性。AMF群落多样性及物种组成受时空、宿主以及土壤因子的显著影响,但随机过程在AMF群落构建中也发挥了重要作用。综述了AMF的物种多样性及群落构建机制研究进展,并对今后这两方面的研究方向提出了展望。     

青藏高原高寒草地AM真菌分布及其对近自然恢复的生态作用

超载过牧以及全球气候变化等导致大部分青藏高原高寒草地呈现持续退化态势。青藏高原高寒草地退化致使地上植物群落逐渐发生更替,地下土壤微生物群落多样性和丰富度发生改变。本文旨在探析青藏高原高寒草地丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌的分布特征、对近自然恢复的生理生态效应及其作用机制。青藏高原高寒草地中已报道4目14属61种AM真菌,约占已知AM真菌物种的20%。高寒草地禾本科植物根围AM真菌物种丰度最高,而莎草科植物根围AM真菌孢子密度最高。3种高寒草地植被类型中,高寒草原AM真菌丰度最高（33种）,山地灌丛草原次之（32种）,高寒草甸最低（22种）。高寒草原以光壁无梗囊霉Acaulospora laevis和闪亮和平囊霉Pacispora scintillans为优势种,山地灌丛草原以摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae为优势种,高寒草甸以光壁无梗囊霉A. laevis、近明球囊霉Claroideoglomus claroideum和闪亮和平囊霉P. scintillans为优势种。高寒草地土著AM真菌与植物构建的菌根网络可以通过调节营养元素吸收、分配,促进植物建植和生长;但是毒杂草入侵可以改变土著AM真菌物种多样性和菌根网络,限制本地植被的实际生态位扩张。退化高寒草地中,AM真菌群落具有高的环境适应性和恢复力,其不仅调控地上植物群落建植和多样性,同时AM真菌建植也增加了代谢产物-球囊霉素相关土壤蛋白产生,进而协同改善地下土壤微生态系统,为退化高寒草地早期植被恢复塑造土壤生境。因此,AM真菌在退化高寒草地近自然恢复中具有较大的应用潜力。     

泰山丛枝菌根真菌群落结构特征

2007年对泰山植被根围内丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌群落组成、数量、分布及其与植物多样性的关系进行了研究。从泰山傲徕峰、黑龙潭库区等样地共分离出4属16种AM真菌:球囊霉属Glomus 9种、无梗囊霉属Acaulospora 4种、巨孢囊霉属Gigaspora 2种和盾巨孢囊霉属Scutellospora1种。其中,球囊霉属Glomus及聚球囊霉Glomus fasciculatum的孢子密度、相对多度、分布频度和重要值均最高,分别为泰山植被区根围内AM真菌优势属和优势种。各样地之间Sorenson相似系数在0.60和0.85之间。植被数量与孢子密度(r=0.80,p0.01)、植物种的丰富度与AM真菌种的丰富度(r=0.77,p0.01)以及与孢子密度(r=0.59,p0.01)均呈极显著正相关关系。研究结果表明植物多样性对于提高AM真菌多样性发挥极为重要的作用。     

樟根生产法培育的苗与常规苗的丛枝菌根真菌多样性

以湖南省林业科学院龙伏实验基地的3年生樟根生产（root production method,RPM）苗和同龄常规技术培育的苗木（以下简称常规苗）为研究对象,采集两种苗木的根系和根际土,观察根系上菌根形态,并对其苗木样品进行高通量测序研究,探索二者根系菌根特征及根系、根际土丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）群落结构及土壤微生境差异,旨在为进行接种有效性菌根苗木来改善常规苗木的土壤微生境,进而培育高质量苗木提供理论依据。结果显示：2种樟苗木根系均显示AM菌根特征,未见外生菌根结构。测序得到属于AMF群落的有效序列共25 738条,隶属1门,2纲,3目,5科,5属,按有效序列占比从高到低依次为Acaulospora、Glomus、Diversispora、Rhizophagus和Paraglomus。根生产法（RPM）苗和常规苗的优势属均为Acaulospora和Glomus,只是RPM苗中Glomus占比高（在根、根际土内占比分别为28.04%、57.36%）而常规苗中Acaulospora占比高（在根、根际土内占比分别为99.58%、42.2%）。2种苗木均是根际土内的丰富度指数（Ace和Chao）远高于根系,并且RPM苗根际土的丰富度指数高于常规苗,但二者根系内的丰富度指数无显著差异（P<0.05）。冗余分析结果显示,土壤pH和有效磷是决定AMF群落结构的主要影响因子。不同理化因子对AMF群落的菌属影响程度也不同。     

丛枝菌根真菌物种多样性研究进展

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)真菌是生态系统中生物多样性的重要组分之一,具有十分丰富的物种多样性、遗传多样性和功能多样性.该真菌分类地位不断提高已上升至门,下设1个纲、4个目、13个科,19个属,现已报道214种.丛枝菌根对保持生态平衡、稳定和提高生态系统可持续生产力具有重要作用.本文分析了世界范围内丛枝菌根真菌物种多样性研究现状、不同生态系统中影响丛枝菌根真菌物种多样性的关键因子及其调控途径;认为分子生物学技术是今后丛枝菌根真菌物种多样性研究的主要方法.     

丛枝菌根真菌生物地理学研究进展

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)普遍存在于陆地生态系统中,能与绝大多数高等植物形成菌根共生体系。AMF能够促进植物对矿质养分的吸收,增强植物的抗逆能力,在维持生态系统稳定性和生产力中发挥着重要作用。AMF生物地理学主要研究AMF的生物地理分布格局和群落构建机制,对于理解AMF在不同生态系统中的重要性至关重要。总结了AMF生物地理学最新研究进展及研究方法,提出了AMF生物地理学研究理论框架。认为AMF在自然界中并非简单随机分布,宿主植物、地理因子、气候因子和土壤因子共同决定AMF的群落结构,不同尺度下的AMF群落构建符合生态位-中性连续统假说,但在不同尺度下这些驱动因子的相对重要性不同。在全球尺度和区域尺度下,AMF的地理分布格局主要受地理距离和气候因子的影响,中性理论的作用大于生态位理论。随着空间尺度的缩减,宿主植物和环境因子对AMF群落的影响胜过地理距离和扩散限制的作用,生态位理论取代中性理论在AMF群落构建中的主导地位。此外,很多研究发现,同一生境中AMF的群落构建机制并非一成不变,会随环境的变化而发生改变。在未来的研究中,应在野外调查和公共数据库的基础上加强整合分析和数据挖掘工作,从而进一步丰富和完善AMF生物地理学理论。     

Severe plant invasions can increase mycorrhizal fungal abundance and diversity

Invasions by non-native plants can alter ecosystem functions and reduce native plant diversity, but relatively little is known about their effect on belowground microbial communities. We show that invasions by knapweed (Centaurea stoebe) and leafy spurge (Euphorbia esula, hereafter spurge)—but not cheatgrass (Bromus tectorum)—support a higher abundance and diversity of symbiotic arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) than multi-species native plant communities. The higher AMF richness associated with knapweed and spurge is unlikely due to a co-invasion by AMF, because a separate sampling showed that individual native forbs hosted a similar AMF abundance and richness as exotic forbs. Native grasses associated with fewer AMF taxa, which could explain the reduced AMF richness in native, grass-dominated communities. The three invasive plant species harbored distinct AMF communities, and analyses of co-occurring native and invasive plants indicate that differences were partly driven by the invasive plants and were not the result of pre-invasion conditions. Our results suggest that invasions by mycotrophic plants that replace poorer hosts can increase AMF abundance and richness. The high AMF richness in monodominant plant invasions also indicates that the proposed positive relationship between above and belowground diversity is not always strong. Finally, the disparate responses among exotic plants and consistent results between grasses and forbs suggest that AMF respond more to plant functional group than plant provenance.     

Correlation analysis between arbuscular mycorrhizal fungal community and host plant phylogeny

 为弄清丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)真菌群落随宿主植物演化的变异规律,通过对MaarjAM数据库进行数据挖掘, 根据每个分子虚拟种(virtual taxa, VT)包含的DNA序列不少于5条的标准, 筛选出188种菌根植物。通过分析植物与其根内AM真菌的关系发现: AM真菌的物种丰富度随着寄主植物的分化而增加; 在不同的植物系统类群中, AM真菌的物种丰富度显著不同; 在起源时间较晚的被子植物和裸子植物中, AM真菌的物种丰富度显著高于起源较早的苔类、角苔类和蕨类植物类群, 而与寄生植物共生的AM真菌物种丰富度与早期植物无显著差异; 不同寄主植物进化类群间AM真菌组成差异显著。以上结果表明: AM真菌群落随着寄主植物进化而发生变化。在进化过程中, 寄主植物倾向于选择保留共生效率较高的AM真菌。     

丛枝菌根真菌群落与植物系统发育的相关性分析

为弄清丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)真菌群落随宿主植物演化的变异规律,通过对MaarjAM数据库进行数据挖掘, 根据每个分子虚拟种(virtual taxa, VT)包含的DNA序列不少于5条的标准, 筛选出188种菌根植物。通过分析植物与其根内AM真菌的关系发现: AM真菌的物种丰富度随着寄主植物的分化而增加; 在不同的植物系统类群中, AM真菌的物种丰富度显著不同; 在起源时间较晚的被子植物和裸子植物中, AM真菌的物种丰富度显著高于起源较早的苔类、角苔类和蕨类植物类群, 而与寄生植物共生的AM真菌物种丰富度与早期植物无显著差异; 不同寄主植物进化类群间AM真菌组成差异显著。以上结果表明: AM真菌群落随着寄主植物进化而发生变化。在进化过程中, 寄主植物倾向于选择保留共生效率较高的AM真菌。     

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。     

丛枝菌根真菌种群的孢子季相动态研究

以草坪为研究对象,研究草坪土壤中丛枝菌根真菌种群的孢子组成、孢子密度、物种丰富度、多样性及其季相变化规律。结果表明,丛枝菌根真菌孢子密度、物种丰富度和多样性指数在一年内随季节变化表现出一定的季相变化规律,三者均在冬季达到最高,在时间节律上与植物群落季相变化不同步;同时分析了气候因素(平均温度、降雨量和日照时间等)对丛枝菌根真菌的影响。结果表明,气候因素对孢子密度、物种丰富度和多样性指数均有显著影响。