外生菌根对植物非生物胁迫的缓解作用及作用机理研究进展

外生菌根在林木共生系统中占据重要的地位,具有提高宿主植物抗逆性的作用.在菌根学领域中,外生菌根与非生物胁迫互作的研究要远少于其他类型的菌根,尤其是缺乏综合、全面的总结性评述.文中总结了近5年来的相关研究,阐述了非生物胁迫(干旱、寒冷、高温、盐碱、重金属和有毒物质)下菌根共生体与植物抗逆性的关系,其他因子与外生菌根协同提...     

野外模拟酸雨胁迫下接种外生菌根真菌对马尾松幼苗的缓解作用

外生菌根真菌能够提高宿主植物对外界环境胁迫的抵抗力。主要探讨野外条件下外生菌根真菌对酸雨胁迫下马尾松(Pinus massoniana)幼苗生长、养分元素以及表层土壤的影响,以期为酸雨严重区马尾松林恢复提供科学依据。以2年生马尾松幼苗为材料,采用原位试验,共设置6个处理:p H5.6(对照)处理未接种、对照处理接种、p H4.5酸雨处理未接种、p H4.5酸雨处理接种、p H3.5酸雨处理未接种、p H3.5酸雨处理接种。研究表明:(1)酸雨处理与对照处理相比显著降低了非菌根苗总生物量及各部位生物量(根、茎、叶),对株高无显著影响,接种外生菌根真菌可以缓解酸雨对马尾松幼苗生长的不利影响;(2)与对照处理相比,酸雨处理的非菌根苗的针叶中N、P、Ca含量升高,Mg含量降低,根系中N、P、Ca含量降低,Mg含量随p H的降低先升高后降低。接种外生菌根真菌显著提高了p H3.5酸雨处理的马尾松幼苗根系中N、P、Ca、Mg含量,而对针叶中N、P、Ca、Mg含量无显著影响。(3)在非菌根土壤中,p H3.5酸雨处理与对照处理相比显著降低了土壤中有机质、速效磷、速效钾、可溶性碳、可溶性氮、铵态氮、硝态氮含量,而接种外生菌根真菌显著提高了上述指标。酸雨对土壤阳离子交换量无显著影响。总而言之,接种外生菌根真菌促进了酸雨处理的马尾松幼苗生长、缓解了酸雨对马尾松幼苗养分元素和表层土壤的不利影响,由此可见接种外生菌根真菌是减轻酸雨对马尾松危害的一个重要途径。     

外生菌根与植物抗重金属胁迫机理

外生菌根是外生菌根真菌和植物营养根形成的共生体,能够增加植物对污染胁迫的抵抗能力。本文综述了20多年来国内外研究外生菌根增加植物抗重金属毒害的成果,指出了外生菌根在植物抗重金属毒害中的积极作用,并概括其抗性的主要机理为：外延菌丝的吸收作用;菌根分泌物的调节与螯合作用;菌根菌套或哈蒂氏网吸收过滤有毒金属;菌根菌套的疏水性作用。在研究外生菌根抗重金属毒害机理的基础上,提出了该领域今后的研究前景。     

铜胁迫下4种外生菌根真菌的耐受性比较

外生菌根对重金属具有较强的耐受性,通过生物固定对重金属污染土壤有一定修复能力。本试验选择4种外生菌根真菌红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)、双色蜡蘑(Laccaria bicolor)、铆钉菇(Gomphidius viscidus)和彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius)进行离体培养,通过分析不同浓度铜(0、10、25、35、50和90 mg/L)胁迫下外生菌根真菌生长、铜积累和分泌耐热蛋白的变化,以探索4种外生菌根真菌的重金属耐受性及其机制。研究结果发现,铜胁迫处理组X.chrysenteron、P.tinctorius的菌丝干重比对照组分别仅减少7.8%~33.6%、0.2%~11.5%,而单位菌丝铜积累量显著低于L.bicolor和G.viscidus(P0.05),在生长方面表现出对过量铜胁迫的较强耐受性;从单位菌丝耐热蛋白分泌量来看,G.visciduss(X.chrysenteron,P.tinctorius)L.bicolor,但由于X.chrysenteron、P.tinctorius生物量干重较大,耐热蛋白分泌总量足够多,从而降低培养环境中的Cu2+,X.chrysenteron、P.tinctorius通过分泌耐热蛋白耐受铜胁迫能力更强;通过SDS-PAGE图谱发现铜胁迫诱导X.chrysenteron、G.viscidus和L.bicolor分泌出分子量在31~43 k D之间的多种新耐热蛋白成分。     

庐山外生菌根真菌的分布

早在一个世纪以前,人们就发现自然界中许多高等植物与真菌存在共生关系,并把这种共生体叫做菌根（Ｍｙｃｏｒｒｈｉｚａ）,最常见的菌根分为内生菌根（Ｅｎｄｏｔｒｏｐｈｉｃｍｙｃｏｒｒｈｉｚａ）和外生菌根（Ｅｎｔｏｔｒｏｐｈｉｃｍｙｃｏｒｒｈｉｚａ）。据Ｔｒｐｐｅ的调查［１］,能够形成菌根的真菌很多,与木本植物形成外生菌根的真菌多属于伞菌、多孔菌、腹菌等计有１１目３０科９０多个属;在植物界除了水生植物和极少数陆生植物种属外都能形成菌根。我国已报道能形成外生菌根的真菌约２８个科６３个属［２．４］。庐山是…     

温度、pH及干旱胁迫对沙地樟子松外生菌根菌生长影响

通过对采集于沙地樟子松人工林内的3种外生菌根真菌（牛肝菌Boletus sp.、乳菇Lactariussp.、高环柄菇Macrolepiota procera）进行纯培养,在不同温度、pH值和PEG模拟干旱胁迫条件下,观测了外生菌根菌的生长发育状况.结果表明,3种外生菌根菌生物量在不同pH范围（3～7）内存在着显著差异（P＜0.05）;在低于5℃和高于37℃时,3种外生菌根菌均不能生长,其最适生长温度分别为：牛肝菌,25℃高环柄菇,25～28℃,乳菇,25～30℃;在低浓度PEG胁迫处理条件下（10%,-0.20MPa）,3种外生菌根菌的生长均有所增加,当PEG胁迫达到30%（-1.53 MPa）时,3种外生菌根菌的生长均受到抑制.与上述结果比较,沙地樟子松人工林地土壤的实际pH值在外生菌根菌的最适生长范围内;林地最高气温值远远超过3种外生菌根菌的最适生长值的时间在每年的生长季都会出现;在极端干旱年份（如1996年）,林地土壤的实际含水量在生长季节（5～9月）远远低于抑制外生菌根菌生长的土壤含水量,可能影响到外生菌根菌的生存.因此,可以推断,沙地樟子松人工林地的外生菌根菌的生长与发育,在干旱胁迫及高温作用下受到很大程度的影响,如果仅从微生物角度分析,外生菌根菌在干旱和高温条件下不能生长或已经死亡是导致沙地樟子松人工林衰退的一个原因.     

过量钠盐胁迫对3种外生菌根真菌生长和钠元素积累的影响*

通过测定3种外生菌根真菌-美味牛肝菌(Boletus edulis)、红绒盖牛肝(Xerocomus chtysenterort)和铆钉菇(Gomphidius viscidus)在Na2SO4和NaCl处理下的菌斑增长特性、生物量积累和菌丝中钠元素积累量显示,2种盐都没有影响菌丝的生长模式。但在0．1mol／L浓度下,NaCl显抑制了X．chrysertterort和G．viscidus的干重增长;在Na2SO4处理下,X．chrysenteron生物增长量比对照显增加,G．viscidus则降低,而2种盐处理对B．edtdis的生物量积累没有显影响。3供试菌种在2种盐处理下,其对钠元素的吸收和积累量差异显。NaCl处理下,X．chtysenteron菌丝积累的钠量最多,而在Na2SO4条件下,B．edulis菌丝中钠积累量显高于其他2菌种。     

乳菇属真菌与松属植物形成的外生菌根

描述了两种乳菇属真菌在湿地松上形成菌根的形态学和组织学特征,结果表明两种真菌形成菌根在形态学和组织学上基本相似,其区别在菌根的颜色及受伤后产生的乳汁颜色,与文献报道的该属真菌形成的菌根的形态特征比较,表明具有乳汁菌丝是本属真菌形成菌根的共同特征,根据目前已有资料给出了乳菇属真菌所形成菌根的检索表。     

几种外生菌根真菌培养特性的研究

对 4种外生菌根真菌的培养特性进行了研究。结果表明 ,PDMA和PD培养基是培养外生菌根真菌的较适合的培养基 ;木屑、麸皮、米糠、玉米粉、蛭石是培养菌根菌菌剂的较适宜的基质 ;用MMN营养液拌料以及适宜的水分供给都有利于外生菌根真菌的生长。     

辽东栎幼苗的外生菌根合成

 在温室花盆中播种辽东栎（Quercus liaotungensis）种子获得辽东栎幼苗,并对幼苗接种外生菌根真菌进行菌根合成试验。所用的外生菌根真菌有：铆钉菇（Gomphidius viscidus）、臭红菇（Russula foetens）、厚环乳牛肝菌（Suillus grevillei）、褐环乳牛肝菌（S. luteus）、彩色豆马勃（Pisolithus tinctorius）、美味牛肝菌（Boletus edulis）、赭丝膜菌（Cortinarius russus）、土生空团菌（Cenococ     

酸雨引起森林生态系统钙流失研究进展

酸雨作为一个全球性环境问题,随着我国经济的快速发展,其危害也日益严重。诸多长期观测研究认为酸雨导致森林生态系统营养流失,特别是Ca的流失是酸雨导致森林衰退的一个重要原因。长期酸雨影响下,土壤中的Ca大量流失,在红壤等酸性土壤中表现得尤为严重;此外酸雨也会直接淋溶出植物叶片中的Ca,造成林冠中Ca不同程度的淋溶流失,并可能造成叶片Ca含量下降。且酸雨会导致叶片细胞内Ca稳态的失衡,影响植物的正常生理响应。对于整个森林生态系统而言,酸雨改变了生态系统中Ca生物地球化学循环的特征,大量的Ca从森林生态系统中以地表径流的形式流出系统,导致可利用Ca库的下降和周转速率的上升。酸雨对森林土壤、植物及生态系统各层面中的Ca均造成了长期广泛的影响,深入研究其影响程度与植物的应对机制,对我国酸雨危害区的酸雨防治和森林保育具有重大意义。     

茉莉酸在植物抗逆性中的研究进展

茉莉酸(jasmonic acid, JA)是一种植物内源合成的脂类激素，在植物响应胁迫的调控中发挥着重要作用。本文概括了JA的生物合成与代谢途径及其调控机制；总结了JA信号的传导通路；系统归纳了JA在植物响应生物和非生物胁迫应答中的作用机制和调控网络，重点关注了最新的研究进展。此外，本文梳理了JA与其他植物激素在植物抗逆性调节过程中的信号交流。最后讨论了JA信号通路介导的植物抗逆性研究中亟待解决的问题，并展望了新的分子生物学技术在调控JA信号通路增强作物抗性中的应用前景，以期为植物的抗逆性研究和改良提供参考。     

三类抗性种子萌发对酸雨胁迫响应

实验采用 p H2 .0、2 .5、3.0、3.5、4 .0、5 .0模拟酸雨处理培养皿中的水稻 (Oryza sativa)、小麦 (Triticum aestivum)、油菜(Brassica chinensis var. oleifera) 3类抗性种子 ,每皿 5 0粒 ,置恒温培养箱内萌发 (2 5℃ ) ,每天更换 1次酸雨 ,处理与对照均 3次重复。定时测定酸雨胁迫强度、胁迫时间对种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、异状发芽率 ,吸水值、呼吸速率、贮藏物质运转效率、贮藏物质消耗率、根长抑制指数与芽长抑制指数的影响。结果表明 ,当酸雨胁迫强度 p H=2 .0～ 2 .5时 ,因胁迫强度过高 ,3类抗性种子皆不萌发 ;胁迫强度 p H≥ 3.0时 ,3类抗性种子 5项萌发指标的变幅是水稻 <小麦 <油菜 ;酸雨伤害阈值是水稻 (p H3.0～ 3.5 ) <小麦 (p H3.5～ 4 .0 ) <油菜 (p H4 .0～ 5 .0 ) ;当胁迫强度 (p H)≥ 2 .5时 ,3类抗性种子 6项生理指标的变幅是水稻 <小麦 <油菜 ,其生理反应阈值 (p H≥ 2 .0 ) <萌发反应阈值 (p H≥ 3.0 ) ;3类抗性种子贮藏物质消耗率、贮藏物质运转率 ,根长抑制指数及芽长抑制指数对酸雨胁迫时间的响应 (组间达到差异显著水平 )时间是 :水稻 (7d、7d,3d、3d)≥小麦 (6 d、6 d,3d、3d)≥油菜 (3d、4 d,3d、3d) ;3类抗性种子对酸雨胁迫强度与胁迫时间的耐受性差异 (     

酸雨胁迫对苦槠幼苗气体交换与叶绿素荧光的影响

常绿阔叶树苦槠(Castanopsis sclerophylla)是亚热带地带性顶极群落的建群种之一, 在区域森林资源保护和可持续利用方面具有重要的地位。在该区域日益严重的酸雨胁迫下, 研究其对于胁迫的生理生态响应具有重要的理论价值和实践意义。该文以苦槠幼苗为研究材料, 研究了酸雨胁迫对苦槠幼苗光合生理的影响。结果表明: (1)短时间内, pH 2.5处理下的幼苗叶绿素相对含量最低, 且与pH 5.6处理下的存在显著性差异(p < 0.05); 经过一段时间处理后, pH 4.0处理下的叶绿素相对含量最高, 表明低浓度的酸雨会促进叶绿素相对含量的增加。(2) 2007年4月, 光合速率(P_n)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ的潜在活性(F_v/F₀)在不同酸雨浓度处理下基本无变化。随着酸雨处理时间的延长, pH 2.5处理下的P_n、光饱和点、光补偿点和暗呼吸速率有显著降低, 且与pH 5.6处理下的存在显著性差异(p < 0.05)。pH 2.5处理组与pH 5.6处理组之间的F_v/F_m和F_v/F₀差异性逐渐减小。表观量子效率和气孔导度变化规律不明显。综合来说, 酸雨处理前期, 高浓度的酸雨胁迫对苦槠幼苗叶绿素相对含量、光合生理参数有显著影响, 但随着酸雨处理时间的增加, 酸雨胁迫对苦槠幼苗的影响逐渐减小, 表明其对外界不良环境具有一定的抵御能力和适应能力。     

外源水杨酸对酸雨胁迫后龙眼幼苗生理特性恢复的影响

以龙眼幼苗为材料,研究酸雨胁迫(pH 3.0)后不同浓度外源水杨酸(0、0.1、0.5、1.0和2.0 mmol·L-1)对龙眼幼苗生理特性的影响.结果表明:酸雨胁迫后龙眼幼苗叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低,叶绿素、蛋白质和可溶性糖含量下降,丙二醛含量升高,龙眼幼苗显示出毒害效应.0.1 ～1.0mmol·L-1外源水杨酸显著提高龙眼幼苗叶绿素、可溶性糖和蛋白质的含量,增强SOD、POD和CAT活性,降低丙二醛含量,减少幼苗所受氧化伤害的程度;其中0.5 mmol· L-1水杨酸处理效果最好,叶绿素、可溶性糖和蛋白质的含量分别比单独酸雨胁迫处理植株增加了62％、105％和177％,SOD、POD和CAT活性分别提高144％、440％和132％,丙二醛含量降低了35％;而2.0 mmol·L-1水杨酸却起到相反的作用.可见,低浓度水杨酸(0.1～1.0 mmol·L-1)能通过刺激龙眼抗氧化酶活性,减轻氧化胁迫,缓解酸雨胁迫后的毒害作用,而高浓度水杨酸(2.0 mmol·L-1)对龙眼幼苗的缓解作用下降.     

利用蛋白质组学技术揭示的植物高温胁迫响应机制

高温是限制植物生长和产量的主要非生物胁迫因子.近年来,蛋白质组学研究为我们从系统生物学水平深入认识植物高温胁迫应答的复杂的分子机制提供了重要信息.目前,已经分析了模式植物拟南芥、主要粮食作物(大豆、水稻和小麦)、耐热植物(匍匐剪股颖、马齿苋、假虎刺),以及野生毛葡萄、胡杨、苜蓿、半夏等应答高温胁迫过程中的蛋白质组变化特征.这些研究共鉴定到838种响应高温胁迫的蛋白质,其中534种蛋白质表达受到高温诱导,304种蛋白质表达受到抑制.本文整合分析了上述植物在应对不同程度高温胁迫(30～45 ℃处理0～10 d)时蛋白质表达模式的变化特征,为解释高温胁迫应答网络体系中重要的信号与代谢通路(如：信号转导、胁迫防御、糖类与能量代谢、光合作用、转录、蛋白质合成与命运、膜与转运等)的变化提供了证据和线索,为深入认识植物应答高温胁迫的分子调控机制奠定了坚实的基础.     

模拟酸雨对绿豆、玉米生理生态特性的影响

探讨了模拟酸雨对绿豆、玉米的影响．结果表明,叶绿素含量、叶绿素ａ／ｂ值、叶片活力、叶汁ＰＨ、土壤ｐＨ与模拟酸雨ｐＨ值呈正相关;相对电导率、ＰＯＤ活性和脯氨酸含量与模拟酸雨ｐＨ呈负相关;ＳＯＤ活性随模拟酸雨ｐＨ减小而下降．     

模拟酸雨对乐东拟单性木兰幼苗部分生理指标的影响

采用盆栽法,研究了不同pH值的模拟酸雨胁迫对乐东拟单性木兰（Paramecia lotungensis）叶片膜损伤、抗氧化酶活性、叶绿素（Chl）含量以及气体交换参数等的变化。结果表明：在模拟酸雨胁迫下,幼苗叶片膜透性和丙二醛（MDA）含量显著增加,且两者呈现显著正相关;过氧化氢酶（CAT）活性逐渐下降,超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物（POD）活性逐渐或急剧上升;Chl含量明显下降;净光合速率（Pn）、气孔导度（Ga）、蒸腾速率（Tt）、水分利用效率（WUE）和气孔限制值（La）等指标均呈下降趋势,而胞间CO2浓度（Ci）却表现为上升趋势。表明酸雨诱导了活性氧生成,使抗氧化酶系统失调,造成活性氧产生和清除之间的不平衡,从而加速膜脂过氧化作用,破坏膜透性,降解叶绿素,导致光合作用下降。