过量铜、锌对外生菌根菌牛乳牛肝菌生物量、呼吸和糖酵解酶活性的影响

在过量铜或锌胁迫下,独立培养的外生菌根菌牛乳牛肝菌（Suillus bovinus)的生长和生理活动都受到影响。在添加不同浓度水平的铜或锌的培养基中,菌丝斑直径增长与对照相比显著减小。4周后,菌丝生物量与铜、锌处理浓度呈负指数关系,对菌丝的半致死浓度分别为铜6.5mg/L和锌120mg/L。取半致死浓度和4倍半致死浓度的铜,1/4半致死浓度和半致死浓度的锌处理菌丝,其呼吸强度表现为下降趋势,且已糖激酶和磷酸果糖激酶活性随营养液中铜或锌的增加而降低,丙酮酸激酶活性则随铜或锌浓度的增加而增加,生长在高处理浓度的铜、锌营养液中,已糖激酶和磷酸果糖激酶两种关键酶活性受到抑制,使菌丝的生长和呼吸都受到显著抑制,然而,在相对较低浓度锌50mg/L处理下,生物量、呼吸强度和糖酵解关键酶活性变化不显著,说明S.bovinus的菌丝对锌不敏感。     

过量铜对4种外生菌根真菌的生长、碳氮和铜积累的影响

为了了解外生菌根真菌在过量铜胁迫下的生长和物质积累特点,揭示外生菌根真菌对过量铜胁迫的抵抗能力,研究了四种外生菌根真菌—美味牛肝菌(Boletus edulis)、铆钉菇(Gomphidius viscidus)、厚环乳牛肝菌(Suillus grevillei)和红绒盖牛肝(Xerocomus chrysenteron)在过量铜胁迫条件下菌丝中铜积累量、菌丝生长特性以及碳氮积累速率。四种测试菌种菌丝中的铜积累量,随营养液中铜浓度的增加而增加,在46mg/L铜培养基下生长15d,四种菌种菌丝内铜浓度分别是对照的40～60倍。B.edulis和X.chrysenteron菌丝中铜浓度与培养基中铜浓度呈直线相关,S.grevillei和G.viscidus为指数相关。菌丝在铜胁迫下依然呈S曲线增长,但初始生长推迟,指数增长期比对照晚1～2d。菌丝生物量和碳氮积累随铜浓度增加而显著降低。综合所有试验结果显示,四种测试菌种对过量铜的抗性强度为：B.edulis＞G.viscidus＞S.grevillei＞X.chrysenteron。     

多生菌根菌接种马尾松和相思树幼苗的研究

以外生菌根菌Ｘｅｒｏｃｏｍｕｓ ｃｈｒｙｓｅｎｔｅｒｏｎ接种相思树与马尾松幼苗,不来菌栽培,植株生长指档和生理特性测定,都优于对照,以外生菌根菌Ｃａｌｖａｔｉａ ｌｉｌａｃｉｎａ加ＶＡ菌根菌Ｇｌｏｍｕｓ ｅｐｉｇａｍｕｓ双接种于相思树功苗,来菌栽培,植株含Ｎ量和脯氨酸等含量优于ＶＡ菌根菌单接种的效果,幼根切片观察到接种的外生菌根菌进入根皮层。细胞间隙,原有菌根的发育和结构状况有所改变。     

铝对外生菌根真菌营养元素吸收和酶活性的影响

以褐环乳牛肝菌Suillus luteus (Sl)、乳牛肝菌Suillus bovines (Sb)、琥珀乳牛肝菌Suillus placidus (Sp)为供试菌株,采用液体培养法,分析不同浓度Al³⁺ (0、0.2、0.4、0.8、1.2和1.6 mmol·L^–1)处理对3种外生菌根真菌生物量、pH、养分吸收、抗氧化酶活性、MDA含量的影响,探讨外生菌根真菌耐铝机制。结果表明,铝处理显著增加3种菌株生物量、P含量和Al含量,降低培养液中pH。当Al³⁺浓度为0.8 mmol·L^–1时,菌株生物量增幅最大,各浓度Al³⁺处理的3种菌株Al含量为Sp＞Sb＞Sl;K含量随Al³⁺浓度增加呈先上升后下降的趋势,低浓度Al³⁺(≤0.4 mmol·L^–1)显著促进Sl菌株中N元素的积累,0.4 mmol·L^–1 Al³⁺处理菌株N含量较无铝处理增加42.65%。铝处理还显著降低菌株POD和SOD活性,增加菌株MDA含量。菌株生物量与菌丝N、P、K含量呈极显著正相关(P＜0.01),其中与P含量相关性最高(r=0.635)。综上,环境中Al³⁺浓度是影响外生菌根真菌吸收铝的关键因素,在一定Al³⁺浓度下,外生菌根真菌通过增加对营养元素N、P、K的吸收,提高菌丝酶活性,降低MDA含量以缓解铝毒害,增强其在铝胁迫下的生存能力。该研究为筛选抗(耐)铝性强的优良菌株提供理论依据。     

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。     

红皮云杉外生菌根菌对苗木生长的影响

2000年8～10月自大兴安岭新林林业局和兴隆林业局采集各种林型下的伞菌担子果,进行分离培养、纯化,获得36个菌株。经对红皮云杉室内接种试验获得6个可与红皮云杉共生形成外生菌根的菌株。室内接种试验结果表明,在红皮云杉播种苗上接种菌根菌的时期应在出苗后30d左右。菌根形成的适宜温度为20℃左右。筛选得到的6个菌株对红皮云杉幼苗的生长有明显的促进作用。接种林地菇(Agaricus silvaticus)、031和L15菌株的苗木叶绿素a含量明显高于其他菌株和对照;接种009、004、林地菇和L15菌株的苗木叶绿素b含量也明显高于其他菌株和对照;接种林地菇、L15、031、009和025菌株的苗木与对照苗木在重量上差异显著;其中接种林地菇和L15菌株的苗木比对照苗木分别增加了19.23%和23.08%;接种6个菌株的苗木与对照苗木高度比较差异非常显著,接种林地菇和L15菌株的苗木与对照相比分别增加17.83%和16.37%。室外接种结果表明,接种林地菇的苗木高生长最好,接种70d高于对照9.24%;接种菌株L15的苗木地径生长最好,接种70d高于对照9.92%;接种菌株009的苗木侧根数最多,接种70d高于对照51.91%;接种菌株009的苗木主根最长,接种70d高于对照3.36%;而接种菌株031的苗木全株感染菌根率最高,接种70d高于对照13.90%;接种菌株031的苗木光合作用最强,高于对照20.02%。从几项主要的指标综合来看,菌株L15、菌株009和菌株031是有潜在研究和应用价值的优良菌株。     

汞对外生菌根真菌氮素利用酶活性的影响

在含有0、5、50和150μmol/L Hg2+的液体培养基中培养土生空团菌Cenococcum geophilum Fr.菌株Cg SIV、彩色豆马勃Pisolithus tinctorius(Pers.)Coker et Couch菌株Pt715、松乳菇Lactarius sp.菌株Ld-1和Ld-3,研究汞对外生菌根真菌生长和氮素利用酶活性的影响。结果表明,汞对外生菌根真菌生长有不同程度的抑制作用,其中Cg SIV生物量降幅最小,在高汞浓度的培养基中生物量仅比对照减少9.7%,具有较高的耐汞性。供试菌株均能合成蛋白酶、几丁质酶、脲酶和硝酸还原酶,但不同菌株之间酶活性差异显著。说明外生菌根真菌既有益于寄主植物利用氮源的多样性,又具有对不同氮源的偏嗜性。汞对外生菌根真菌氮素利用酶活性的影响因菌株、酶类和汞浓度的不同而异,原因可能是不同菌株遗传特性的差异,使其在汞胁迫条件下产酶量不同,并表达对汞敏感性不同的等位酶。此外,低浓度(5μmol Hg2+/L)~中浓度(50μmol Hg2+/L)的汞提高或不影响氮素利用酶的活性,对外生菌根真菌氮素利用能力应无抑制作用。在正常和汞胁迫条件下,Pt715和Ld-3的蛋白酶、脲酶、硝酸还原酶和几丁质酶的活性均最高,表现出较强的氮素利用能力。推断在汞污染的土壤上种植桉树和松树,接种Pt715和Ld-3可能改善寄主植物的氮素营养。     

干旱胁迫下外生菌根菌对山新杨幼苗生物量、渗透调节物质和抗氧化酶的影响

以山新杨(Populus davidiana×P. bolleana)幼苗为研究材料,分别接种褐环乳牛肝菌Suillu luteus和卷边桩菇Paxillusinvolutus2种外生菌根菌(ECMF),采用盆栽控水法,研究不同干旱胁迫对山新杨幼苗生长及抗旱性的影响。结果表明,山新杨幼苗接种2种ECMF,在正常水分和干旱下均能显著提高苗木的苗高、地径和叶片相对含水量;渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸的含量也显著高于未接菌的对照组(P<0.05)。接种2种ECMF对抗氧化酶,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性也有很大影响,在正常水分下降低了SOD和POD的活性,到轻度干旱时便提高三者活性,差异显著(P<0.05)。接种2种ECMF,在正常水分和干旱下均能显著降低H2O2和O2-·以及MDA的含量(P<0.05)。在试验过程中,接种S.luteus处理和接种P.involutus处理相比,不论是侵染率,还是后续对山新杨幼苗生长及抗旱性的提高,都展现出更加优秀的效果。研究表明,在干旱胁迫下,接种ECMF能够提高山新杨幼苗的...     

钾对外生菌根真菌的分泌作用及氮、磷、钾含量的影响

用无钾、低钾、中钾和高钾的液体培养基培养外生菌根真菌14～21d,随着钾离子浓度的降低,外生菌根真菌分泌H^ 和草酸的速率提高。由于H^ 能取代2：1型粘粒矿物品层和晶格内的钾,草酸能络合矿物中的Fe,Al离子,促进Al-O八面体风化,推测菌根真菌和菌根活化土壤无效钾的能力在低钾时较强,在高钾时较弱。在外生菌根真菌分泌的H^ 中,草酸电离可能不是它们的主要来源,而是一些目前尚未知道的有机酸。此外,液体培养基中的钾离子不同程度地影响外生菌根真菌体内的氮、磷、钾含量,看来环境中的钾离子供应影响了真菌菌丝对养分的吸收。     

氮沉降对外生菌根真菌的影响

综述了国外氮沉降对外生菌根真菌的影响研究现状 ,主要从菌根形成、形态 (菌丝体、菌根 )变化、子实体生产力和外生菌根真菌群落结构等方面对氮沉降的响应进行了综述 ,并初步探讨了氮饱和的临界负荷。研究表明 ,过量氮沉降会给外生菌根真菌在以下几个方面带来负影响 :(1)影响外生菌根真菌与寄主植物之间的养分分配和循环 ;(2 )降低子实体生产力 ;(3)减少菌丝 ;(4 )降低菌根量及其活力 ;(5 )降低外生菌根真菌丰富度 ;(6 )改变外生菌根真菌群落结构组成 ;(7)降低外生菌根真菌群落功能。还指出了未来该方面研究重点和方向     

Effects of monovalent cations on phosphate accumulation and storage of the ectomycorrhizal fungus Suillus bovinus

Comparative in vivo ³¹P-NMR studies of the fungus Suillus bovinus (L.: Fr.) O. Kuntze in pure culture have produced interesting new data. To investigate the response of phosphate metabolism to a change in external monovalent cations, samples were exposed to a Hoagland solution containing different monovalent cations Li⁺, Na⁺, K⁺, or Rb⁺ at 10 mM concentration. A method of nutrient cycling during analysis where the cation was changed and the phosphate kept constant allowed us to determine the kinetics of phosphate accumulation, storage and incorporation into polyphosphate following exposure to the range of test cations. Different external monovalent cations had different effects upon changes in the content of both phosphate and polyphosphate. Treatment with Li⁺, Na⁺, or Rb⁺ resulted in a change in phosphate accumulation to 60, 73, and 107% and in content of the intracellular mobile polyphosphate (polyP) to 119, 112, and 94%, respectively, compared with the control taken as 100%. The effect of each cation is related to its position in the periodic table. Reversing this process, i.e., exchanging with K⁺, returned phosphate metabolism to normal. Although, the increase in depolarization of the cell membrane should affect the internal pH, fungal metabolism using energy requiring mechanisms appeared necessary to maintain the intracellular pH. Thus, increasing contents of mobile polyP were the consequence of an increasing energy demand. On the other hand, the increasing depolarization of the cell membrane following the sequence Rb⁺ < K⁺ < Na⁺ < Li⁺ inhibited the net P_i accumulation. Furthermore, it is postulated that the P_i accumulation was also regulated by the intracellular content in polyP.     

重金属Cd、Zn、Cu、Pb对土壤微生物和酶活性的影响

采用室内培养实验(25℃),研究了不同培养时间下重金属Cd、Zn、Cu、Pb(浓度分别为50,800,400,800mg.kg-1)污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性随着培养时间的增加而显著下降,在培养20d的时候达到最小值,然后酶活性缓慢升高。Cu对脲酶活性以及Cd对酸性磷酸酶和脲酶活性的抑制作用随时间增加而增加。土壤微生物生物量碳、细菌、真菌和放线菌数量随培养时间的增加均表现出先降低后升高的变化趋势。Cd和Cu对微生物生物量氮的抑制作用则随着培养时间的增加而增强,在培养30d时微生物生物量氮到达最低值,分别较培养10天减少了12.6%和16.5%。     

供锌水平对寒地春玉米幼苗抗氧化酶活性等生理特性的影响

本试验选用不同耐锌玉米品种,采用营养液水培,研究不同锌浓度对玉米株高、地上部干重、根干重及SOD、POD、TTC、硝酸还原酶活性、细胞膜透性的影响。结果表明：耐锌品种‘牡单九’的适宜锌浓度为0．1μmol．L-1,锌敏感品种‘四单十九’的适宜锌浓度为1μmol．L-1。不同锌浓度对玉米生长的影响主要表现在地上部,而对地下部生长影响较小。随着锌浓度的升高,SOD和POD的活性增大。当锌浓度为0．1μmol．L-1时根系活力最高,在锌浓度大于1μmol．L-1时,根系活力下降较明显。硝酸还原酶活性在锌浓度大于0．01μmol．L-1时,随着锌浓度升高而降低。在锌浓度为1μmol．L-1时,细胞膜透性最小,低锌和高锌胁迫下细胞膜透性都有不同程度的增加。     

油松根际外生菌根真菌龟裂秃马勃的分离鉴定及培养

该研究采用组织分离法对黄土高原子午岭林区连家砭林场油松根际外生菌根真菌进行了分离,并采用ITS序列对分离的真菌进行鉴定,研究了菌根真菌的培养条件,为菌剂的生产奠定基础。结果表明:子午岭林区油松根际分离培养出的真菌为龟裂秃马勃(Handkea utriformis),能够与油松形成外生菌根。采用MMN培养基为基础培养基,纯培养条件下,龟裂秃马勃生长的最适pH为6.0,最适温度为25℃。以蔗糖为唯一碳源的培养基中龟裂秃马勃生长速度最快,其次是麦芽糖和葡萄糖,生长最慢的为乳糖,在以几丁质和碳酸氢钠为碳源的培养基上不生长。有机氮源中,对脯氨酸为唯一氮源的利用能力最好,其次是酪蛋白,尿素最差;无机氮源中,以磷酸氢二铵为唯一氮源时生长最好,其次是硝酸钙,最差为酒石酸铵。该研究首次报道了黄土高原子午岭林区外生菌根真菌龟裂秃马勃,并初步确定了其最佳培养条件。     

施锌对石灰性褐土上小白菜光合作用及保护酶活性的影响

通过田间试验的方法,采用30(低锌)、75(中锌)和120kg/hm2ZnSO4(高锌)3个施锌水平,研究施锌对山西省石灰性褐土上小白菜叶片叶绿素含量、净光合速率、硝酸还原酶(NR)活性、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明:随着施锌量的提高,小白菜叶片各叶绿素组分含量、总叶绿素含量、净光合速率和NR活性均呈先升后降的变化趋势,并均以中锌处理最大,且中、高锌处理显著高于对照(不施锌);小白菜叶片过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性也呈先升后降的趋势,而超氧化物歧化酶(SOD)活性持续增加,CAT、POD和SOD活性分别在低锌、中锌和高锌处理时达到最大值,所有施锌处理的3种保护酶活性均显著高于缺锌对照;各处理小白菜叶片MDA含量随着施锌量增大而逐渐降低,且所有施锌处理均显著低于缺锌对照.研究发现,施锌能有效增强石灰性褐土上小白菜叶片光合能力和氮同化能力,显著提高其抗氧化酶系活性,并以75kg/hm2ZnSO4效果最佳.     

Influence of Soil Chemistry and Plant Physiology in the Phytoremediation of Cu,Mn, and Zn

Different anthropogenic sources of metals can result from agricultural, industrial, military, mining and urban activities that contribute to environmental pollution. Plants can be grown for phytoremediation to remove or stabilize contaminants in water and soil. Copper (Cu), manganese (Mn) and zinc (Zn) are trace essential metals for plants, although their role in homeostasis in plants must be strictly regulated to avoid toxicity. In this review, we summarize the processes involved in the bioavailability, uptake, transport and storage of Cu, Mn and Zn in plants. The efficiency of phytoremediation depends on several factors including metal bioavailability and plant uptake, translocation and tolerance mechanisms. Soil parameters, such as clay fraction, organic matter content, oxidation state, pH, redox potential, aeration, and the presence of specific organisms, play fundamental roles in the uptake of trace essential metals. Key processes in the metal homeostasis network in plants have been identified. Membrane transporters involved in the acquisition, transport and storage of trace essential metals are reviewed. Recent advances in understanding the biochemical and molecular mechanisms of Cu, Mn and Zn hyperaccumulation are described. The use of plant-bacteria associations, plant-fungi associations and genetic engineering has opened a new range of opportunities to improve the efficiency of phytoremediation. The main directions for future research are proposed from the investigation of published results.     

Effect of long term cropping on availability of Cu,Mn and Zn in soil following clearing of a boreal forest

Temporal changes in labile soil Cu, Mn and Zn were measured for up to 23 years after conversion of a boreal forest to the following crop production systems: (i) continuous barley, (ii) continuous legume and (iii) continuous bromegrass for hay, and (iv) barley/legume-bromegrass hay rotation. Decreases in labile Mn and Zn were greater than can be accounted for by crop offtake except for the continuous grass treatment. Some Mn and Zn was probably converted to less labile forms due mostly to reduction in soil organic matter associated with soil cultivation and some cropping systems. Labile copper was increased slightly with time under agriculture.     

微囊藻毒素对油菜幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

以'秦优9号'油菜为材料,研究不同浓度藻毒素(MC)对油菜种子萌发和幼苗生长、叶绿素含量和抗氧化酶活性的影响,以及并对MC-LR和-RR在幼苗体内的积累进行分析.结果表明:仅5 000 ng/mL MC处理的油菜种子发芽率和发芽势显著低于对照和其余浓度处理,而其他处理及对照间无显著差异;在高浓度(1 000～5 000 ng/mL)MC处理下,幼苗出现植株矮化、叶片呈黄褐色、叶面积减小,以及主根变短、变粗且根系呈现黄褐色等毒害症状;叶绿素含量随着藻毒素浓度的递增表现为先上升后下降趋势;MC对SOD活性具有抑制作用,但对POD的活性具有促进作用,CAT活性随MC浓度的增加表现为先上升后下降的趋势;单位鲜重幼苗体内MC-LR和-RR含量随MC处理浓度的升高而增加,但MC-LR和-RR的积累率随MC浓度的增加而减小.研究发现,高浓度微囊藻毒素能显著抑制油菜幼苗生长,同时显著改变其体内保护酶活性,且MC可被油菜植株吸收并在其体内积累.