丛枝菌根真菌在内的土壤真菌对入侵植物紫茎泽兰的正反馈:证据来自野外实验(英文)

【背景】包括紫茎泽兰在内的许多外来植物都能够与新入侵生境的丛枝菌根真菌(AMF)形成互利共生,因此菌根真菌如何调节外来植物种的入侵是当前亟待研究的问题。【方法】测定了紫茎泽兰入侵不同阶段(紫茎泽兰呈零星丛状分布于本地植物群落中[部分入侵生境]及紫茎泽兰单优群落形成期[入侵生境])的土壤化学性状,而后通过野外试验,采用杀真菌剂处理,研究了包括AMF在内的土壤真菌对紫茎泽兰入侵的反馈作用。【结果】紫茎泽兰入侵改变了土壤化学性状。施用杀真菌剂降低了紫茎泽兰叶面积、叶片碳、氮、磷、和δ13C含量。【结论与意义】综合分析发现,在紫茎泽兰与本地植物混生群落中,土壤真菌能够增加紫茎泽兰叶片碳和δ13C含量,但是不能提高紫茎泽兰的光合作用,表明碳和δ13C含量的提高,不是光合作用的结果,而是通过其他机制实现的。因此可以得出,在部分入侵生境中,碳从土壤或临近植物经由菌丝网向紫茎泽兰转移。紫茎泽兰入侵不同阶段土壤养分的变化利于紫茎泽兰种群建立,同时利于紫茎泽兰借助真菌(尤其是AMF)从土壤或临近植物转移碳,促进种群扩散,这可能是紫茎泽兰入侵的机制之一。     

外来植物紫茎泽兰入侵对土壤理化性质及丛枝菌根真菌(AMF)群落的影响

为了揭示外来植物紫茎泽兰入侵对入侵地土壤丛枝菌根真菌(AMF)群落及相关肥力的影响,比较测定了紫茎泽兰不同入侵程度土壤理化性质、AMF侵染率及AMF群落的差异。结果表明,紫茎泽兰入侵降低了土壤pH,使土壤中有机碳、全氮和速效钾含量分别增加83.0%,106.9%和111.0%;尽管对全磷含量没有显著影响,但有机磷含量呈升高的趋势,而速效磷呈降低的趋势。紫茎泽兰入侵降低了本地植物的AMF侵染率;随着入侵程度的加深,土壤中以膨胀无梗囊霉(Acauospora dilatata)为优势种的AMF群落结构逐渐转变为以近明球囊霉(Glomus claroideum )为优势种的结构,紫茎泽兰可在其根周选择培育近明球囊霉,而对其它AMF种,特别是对膨胀无梗囊霉则存在抑制作用;基于各AMF种多度的聚类分析表明,形成紫茎泽兰单优群落土壤中各AMF种多度与未入侵的本地植物群落及入侵程度较轻的紫茎泽兰与本地植物群落之间存在明显分歧。综合分析推断认为,紫茎法兰入侵改变了入侵地土壤理化性状,抑制AMF对土著植物的侵染,改变AMF群落,并在其根周选择培育近明球囊霉,这可能是紫茎泽兰入侵及扩张的重要途径之一。     

丛枝菌根真菌对紫茎泽兰生长与繁殖的影响

【目的】紫茎泽兰是一种世界性的恶性入侵杂草,侵入我国后迅速扩散至多个省市,严重阻碍了当地农、林、牧业的发展。研究丛枝菌根真菌对紫茎泽兰生长和繁殖的影响,解析土壤中丛枝菌根真菌在紫茎泽兰入侵、传播和扩散过程中的作用,能为开展紫茎泽兰防控工作提供参考。【方法】通过盆栽实验,测定接种丛枝菌根真菌的紫茎泽兰株高、叶片数、总叶面积、节间距、地径,并统计单株花序数、单花序种子量、种子量、种子千粒重、含水率、发芽率、发芽势、发芽指数等。【结果】丛枝菌根真菌对紫茎泽兰的株高、地径有极显著影响(P0.01),接种丛枝菌根真菌后,紫茎泽兰的单株花序数、单花序种子数、总种子量分别增加了5.03、1.51、7.64倍;种子的长度、宽度、含水率、发芽率、发芽势、发芽指数分别增加了15.24%、23.08%、19.46%、29.22%、391.01%、183.56%(P0.05)。【结论】丛枝菌根真菌可显著促进紫茎泽兰生长,控制丛枝菌根真菌的数量可有效抑制紫茎泽兰生长,并抑制紫茎泽兰花序数、种子量及种子的生命力,降低其扩散蔓延速度。     

入侵植物与丛枝菌根真菌的相互作用

入侵植物的入侵改变了入侵地生物群落的结构,导致生物多样性的丧失.丛枝菌根真菌(AMF)作为陆地生态系统中土壤微生物普遍的组成部分,它的种类和组成能够影响入侵植物的生长表现.这种真菌与寄主(入侵植物)特殊的关系也暗示了AMF能够影响入侵植物的入侵.反之,入侵植物的入侵同样也会影响AMF的群落结构和功能.本文在简要总结我国入侵植物种类及其危害的基础上,着重探讨了AMF与入侵植物入侵之间的关系,即AMF对入侵植物入侵过程中的作用、入侵植物入侵后如何影响AMF以及两者之间的相互作用机制.     

危害严重外来入侵植物—紫茎泽兰

我国地处亚洲东南部 ,地域辽阔 ,具有丰富的物种多样性 (biological diversity) ,但因其所跨越的地理带自然条件较好 ,在适宜本地植物 (native species)生长的同时 ,也为外来物种 (alien species)的传播和扩散提供了条件。如紫茎泽兰 (Eupatorium adenophorum)、飞机草(Eupatorium odoratum)、薇甘菊 (Mikania micrantha)、凤眼莲 (Eichhornia crassipes)、大米草 (Spartinaanglica)和三裂叶豚草 (Ambrosia trifida)等 ,近年来因自然或人为因素引进后 ,现已在我国一些地方形成单优势种群 ,对我国的农业、林业、牧业、生物多样性和自然生…     

丛枝菌根真菌（AMF）对外来植物入侵反馈机制的研究进展

丛枝菌根真菌（AMF）在植物群落竞争演替、物种多样性的形成及群落空间分布格局、植物群落对全球变化的响应中均起着重要的调节作用;同样也能影响外来植物与本地植物的互作,影响外来植物入侵过程中植物群落演替进程,甚至决定入侵的成败。因此,AMF与外来植物共生及其对外来植物入侵的反馈已成为国际上外来植物入侵机制研究的一个热点。本文基于外来植物的入侵过程,从AMF对外来植物生长、外来植物与本地植物竞争关系的影响,以及外来植物入侵对AMF的影响及AMF对入侵的反馈3个方面综述了AMF对外来植物入侵的反馈机制。外来植物可以通过多种途径改变土著AMF的群落结构和功能,而土著AMF也能直接或间接地改变甚至逆转外来植物与入侵地植物的互作关系。未来的研究不仅需要考虑AMF与外来植物共生的菌根特性和对竞争关系的影响,还需要通过大尺度条件下的野外试验及室内补充试验深入探究影响AMF在外来植物与本地植物竞争演替中的作用的生物和非生物因子,以全面解释AMF影响外来植物入侵的反馈机制。     

丛枝菌根真菌对植物生长影响的研究

菌根是自然界中一种极为普遍和重要的共生现象,其中分布最为广泛的菌根类型就是丛枝菌根,可以增强植物从土壤中获取水分的能力,改善植物根系对磷、镉等矿质元素及养分的吸收,从而促进植物的生长。本文综述了丛枝菌根真菌对植物生长影响的概况。有关丛枝菌根真菌对植物水分和矿质营养的利用,尤其是磷素营养的研究较为深入,而对植物光合特性的研究较少,这些研究工作为深入理解菌根真菌与植物的相互关系提供基础资料。     

丛枝菌根真菌（AMF）对外来植物入侵反馈机制的研究进展

丛枝菌根真菌（AMF）在植物群落竞争演替、物种多样性的形成及群落空间分布格局、植物群落对全球变化的响应中均起着重要的调节作用;同样也能影响外来植物与本地植物的互作,影响外来植物入侵过程中植物群落演替进程,甚至决定入侵的成败。因此,AMF与外来植物共生及其对外来植物入侵的反馈已成为国际上外来植物入侵机制研究的一个热点。本文基于外来植物的入侵过程,从AMF对外来植物生长、外来植物与本地植物竞争关系的影响,以及外来植物入侵对AMF的影响及AMF对入侵的反馈3个方面综述了AMF对外来植物入侵的反馈机制。外来植物可以通过多种途径改变土著AMF的群落结构和功能,而土著AMF也能直接或间接地改变甚至逆转外来植物与入侵地植物的互作关系。未来的研究不仅需要考虑AMF与外来植物共生的菌根特性和对竞争关系的影响,还需要通过大尺度条件下的野外试验及室内补充试验深入探究影响AMF在外来植物与本地植物竞争演替中的作用的生物和非生物因子,以全面解释AMF影响外来植物入侵的反馈机制。     

外来入侵植物紫茎泽兰不同组织RNA提取方法

从植物组织中提取高质量的RNA是进行cDNA文库构建等分子生物学研究的前提。在苯酚法的基础上,改进并得到了一种适合紫茎泽兰根、茎、叶总RNA快速提取的方法,消除了蛋白质、DNA、多糖等的污染。该方法提取的紫茎泽兰不同组织总RNA纯度高、完整性好,可用于RT-PCR、cDNA文库构建、Northern杂交等分子生物学实验,而且简单、经济、重复性好,适合于多种植物组织总RNA的提取。Northern杂交表明F3’H基因在紫茎泽兰的根、茎、叶等组织中广泛存在,但在叶中的表达量最高,在根中的表达量最低。     

3种本地植物与入侵植物紫茎泽兰的竞争

为筛选替代控制紫茎泽兰的本地植物及探讨提高替代控制效率的方法,通过盆栽实验并利用相对产量(RY)和竞争攻击力系数(A)衡量了3种本地植物与紫茎泽兰的竞争关系,同时评估了活性炭(AC)、杀真菌剂(FC)和二者联合(AC+FC)对它们竞争的影响。结果表明：(1)不添加任何物质条件下：紫茎泽兰与南酸枣混种时,紫茎泽兰的生物量明显高于单种(P<0.05),其RY和A分别显著大于1和0(P<0.05);紫茎泽兰分别与假地豆和狗尾草混种时,紫茎泽兰的株高和生物量均明显低于单种(P<0.05),其RY和A均分别显著小于1和0(P<0.05)。说明紫茎泽兰的竞争力强于南酸枣而弱于假地豆和狗尾草,假地豆和狗尾草可以在一定区域作为替代控制紫茎泽兰的潜在目标植物。(2)与不添加任何物质相比,紫茎泽兰与南酸枣混种时,AC、FC及AC+FC处理增加了紫茎泽兰的根冠比,降低了其地上生物量比,也降低了南酸枣的生物量(P<0.05);紫茎泽兰与假地豆混种时,AC和AC+FC处理增加了假地豆的株高和生物量,FC处理增加了紫茎泽兰的株高(P<0.05);紫茎泽兰与狗尾草混种时,AC和A...     

Parasitism of arbuscular mycorrhizal fungi: reviewing the evidence.

In order to understand the functioning of mycorrhizal fungi in ecosystems it is necessary to consider the full suite of possible biotic interactions in the soil. While a number of such interactions have recently been shown to be crucially important, parasitism is a highly neglected feature in the ecology of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). A number of studies have classified some interactions between populations of bacteria and fungi with AMF as parasitism, generating discussion about its consequences at both 'parasite' and host population levels. This paper reviews these various publications, and based on a set of criteria that are necessary to demonstrate parasitism, it was concluded that parasitism has not been conclusively shown to exist in AMF, even though some data are highly suggestive of such a relationship. The difficulties in gathering data supportive of parasitism were discussed, and hypotheses for defense were offered. This paper concludes by presenting potential consequences of AMF parasitism at the population/community levels and by discussing applied aspects.     

Effects of leachates of the invasive plant, Ageratina adenophora (Sprengel) on soil microbial community

The invasive plant Ageratina adenophora (Sprengel) changed soil microbial communities in the invaded area to facilitate its growth and inhibit native plants. However, little is known about the driving forces underlying the alteration of soil biota. Leachates from root and aerial part (stem and leaves) of A. adenophora were mixed into soil to imitate field invasion processes for evaluation of its impact on invasion of soil microbial community. The results indicated that soil microbial community was significantly changed when the soil taken from the newly-invaded area was treated with A. adenophora root and aerial part leachates for 3 and 5 weeks, respectively. The biota of newly invaded soil treated with concentration of 100 mg/mL A.adenophora leachates was much closer to that of heavily invaded soil, but was significantly different from that of control soil (newly invaded soil without treatment). A.adenophora leachates promoted growth of the seven dominant rhizosphere bacterial species in the invaded soil. The effect of A.adenophora leachates on soil biota and dominant rhizosphere bacteria was positively correlated with the concentration of leachates, however, the effect of root leachates was stronger than the aerial part leachates. It is assumed that A.adenophora change soil microbial community via nutritional and chemical communication, which helps it in better colonization of the invaded soil.     

三峡库区丛枝菌根真菌三个中国新记录种

本文报道了从三峡库区获得的丛枝菌根真菌 3个中国新记录种：Diversispora aurantia、Diversispora celata和Paraglomus majewskii,对其进行了描述、图示和讨论。     

AM真菌对重金属污染土壤生物修复的应用与机理

土壤重金属污染威胁人类健康和整个生态系统,而高效、低耗、安全的生物修复技术显示出了极大的应用潜力,特别是利用植物-微生物共生体增强生物修复效应的应用.丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)真菌是一类广泛分布于土壤生态系统中的有益微生物,能与90％以上的陆生高等植物形成共生体.研究发现,AM真菌能够增强宿主植物对土壤中重金属胁迫的耐受性.当前,利用AM真菌开展重金属污染土壤的生物修复已经引起环境学家和生态学家的广泛关注.基于此,围绕AM真菌在重金属污染土壤生物修复作用中的最新研究进展,从物理性防御体系的形成、对植物生理代谢的调控、生化拮抗物质的产生、基因表达的调控等角度探究AM真菌在重金属污染土壤生物修复中的作用机理,以期为利用AM真菌开展重金属污染的生物修复提供理论依据,并对本领域未来的发展和应用前景进行了展望.     

喀斯特植被演替过程土壤丛枝菌根真菌(AMF)多样性

喀斯特生态系统维持了丰富的微生物多样性,丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)结构和组成会随喀斯特植被演替而改变。以贵州贵阳花溪、毕节织金和关岭花江典型喀斯特区域按时空替代法采集了乔木林、灌木林和草本群落样地土壤,采用Illumina HiSeq分子测序技术,通过OTU聚类分析、物种注释及数据库比对,探索了喀斯特不同演替阶段土壤AMF物种多样性。结果表明:(1)喀斯特生境土壤获得球囊菌门Glomeromycota OTU为275个,分属于4目8科13属19种,属水平上AMF丰度表明根内根孢囊霉属Rhizophagus为优势属,花江拥有最高AMF丰富度,缩隔球囊霉Septoglomus constrictum、根内根孢囊霉Rhizophagus intraradices、Claroideoglomus sp. MIB8381和稀有内养囊霉Entrophospora infrequens均分布于各样地的不同植被演替阶段,为常见种。(2)AM真菌多样性Shannon指数与Simpson指数在不同演替阶段表现为花溪:乔木≈灌木草本(P0.05)、花江:灌木≈草本乔木(P0.05)、织金:乔木灌木草本,但差异不显著,Chao1和Abundance-based coverag estimator(ACE)指数表现为花江灌木≈草地乔木(P0.05)。(3)Spearman相关性分析表明土壤全磷与AMF ACE指数显著负相关,且与Chao1指数极显著负相关;速效磷与Shannon和Simpson指数显著负相关。(4)典范对应分析(Canonical Correlation Analysis,CCA)表明土壤全氮、速效氮、有机质、全磷和速效钾与AMF群落分布有显著相关性。结果表明喀斯特植被演替过程中土壤丛枝菌根真菌多样性随着演替进行或升高或降低,无一致变化规律,并与土壤理化性质关系密切,其中以磷的影响最大。     

Lack of local adaptation of invasive crofton weed (Ageratina adenophora) in different climatic areas of Yunnan Province,China

Aims Crofton weed, with a subtropical origin, has successfully invaded in diverse habitats that belong to different climate zones in Southwest China. We tested whether local adaptation plays an important role in the successful invasion of crofton weed in heterogeneous environments.Methods Five populations from different habitats with an altitude ranging from 678 to 2356 m were selected. Plant height, biomass, seed yield and seed germination capability of these populations were investigated in the field. Greenhouse and reciprocal transplant experiments with the five populations were conducted, and all the above characters were measured and compared among these populations.Important findings Plant height, biomass, seed yield and seed germination rate were each significantly different among the five populations in field. However, there was no difference among these populations in the greenhouse experiment. In the reciprocal transplant experiment, plants from the five populations responded similarly to different habitats in the field, indicating lack of local adaptation. Instead, phenotypic plasticity likely plays a key role in the invasion success of crofton weed in different habitats.     

来源对丛枝菌根真菌功能的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一种具有重要生态功能的根际微生物。影响AMF功能的因素主要包括AMF、宿主,以及其它生物与非生物环境。近年来,大量研究表明不同来源的AMF功能存在显著差异。结合该领域的最新研究成果,从基因变异和表型可塑性两方面分析了来源影响AMF功能的原因和维持机制,并对其生态学意义进行了探讨。认为应从群落水平上研究不同来源的AMF在生态系统中的功能,重视宿主的作用,保持研究对象的对等性,并区分AMF群落结构和来源对功能的不同影响。对未来的研究重点和方向进行了讨论和展望,试图为更加清晰、全面地认识AMF在生态系统中的功能,以及AMF适应特定土壤环境与宿主的机制提供参考。