稻田生态系统中丛枝菌根真菌的研究进展

水稻是世界上近一半人口的主粮作物,也被认为是研究丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)与非豆科植物共生的模式寄主植物。由于研究手段的限制,长期以来对稻田AMF多样性和生态功能的认识不够深入。近10年来,随着高通量测序技术的发展,越来越多的研究表明,AMF在稻田生态系统中普遍存在。新技术的发展极大地推动了稻田生态系统中AMF生态功能及其与水稻互作的研究。本文综述了稻田生态系统丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)共生体的建立、AMF的多样性及其影响因素、AMF的生态功能、AMF在水稻栽培中的潜在应用等,并对未来AMF与水稻研究进行了展望。研究表明,AM共生体的建立依赖AMF和水稻间一系列复杂的信号识别、交换和传导机制;相较于稻田湿地环境,旱作环境水稻根中AMF的定殖率更高,而且受寄主植物、环境因子和栽培管理措施等因素影响;AMF在调控水稻生长、营养吸收、抵御环境胁迫、降低稻田甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放等方面发挥着重要功能;AMF与其他微生物联合作用可以更好地帮助水稻吸收养分和抵御环境胁迫。基于稻田生态系统A...     

丛枝菌根真菌与植物硫素营养研究进展

丛枝菌根真菌是土壤微生物群落的重要组成部分,是最常见的地下共生菌,对植物和土壤具有多种有益作用.本文阐述了近年来丛枝菌根真菌对植物吸收土壤硫素的最新进展,在目前耕地缺硫状况下,着重分析了丛枝菌根真菌改善植物硫素营养以及丛枝菌根真菌利用硫素的分子调控机制,总结了影响菌根硫代谢的因素,并指出该研究方向仍存在的一些问题以及未...     

接种后共培养时间对丛枝菌根喜树幼苗喜树碱含量的影响

在前期工作中利用蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea)和根内球囊霉(Glomus intraradices)从接种时期角度分析了喜树碱含量与菌根形成过程对应关系的基础上,通过温室盆栽接种试验,继续观察了这两种丛枝菌根真菌接种后与喜树(Camptothecaacuminata)幼苗的共培养时间对喜树幼苗喜树碱积累的影响。分别用两种菌根真菌每隔7d接种一批喜树幼苗,第5批接种7 d后采样,获得菌根真菌与喜树幼苗共培养时间分别为35、28、21、14、7 d的喜树幼苗样品,测定了菌根浸染状况和喜树碱含量。结果表明:(1)接种两种丛枝菌根真菌均促进了喜树幼苗喜树碱的积累,表现为喜树碱含量和产量(单株幼苗所含的喜树碱量,喜树碱含量与幼苗生物量的乘积)的显著提高。(2)从接种后共培养时间的效果看,两种菌根幼苗各器官(根、茎、叶)及全株喜树碱含量和产量均呈现随着丛枝菌根真菌与喜树幼苗共培养时间的增加而增加的趋势。两种菌根幼苗的根和茎、根内球囊霉菌根幼苗的叶片和全株的的喜树碱含量和产量,在共培养时间增加至21 d时趋于稳定,而蜜色无梗囊霉菌根幼苗的叶片和全株的喜树碱含量和产量在共培养时间增加至28 d时达到最高,其后略有降低。(3)两种丛枝菌根真菌的侵染率和侵染强度同样随共培养时间的增加而增加,至共培养28 d后无显著变化。在一定共培养时间范围内,喜树碱含量和产量的变化与丛枝菌根真菌的侵染及菌根形成之间具有对应性。     

接种时期对丛枝菌根喜树幼苗喜树碱含量的影响

喜树(Camptotheca acuminata)是我国特有的多年生亚热带落叶阔叶树种, 因其次生代谢产物喜树碱具有良好的抗肿瘤活性而受到人们的广泛关注。通过温室盆栽接种试验, 观察了喜树幼苗不同生长时期接种蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea)和根内球囊霉(Glomus intraradices)对喜树幼苗喜树碱积累的影响。结果表明接种两种丛枝菌根真菌均促进了喜树幼苗喜树碱的积累, 表现为喜树碱产量(单株幼苗所含的喜树碱量, 喜树碱含量与幼苗生物量的乘积)的显著提高。进一步分析发现, 接种丛枝菌根真菌导致幼喜树苗喜树碱产量的提高, 早期(幼苗出土20天)接种主要是源于喜树碱含量的提高, 特别是叶片喜树碱含量的提高, 而晚期(幼苗出土60天)接种则主要是源于幼苗生物量的增加。     

丛枝菌根真菌对不同番茄品种抗根结线虫病的影响

【背景】根结线虫病害严重制约我国设施蔬菜的生产。丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)作为土壤中最重要的有益真菌之一,可以促进植物生长,提高植物抗病性,减轻土传真菌和线虫病害的发生。在蔬菜保护地栽培中,AMF对于植物线虫病防治作用的研究受到了广泛关注。【目的】针对番茄生产中危害最严重的南方根结线虫(Meliodogyne incognita)病害问题,研究AMF和番茄品种不同组合的抗线虫效应,以期为菌根真菌作为生物防治剂和生物菌肥应用于实际生产提供技术基础。【方法】在灭菌土壤中,人工接种根结线虫,比较不同菌种Rhizophagus intraradices(Ri)、Acaulosporamellea(Am)及菌种组合Rhizophagusintraradices+Acaulosporamellea(Ri+Am)在不同番茄品种(感病品种蒙特卡罗和抗线虫品种仙客1号)上对南方根结线虫侵染和繁殖的影响,研究AMF对根结线虫的拮抗效应。另外,采用南方根结线虫连作发病的土壤,在感病品种蒙特卡洛上接种AMF混合菌种Ri+Am,番茄苗移栽入连作土壤中,测定各生长指标和调查根结和卵块数量,评价接种AMF处理对根结线虫病的防治效果。【结果】在灭菌土壤中,普通番茄品种蒙特卡罗的菌根效应显著优于抗线虫番茄品种仙客1号,表现为前者单位根重的根结和卵块的数量均比对照显著降低,而后者仅降低了卵块数量;蒙特卡罗上接种Ri+Am混合菌种的效果优于接种单一菌种Am和Ri;而仙客1号上接种Ri的效果更好。接种线虫也显著影响了AMF的侵染,而且对抗性品种仙客1号的影响更为明显。但除了接种Am的处理,大多数处理收获时菌根侵染率仍维持较高的水平(70%以上)。在连作土壤中,感病品种蒙特卡罗接种混合菌种Ri+Am具有较好的抗/耐线虫效应,主要表现为促进植株生长,显著降低根结和卵块数量,但菌根侵染率较灭菌土壤低,约为40%。【结论】综合以上结果,表明菌根化苗能够在一定程度上减轻根结线虫病的危害。土壤灭菌条件下,在感病和抗线虫番茄品种上接种AMF能够减轻线虫的侵染和繁殖,而且在感病品种上的防治效果更加显著。在连作土壤中,在番茄感病品种上接种AMF也表现较好的抗线虫效果。     

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。     

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。     

丛枝菌根真菌在蔬菜生产中的研究进展

近年来,丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF）在设施蔬菜生产中的应用表明,在蔬菜的育苗过程中接种AMF可以生产出秧苗质量好、抗性强、品质高的菌根苗。通过对AMF的作用效果分析,发现接种AMF可以改善蔬菜营养与水分的供应状况,增强蔬菜对环境胁迫的耐受性,增加蔬菜根部疾病及线虫的抗性,提高蔬菜产量和产品质量,具有重要的农业意义。基于AMF对于蔬菜的有益作用,本文综述了AMF在促进蔬菜生长、提高蔬菜产量和品质、缓解其非生物胁迫和控制病原菌以及与其他生物防治剂（或农药）联合施用等方面的研究进展,以期为AMF在蔬菜生产中的应用提供参考。     

接种丛枝菌根真菌对青冈栎幼苗生长和光合作用的影响

利用菌根真菌摩西球囊霉和根内球囊霉,对喀斯特地区造林树种青冈栎进行接种试验,测定菌根真菌对青冈栎幼苗生长、生物量和光合作用的影响。结果表明:接种丛枝菌根真菌能显著促进青冈栎幼苗株高、地径、叶面积和幼苗生物量的增长,并且能提高幼苗成活率和改善幼苗的光合能力。摩西球囊霉和根内球囊霉处理的青冈栎幼苗生物量分别是未接种处理的2.1和1.9倍;摩西球囊霉和根内球囊霉处理下的水分利用效率分别比对照处理提高了33.6%和8.8%;摩西球囊霉对青冈栎幼苗株高、地径、生物量的促进作用好于根内球囊霉,而根内球囊霉处理的幼苗叶面积、主根长、根冠比大于摩西球囊霉处理。总体而言,接种丛枝菌根真菌特别是摩西球囊霉能促进青冈栎幼苗的生长和生物量增长,在石漠化植被恢复中具有潜在应用价值。     

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。     

丛枝菌根化翅果油树幼苗根际土壤微环境

以我国二级濒危保护植物翅果油(Elaeagnus mollis)为供试植物, 通过温室盆栽试验, 研究接种丛枝菌根真菌对翅果油树幼苗根际土壤微生态环境的影响。试验设计分4个组: 摩西球囊霉(Glomus mosseae)单独接种组(GM)、脆无梗囊霉(Acaulospora delicata)单独接种组(AD)、混合接种组(GM + AD)、不接种的对照组(CK)。测定了菌根侵染率、生物量、根际微生物数量、土壤pH值、土壤酶活性及其对N、P营养的影响等指标。结果显示: 菌根真菌对3个接种组均有侵染, 其中, GM + AD的侵染率最大(90.5%), 生态学效应最好; 与对照组相比, 接种组的生物量均明显提高(p < 0.05), 其中GM + AD组生物量显著增加, 是CK组的2.2倍; AM菌根对根部微生物种群数量产生一定的影响, 主要是使根面上的细菌、放线菌、固氮菌的数量显著增加(p < 0.05); AM菌根使根际pH值降低, 与菌根侵染率呈显著负相关关系(p < 0.05); 接种组根际土壤磷酸酶、脲酶、蛋白酶的活性增加, 根际土壤的磷酸酶、蛋白酶的活性增加量与菌根侵染率呈极显著相关关系(p < 0.01); 接种组的根际土壤中, 可直接被植物吸收利用的N、P元素出现富集现象, 与菌根侵染率呈显著相关关系(p < 0.05)。研究表明: 丛枝菌根的形成改善了翅果油树幼苗的微生态环境, 提高了根际土壤肥力。     

丛枝菌根真菌和植物寄生线虫

本文综述了土壤微生物中丛枝菌根真菌和植物寄生线虫的互作关系及其互作机理,并阐述了丛枝菌根真菌在防治植物线虫病害方面的应用前景和实际操作中应注意的技术环节。     

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.     

丛枝菌根真菌与深色有隔内生真菌生态修复功能与作用

生态修复是目前全球关注的热点问题,如何增加植被的覆盖度及生态修复效率是目前研究的重点。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)和深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE)均是自然界植物根际分布广泛的一类内生真菌,均能与植物形成菌根共生体,具有一定的促进植物生长、抵抗逆境及修复污染土壤等功能与作用,在生态修复中具有广泛的应用潜力。本文综述了AMF及DSE两种微生物的功能、作用及其在生态修复应用中的研究进展,并进一步对AMF和DSE在生态修复中存在的问题和前景进行展望。     

丛枝菌根真菌伴生细菌的研究进展

在丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）的孢子、菌丝的表面或内部栖息着细菌,称之为AMF伴生细菌。AMF伴生细菌种类多样、分布广泛,生态位点包括孢子壁的表面或内部、细胞质、菌丝、孢子果等。其可能的生物学意义包括影响AMF孢子萌发、菌丝生长、菌根形成等过程。由于伴生细菌与AMF联系紧密,其对AMF和土壤微生物生态学具有重要的意义。国际上在该领域的研究已有30多年的历史,就其研究进展进行综述。     

喀斯特地区丛枝菌根真菌遗传多样性

为探明喀斯特地区丛枝菌根真菌( AMF)的遗传多样性特征,利用巢式PCR和DGGE相结合的分子生物学方法对茂兰喀斯特多个植被类型下的AMF遗传多样性进行了研究.结果表明,喀斯特地区AMF遗传多样性指数和物种丰富度分别平均为3.50和41,远高于非喀斯特对照样地的2.68和17,分析表明,喀斯特地区较高的AMF多样性与此地区丰富的植物多样性以及特殊的生态环境有关,是与喀斯特生态系统长期相互选择的结果.不同植被类型下的AMF多样性差异显著,相似性指数最高为0.34,喀斯特地区AMF的群落结构随着植被类型的改变发生显著变化;基因测序显示,喀斯特地区AMF的优势菌属是生态适应性很强的球囊霉属,在喀斯特石漠化生态恢复中具有较强的利用潜力.     

丛枝菌根真菌的生态分布及其影响因子研究进展

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)共生体系对于植物适应各种逆境胁迫具有重要积极作用。AM真菌还能够通过根外菌丝网络调节植物群落结构和演替,深刻影响生态系统结构和功能的稳定性。AM真菌生态生理功能的发挥主要取决于其生态适应性,明确AM真菌在不同环境中的多样性、生态适应性以及对各种生态因子的响应机制,是AM真菌资源管理、功能发掘与利用的前提。迄今为止,有关各种生态因子对AM真菌多样性的影响已有不少研究,但是AM真菌生态分布及其形成机制仍缺乏系统的研究和理论分析。综述了生物因子和非生物因子对AM真菌生态分布的影响,结合大型生物空间分布理论探讨了AM真菌生态分布规律和建成机制,分析了当前本研究领域所存在的问题和动向,以期推动相关研究进展。     

丛枝菌根真菌对三叶草根系分泌的有机酸组分和含量的影响

比较洗根法、层析纸法和琼脂膜法收集土培条件下生长的菌根化和非菌根化三叶草根分泌物的效果。试验采用三室根箱装置 ,将根系与菌丝生长空间分开 ,三叶草生长 5 6d后 ,打开三室根箱装置 ,由于尼龙网的阻挡作用使根系均匀垫积在尼龙网内侧并形成根垫。分别采用洗根法、层析纸法和琼脂膜法 3种方法收集三叶草根系分泌物 ,并通过高效液相色谱方法测定分泌物中草酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、乙酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、柠檬酸、丁二酸等有机酸的含量。结果表明 :3种收集方法收集的三叶草分泌的有机酸无论在种类上还是在数量上都存在相当大的差别。从检测到的有机酸种类来看 ,琼脂膜法收集检测到苹果酸、乙酸、顺丁烯二酸、柠檬酸、丁二酸和乳酸 6种有机酸 ;洗根法收集的分泌物检测到酒石酸、苹果酸、乙酸、顺丁烯二酸、柠檬酸、丁二酸和乳酸 7种有机酸 ;层析纸法收集的分泌物检测到酒石酸、苹果酸、柠檬酸和乳酸 4种有机酸。从收集到的有机酸数量来看 ,洗根法收集到的有机酸总量为 2 9.97～ 2 32 .7μg/( gfw· 2 h) ;琼脂膜法集到的有机酸总量为 1 .5～ 7.3μg/( cm2· 2 h) ;层析纸法收集的有机酸总量为0 .2 3～ 6.5 8μg/( cm2 · 2 h)。丛枝菌根真菌侵染对三叶草根系分泌的有机酸的组分和含量都有一     

丛枝菌根观察与侵染率测定方法的比较

菌根生长状况观察与侵染率测定是菌根学研究中一项重要的基础性工作。综述了丛枝菌根（AM）染色观察与侵染率测定方法研究概况,并对其进行比较和评价。认为采用醋酸墨水染色观察AM生长状况与采用根段侵染率加权法和放大交叉法测定AM真菌侵染率是目前较为科学、准确、易行的方法。根据不同需要也可选择其他适宜的方法,如要了解丛枝发育状况,可采用放大交叉法;如要了解泡囊和侵入点数量,可采用直接计数法,从而使其研究结果具有可比性。有必要建立基于分子生物学技术和脂肪酸定量分析技术测定一种或数种AM真菌侵染状况,这将有力推动AM真菌生理、生态功能研究的发展。