盐胁迫下外源褪黑素和丛枝菌根真菌对月季幼苗生长生理特性的影响

【目的】盐胁迫易导致月季生长发育不良、观赏品质下降,严重影响其在高盐环境或沿海地区室外绿化应用,探究施用外源褪黑素(MT)和接种丛枝菌根真菌(AMF)对其幼苗生长、叶绿素荧光参数以及激素代谢的调控作用,解析它们促进月季适应盐胁迫的生理生化机制,对于增强月季抗盐性,扩大月季应用范围具有重要意义。【方法】以月季品种‘月月红’幼苗为试验材料,采用室内盆栽试验,设置对照(CK)、100 mol/L NaCl胁迫、根际施用MT、根际接种AMF幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)及其组合等8个处理,考察各处理对月季幼苗生长、叶绿素荧光参数、激素代谢及抗氧化系统的影响。【结果】(1)施用MT可以促进AMF对月季幼苗根系的侵染,提高侵染率、丛枝着生率、泡囊数和侵入点数;(2)月季幼苗株高、茎粗以及生物量等在盐胁迫下显著下降,在MT或AMF处理下均不同程度增加,而AMF+MT处理下株高、茎粗无显著变化,地上部干重、地下部干重分别显著增加24.1%和37.0%;(3)月季幼苗叶绿素含量在盐胁迫下显著下降,叶绿素荧光参数也降低,MT或AMF处理能提高盐胁迫月季幼苗叶绿素含量以及叶绿素荧光参数,AMF+MT处理则使叶绿素总量、叶绿素a/b分别增加46.2%和67.2%,PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、潜在活性(F_(v)/F_(o))、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、有效光化学量子效率(Fv'/Fm')、光化学淬灭系数(qP)分别增加4.9%、51.0%、175.0%、168.7%和92.5%,而NPQ下降42.7%;(4)在盐胁迫下,月季叶片中玉米素(ZT)、赤霉素(GA)、生长素(IAA)含量下降,而脱落酸(ABA)含量增加,MT或AMF处理有利于盐胁迫下ZT、GA、IAA含量的提高以及ABA含量的下降,AMF+MT处理后ZT、GA、IAA分别增加146.9%、116.9%、35.7%,ABA下降21.1%;(5)在盐胁迫下,抗氧化酶SOD、CAT活性增强,超氧阴离子(O_(2)^(-·))产生速率和H_(2)O_(2)累积大量增加,MT或AMF处理有助于增加抗氧化酶活性并减少O_(2)^(-·)产生速率和H_(2)O_(2)含量,而AMF+MT处理能够进一步激活SOD、CAT活性,降低O_(2)^(-·)产生速率和H_(2)O_(2)累积。【结论】接种AMF、添加MT或者AMF+MT处理均可以提高盐胁迫下月季幼苗叶绿素含量,保护叶绿素荧光系统,维持植物内源激素的平衡,激活SOD、CAT等抗氧化酶活性以及降低脂质过氧化和H_(2)O_(2)累积,以减轻盐胁迫对月季幼苗的伤害,促进月季生长,并以AMF+MT处理增强月季幼苗抗盐性的效果更佳。

丛枝菌根真菌对褐土玉米氮素吸收和土壤N_(2)O排放的影响

探究不同氮肥水平下丛枝菌根(AM)真菌对褐土玉米土壤N_(2)O排放和氮转化功能基因的影响,为阐明AM真菌在褐土N_(2)O排放中的作用和效应提供理论依据。设置氮肥用量(NⅠ:105 mg/kg;NⅡ:210 mg/kg)、AM真菌(M0:不接种AM真菌;M1:接种根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices);M2:接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae);M3:接种Rhizophagus intraradices+Funneliformis mosseae等比例混合)双因素盆栽试验。测定植株地上部全氮含量、土壤铵态氮、硝态氮含量和N_(2)O排放量,采用实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)法分析土壤硝化功能基因(amoA-AOA和amoA-AOB)和反硝化功能基因(nirS、nirK和nosZ)的丰度。结果表明,两种施氮水平下,接种AM真菌均可显著降低土壤N_(2)O排放通量和累积排放量,不同AM真菌处理下N_(2)O累积排放量表现为:M0>M2>M1>M3。相同AM真菌处理的土壤N_(2)O排放通量和累积排放量在NⅡ施氮水平高于NⅠ施氮水平;相同AM真菌处理的玉米菌根侵染率在NⅡ施氮水平低于NⅠ施氮水平。与M0相比,NⅠ条件下M1、M2和M3处理土壤铵态氮含量分别降低24.5%、20.8%和45.3%,硝态氮含量分别降低19.7%、14.9%和30.2%,植株地上部全氮含量分别增加16.3%、35.2%和59.6%;与M0相比,NⅡ条件下M1、M2和M3处理土壤铵态氮含量分别降低20.9%、24.8%和40.0%,硝态氮含量分别降低36.3%、25.6%和45.2%,植株地上部全氮含量分别增加33.2%、43.9%和95.4%。两种施氮水平下,AM真菌可显著降低土壤硝化功能基因(amoA-AOA和amoA-AOB)丰度,增加反硝化功能基因(nirS、nirK和nosZ)丰度。AM真菌与N_(2)O排放通量呈极显著负相关。本盆栽试验条件下,接种AM真菌均可增强两种氮肥用量玉米植株氮素吸收能力,调节硝化、反硝化相关功能基因的丰度,减少土壤N_(2)O气体的排放,且两种AM真菌混合处理的N_(2)O减排效应强于单一AM真菌接种。

人工混播草地土壤丛枝菌根真菌对轮牧的响应

为探究轮牧对人工混播草地生态系统中植被群落及土壤丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌群落的影响机制,以宁夏盐池县人工混播草地为试验对象,采用单因素随机区组设计,设置T1(无芒雀麦+新麦草+紫羊茅+苜蓿+菊苣)、T2(垂穗披碱草+新麦草+早熟禾+苜蓿+鹰嘴紫云英)、T3(扁穗冰草+新麦草+蒙古冰草+苜蓿)3种混播组合模式,并通过Illumina高通量测序和生物信息学分析,开展轮牧影响下3种人工混播草地土壤AM真菌群落差异性研究,分析人工混播草地生态系统中植被-土壤-AM真菌群落的相互作用关系。结果表明:连续2年轮牧对植被群落生物量产生了显著影响,与轮牧第1年相比,豆科植被群落的相对重要值降低,但禾本科植被群落的相对重要值分别增加了51.16%、81.25%和33.33%。土壤AM真菌中球囊霉属和类球囊霉属为优势属;与轮牧第1年相比,连续轮牧2年后,T1处理的土壤AM真菌群落Chao 1指数较第1年显著降低了12.35%,T3处理的土壤AM真菌群落Chao 1指数、香农-维纳指数、均匀度指数和物种数较第1年分别提升了20.73%、12.80%、7.69%和31.16%(P<0.05),说明T3处理的土壤AM真菌群落对轮牧的响应更加敏感。随轮牧年限增加,T1与T2处理的土壤AM真菌群落组成相似性增加,T1与T3处理的土壤AM真菌群落组成相似性差异较大。连续轮牧2年后,土壤养分对AM真菌群落丰富度的作用强度减弱,但植被群落多样性和植被群落生物量对AM真菌群落丰富度及其组成的作用强度增强;驱动AM真菌群落变化的环境因子由土壤有效磷(p=0.006)和碱解氮(p=0.016)转变为植被群落生物量(p=0.036)。综上所述,不同类型人工混播草地植被群落和土壤AM真菌群落对轮牧表现出不同的响应特征,其中以T3混播组合处理的效果较好。

天然林改造为单一茶园前后不同生境土壤丛枝菌根真菌物种多样性的差异

在贵州省遵义市正安县和湄潭县,选择地理位置相邻的3种生境类型样地——天然林、由天然林改造而来的人工林、不同种植年限茶园(茶园依据种植年限(t)不同划分为5组:t<10 a、10 a≤t<20 a、20 a≤t<30 a、30 a≤t<40 a、t≥40 a);采用分层随机抽样法设计3种生境的土壤样品采集,共选取37个采样点(茶园17个、天然林10个、人工林10个),统一采集深为5~40 cm的根际土壤,每个样点采集3~5份混合土壤作为重复,共采集128份土壤样品;参照相关标准和规范测定土壤理化性质(pH、有机质质量分数、全氮质量分数、全磷质量分数、全钾质量分数、解氮质量分数、有效磷质量分数、速效钾质量分数、土壤粒径、质地类型),采用湿筛倾注-蔗糖离心法进行土壤丛枝菌根(AM)真菌孢子分离和形态鉴定,采用孢子密度、物种丰富度、分离频度、相对多度、重要值、香农-威纳多样性指数(Shannon-Wiener Index)、辛普森多样性指数(Simpson Index)、皮卢均匀度指数(Pielou’s Evenness Index)评估丛枝菌根真菌群落结构;采用聚类分析法、冗余分析(RDA)法、方差分析法,分析3种生境土壤丛枝菌根真菌物种多样性的差异。结果表明:3种生境中共检出7科11属48种丛枝菌根真菌。孢子密度、物种丰富度、香农-威纳多样性指数、辛普森多样性指数,在天然林土壤中最高、茶园土壤中次之、人工林土壤中最低。种植年限小于20 a的茶园土壤中丛枝菌根真菌物种组成与人工林相似,主要受土壤因子的影响;而种植年限大于20 a的茶园土壤中丛枝菌根真菌物种组成丰富,接近天然林,受土壤因子和宿主植物的双重影响。说明人为因素引起的生境变化会影响丛枝菌根真菌物种组成,扰动后的丛枝菌根真菌生态平衡重建需要一定年限。

接种丛枝菌根真菌对盐胁迫下月见草生理及次生代谢产物的影响

以月见草为试验材料,进行盆栽试验。采取双因素试验设计,设置无NaCl对照和150 mmol/L NaCl胁迫处理以及分别接种幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)、摩西斗管囊霉(Funnelifor mismosseae)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)和不接种丛枝菌根真菌(AMF)处理,研究接种不同的AMF对盐胁迫下月见草的生长、生理以及次生代谢产物的影响,以期为增强月见草的耐盐性提供新方法。结果表明:盐胁迫下,与未接种AMF的月见草相比,接种AMF的月见草的株高、根长、基径、地上干质量和地下干质量均显著提高,同时,月见草叶片的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、总黄酮和总酚的质量分数均显著提高,此外,净光合速率和抗氧化酶活性也显著增强,然而,丙二醛质量摩尔浓度显著降低。说明接种AMF可以提高盐胁迫下月见草的光合能力和渗透调节能力,增加抗氧化酶活性,促进次生代谢产物的积累,从而促进其生长发育。综合月见草的各个指标发现,接种AMF能够提高月见草的抗盐能力,不同AMF对月见草耐盐性的提升效果不同。其中以接种根内根孢囊霉对提高月见草耐盐性的效果最为显著,摩西斗管囊霉次之,幼套近明球囊霉的效果较差。

丛枝菌根真菌和褪黑素对多年生黑麦草抗旱性的影响

以多年生黑麦草(Lolium perenne)卡特为供试对象,采用盆栽方式,研究叶面喷施褪黑素并接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对干旱胁迫下黑麦草光合及AsA-GSH循环的影响。结果表明,与正常水分处理相比,干旱胁迫下多年生黑麦草生物量减少,光合作用不断降低,AsA-GSH循环中相关酶活性、抗氧化物质和渗透调节相关物质含量呈下降趋势,而膜脂过氧化水平则不断升高。褪黑素处理能够促进AMF侵染发育,增加泡囊数和侵入点位数,菌根侵染率达50.1%~66.5%。接种AMF和/或褪黑素处理能够提高干旱胁迫下多年生黑麦草地上部和地下部生物量,提高光合作用,增加多年生黑麦草AsA-GSH循环中相关酶(APX、DHAR、MDHAR和GR)活性和抗氧化物质(AsA和GSH)含量,接种AMF和/或褪黑素处理提高了干旱胁迫下多年生黑麦草叶片P_(n)、T_(r)、G_(s)和WUE,分别提高23.7%~58.4%、97.8%~346.8%、26.4%~80.6%、26.5%~96.5%,渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量分别提高16.4%~39.5%、12.3%~44.1%、13.4%~43.8%,丙二醛含量下降12.8%~26.7%。综上所述,接种AMF和/或褪黑素处理能减少细胞氧化胁迫损伤,降低MDA含量并提高渗透调节物质含量,增强植物光合作用能力,显著增加植株生物量,维持AsA-GSH循环过程中的相关酶活性以及抗氧化物质含量,来提高黑麦草的抗旱性。

滨州冬枣园区根围丛枝菌根真菌多样性研究

为了解山东滨州冬枣产区土壤中丛枝菌根(AM)真菌资源种类、性状,从沾化区5处冬枣园采集枣树根围土样,分离丛枝菌根真菌。采用湿筛倾注-蔗糖离心法分析真菌的群落组成,共分离到丛枝菌根真菌5属26种,其中球囊霉属10种、近明囊霉属2种、斗管囊霉属3种、根孢囊霉属4种、无梗囊霉属7种。5处采样园中,金平枣园的AM真菌种类22种,大高东石村枣园21种,下洼金平枣园16种。测定其物种丰度、孢子密度、多样性等参数,结果表明,变形球囊霉在各采样园均有发现,其中大高东石村园、下洼金平园、平家村园的频度均为100%,下洼东平园、泊头镇园均为66.6%;白色球囊霉、近明球囊霉、摩西斗管囊霉、疣突斗管囊霉、根内根孢囊霉、木薯根孢囊霉、光壁无梗囊霉、双网无梗囊霉在各采样园出现频度也较高。

设施蔬菜土壤丛枝菌根真菌多样性及群落构建的季相变化

为研究设施生态系统丛枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,AM)真菌群落变化的关键驱动过程,采集设施番茄不同生长季(休耕、花期、果期)土壤样品,利用IlluminaMiSeq高通量测序技术分析AM真菌物种和谱系多样性及群落结构变化特征,并结合群落谱系分析方法探讨不同生长季随机性过程和确定性过程之间的相对贡献。结果表明,不同生长季AM真菌的物种多样性和谱系多样性均发生显著改变:相比于休耕期,番茄生育期(花期、果期)土壤中AM真菌丰富度、Shannon多样性、Pielou均匀度、谱系多样性(PD)和平均成对谱系距离(MPD)分别显著下降了42.82%~59.18%、43.25%~48.31%、17.46%~25.40%、57.14%~67.86%和50.00%;除球囊霉属相对多度显著增加,近明球囊霉属和类球囊霉属相对多度均显著下降,原囊霉属相对多度先增加后降低。置换多元方差分析(PERMANOVA)和非度量多维度分析(NMDS)结果表明休耕期基于物种组成和谱系组成的AM真菌群落结构显著差别于番茄生育期,但花期和果期之间差异不显著。谱系分析结果显示,休耕期净亲缘关系指数NRI=0,表明AM真菌在谱系结构上是随机的,花期和果期NRI>0,表明谱系聚集,暗示了AM真菌群落构建由随机性过程主导向确定性过程主导的转变,中性群落模型(NCM)结果也支持该推断。Mantel检验结果显示,土壤pH、养分(有机碳、全量氮磷钾和有效磷)、盐分含量以及土壤温湿度作为确定性因素显著影响AM真菌群落的季相变化。综上所述,设施生态系统高集约化生产方式促进了AM真菌群落构建从随机性过程主导向确定性过程主导转变,导致多样性降低和群落结构变化,研究结果对揭示设施蔬菜栽培条件引起的土壤质量退化及其过程中的微生物组演变规律具有重要意义。

丛枝菌根真菌和解磷细菌双接种对小麦磷肥利用率的影响

试验采用单因素随机区组设计,以接种复合灭活菌剂为对照,分析了2种丛枝菌根真菌(Rhizoph-agus irregularis,RI;Glomus intraradices,GI)和4种解磷细菌(Bacillus amyloliquefaciens,BA;Bacillus megate-rium,BM;Arthrobacter pascens,AP;Bacillus subtilis,BS)双接种对小麦生长和磷肥利用率的影响。结果表明:(1)与对照相比,接菌组小麦的菌根侵染率、产量、速效磷含量均显著提高,而土壤pH值显著下降,小麦产量和速效磷含量在接菌处理下分别提高了7.31%~27.00%和19.03%~60.35%。(2)GI+AP处理的产量最高,添加RI接菌组的速效磷含量、碱性磷酸酶活性均高于添加GI的接菌组,其中以RI+BS处理的最高;RI+BS和RI+BA处理的磷肥吸收利用率最高,分别为30.86%和27.94%。(3)相关性分析结果表明,小麦磷肥吸收利用率与菌根侵染率、籽粒重、籽粒磷含量、速效磷含量、碱性磷酸酶活性呈极显著正相关,与叶片磷含量呈显著正相关,与土壤pH值呈极显著负相关。综上,双接种丛枝菌根真菌和解磷细菌有利于增强土壤碱性磷酸酶活性、增加土壤速效磷含量、降低土壤pH值,从而提高小麦产量和磷素积累量,其中RI+BS处理对小麦磷肥利用率的提高作用最为显著。

丛枝菌根真菌对元宝枫生长及其根系形态的影响

【目的】阐明丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌对元宝枫生长状况及根系形态特性的影响,探讨元宝枫根系形态与其生长发育的关系。【方法】在元宝枫幼苗生长基质中接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)和根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)2种AM真菌,以不接种AM真菌为对照,通过盆栽试验,培养90 d后,测定元宝枫的生长状况、根系活力及根系形态指标,利用单因素方差分析和多重比较方法,分析接菌与不接菌处理之间的差异,采用envfit()函数、冗余度分析和变差分解分析元宝枫生长状况与其他指标间的关系。【结果】①接种2种AM真菌后,元宝枫株高、地径、茎干质量和根系活力较对照显著提高,根冠比下降。根内根孢囊霉对元宝枫的促生作用比摩西斗管囊霉显著。②与对照相比,接种2种AM真菌后,元宝枫根表面积和根体积显著增大,粗根根长占总根长的比例增加,细根根长占总根长的比例显著降低。根内根孢囊霉对元宝枫根系形态的影响比摩西斗管囊霉显著。③元宝枫生长状况与其根系活力和根系形态密切相关。【结论】接种AM真菌有助于增强元宝枫的根系活力,改善其根系形态,促使其汲取更多养分,进而提高其生物量。

两种丛枝菌根真菌复合接种对青山杨生长生理指标的影响

为了解不同丛枝菌根(AM)真菌在复杂性生态系统中的协同效应和功能互补性,以及对植物生长发育的影响。选取1年生青山杨(Populus pseudo-cathayana×P.deltoides)幼苗为研究对象,分别使用根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,RI)、摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,FM)对青山杨幼苗进行单一和复合接种(根内根孢囊霉+摩西斗管囊霉,M)处理,不接种处理(CK)为对照,分析不同接种处理对青山杨生长发育的影响。结果表明:AM真菌不同接种方式,对青山杨的生长发育影响不同,复合接种处理比其单一接种处理有利于青山杨的生长发育。复合接种处理(M)的青山杨的株高、地径、叶宽、叶面积、根系活力、叶绿素a质量分数、类胡萝卜素质量分数、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶活性、可溶性蛋白质量分数、叶生物量、苗木质量指数显著(P<0.05)高于其他处理;叶绿素b质量分数显著(P<0.05)低于其他处理;叶长、叶片数、根长、根系平均直径、根系体积、根表面积、可溶性糖质量分数、根生物量、茎生物量均显著(P<0.05)高于RI处理和CK处理,但与FM处理差异不显著;乙醇酸氧化酶活性和淀粉质量分数均与RI处理差异不显著。因此,根内根孢囊霉+摩西斗管囊霉复合接种是培育青山杨的优良接种方式,在实际应用中可优先考虑根内根孢囊霉+摩西斗管囊霉复合接种。

丛枝菌根真菌在提高植物抗逆性与土壤改良中的作用与机制研究进展

【目的】为深入了解植物抗逆性及土壤生态修复的机制,开展丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在分子水平上的研究,以实现对植物生长发育及抗逆性和土壤生态改良的精准调控。【研究现状】综述AMF对宿主植物抗逆性和土壤生态改良的影响,概括AMF抵御生物胁迫和非生物胁迫的作用机制,总结AMF在非侵染性病害、土壤生态结构改良等方面的作用机制和实际应用潜力。【展望】提出AMF在植物抗逆性提升与土壤生态结构改良方面的作用是生态学与农学研究的热点,继续研究AMF如何在分子层面影响植物的应激反应、免疫机制、与土壤微生物相互作用等方面的具体机制;AMF在不同植物种类、土壤类型和环境条件下的适用性也需要深入研究。未来的研究应更加侧重AMF与植物互作的分子机制,特别是AMF在基因调控和信号传导方面的作用;探索AMF在干旱、高盐、重金属污染等极端环境下的功能多样性和适应性;AMF作为一种新兴的有机菌肥,将有助于推动农业的可持续发展,为应对全球农业面临的挑战提供新的解决方案。

丛枝菌根真菌对实葶葱生长及化感作用的影响

【目的】探究丛枝菌根真菌(AMF)对实葶葱生长发育、生理活动以及化感作用的影响,为实葶葱驯化利用和AMF种质资源开发提供参考。【方法】采用盆栽试验,将分离自实葶葱栽培田土壤中的AMF(优势属为球囊霉属和无梗囊霉属)孢子接种于人工栽培的实葶葱根际(AM处理),以未接种AMF的实葶葱为对照(N-AM处理),测定实葶葱植株生长和生理特征的变化;取实葶葱地上部和地下部,分别制备0(对照),0.25,0.5和1 mg/mL的水浸提液,以叶用莴苣种子为受体材料,采用卷纸发芽法进行发芽试验,测定叶用莴苣幼苗生长指标,以衡量实葶葱化感作用的变化。【结果】接种AMF后实葶葱生长受到显著促进,植株表型得到调控。出苗后150 d,AM处理的株高、全株鲜质量、地上部鲜质量、地下部鲜质量、根长、根体积、须根数、侧根分支数分别为15.00 cm、0.87 g/株、0.46 g/株、0.42 g/株、21.17 cm、2.24 cm 3、8.83个/株、13.92个/株,较N-AM处理分别增加了36.74%,182.87%,251.42%,132.18%,23.83%,116.23%,14.23%,169.25%;菌根生长效应随实葶葱生长而增强,于出苗后120 d达到最高值1.33;AM处理实葶葱的全株、地上部和地下部干质量分别为127.60,90.20,37.40 mg/株,较N-AM处理分别显著增加了188.04%,290.48%和76.42%,根冠比则显著降低了54.84%。AM处理实葶葱叶片叶绿素a、鳞茎可溶性糖和EPY含量较N-AM处理分别显著提高了130.25%,58.33%和41.18%,叶片叶绿素b和可溶性糖含量比N-AM处理略降低但差异不显著。AM处理根系中独脚金内酯素含量在出苗后呈增高-降低-增高的变化趋势,于出苗后60 d达到最高值(2.86 ng/g),根系活力始终高于N-AM处理,盆栽实葶葱根系AMF侵染率最终为31.55%。当实葶葱地上部浸提液质量浓度为0.5 mg/mL、地下部浸提液质量浓度为0.25 mg/mL时,AM处理的综合化感效应指数分别比N-AM处理分别提高了112.12%和66.67%;当地上部浸提液质量浓度为0.25和1 mg/mL、地下部浸提液质量浓度为0.5和1 mg/mL时,AM处理的综合化感效应指数分别比N-AM处理降低了50.94%和4.69%及18.52%和35.19%。不同质量浓度实葶葱水浸提液对叶用莴苣幼苗生长均表现出促进作用,各处理的综合化感隶属函数值均高于对照(4.06),其中以0.5 mg/mL AM处理地上部水浸提液最高(15.49),0.25 mg/mL N-AM处理地下部水浸提液最低(6.89)。【结论】实葶葱的生长发育与生理活动均受到AMF强烈的正向作用,实葶葱对受体植物的化感作用效果也受到AMF的调节。

不同持水量和氮肥形态对丛枝菌根真菌调节柑橘幼苗生长和氮积累的影响

以柑橘幼苗为研究对象,采用分室(分生长室与菌丝室)根箱装置,比较了不同水分处理[60%WFPS(Water-filled pore space);80%WFPS]与两种氮肥形态(NH_(4)^(+);NO_(3)^(-))下,丛枝菌根真菌(CK:无菌丝无根系;AMF:有菌丝无根系;RAMF:有菌丝有根系)对土壤氮含量、植株生物量和氮积累的影响.结果表明:水分水平、氮肥形态和丛枝菌根真菌均显著影响土壤氮含量、柑橘幼苗生物量及植株氮积累量;与60%田间持水量相比,80%田间持水量的土壤硝态氮和总有效氮含量分别降低了26.42%和8.28%,柑橘地上部和总生物量分别显著提高了20.66%和8.93%,柑橘地上部和总氮积累量分别提高了13.57%和6.21%;与添加铵态氮相比,添加硝态氮的柑橘地上部和总氮积累量分别提高了12.59%和5.64%,柑橘地上部和总生物量分别提高了15.68%和9.56%;不同水分和氮形态处理下,AMF均能促进柑橘幼苗生长和植株氮积累;与CK处理相比,AMF处理的地上部和总生物量分别提高了18.57%和15.06%,而RAMF处理分别提高了26.60%和25.48%;AMF处理柑橘地上部和总氮积累量分别较CK处理提高了19.49%和12.88%,RAMF处理分别提高了23.10%和20.10%.因此,不同水分和氮形态下,丛枝菌根真菌与柑橘根系共生均能促进柑橘幼苗生长,提高氮素积累能力.

丛枝菌根真菌和根瘤菌与植物共生研究进展

丛枝菌根真菌(AMF)和根瘤菌可以影响植物生产力、微生物群落结构和土壤质量,是生态系统可持续发展的重要驱动因子。在长期的进化过程中,AMF和根瘤菌逐步形成了互惠互利共生关系,充分发挥AMF-根瘤菌-植物共生体的生物固氮和养分吸收等作用,对于减少化学肥料的投入,保障农业可持续发展具有重要意义。但也有研究表明AMF和根瘤菌之间存在相互制约的作用,这可能与环境因素密切相关。因此,需要系统总结AMF-根瘤菌与植物共生相互作用的机理及其影响因素。本研究通过文献梳理以及定性比较分析,阐明了植物根系通过根系分泌物刺激根瘤菌和AMF形成结瘤因子和菌根因子,激活后续信号通路,从而使根瘤菌和AMF与植物建立共生关系的过程和机制;概述了AMF-根瘤菌与植物共生的协同增效和拮抗作用;总结了影响AMF和根瘤菌与植物共生及其相互作用的生物和非生物因素。最后,本研究提出AMF-根瘤菌与植物建立共生关系的作用机理目前还不完全明确,微生物菌肥研发缓慢等问题,并从理论、技术和应用等层面对未来研究的重点方向进行了展望,以期为利用AMF和根瘤菌促进农业可持续发展提供新思路和新方法。

接种丛枝菌根真菌对毛红椿幼苗生长及抗旱性的影响

为探究接种丛枝菌根真菌(AMF)促进毛红椿幼苗抗旱性机制,以毛红椿幼苗为材料,探究接种AMF对毛红椿幼苗在正常浇水(NW)、轻度干旱胁迫(LS)、中度干旱胁迫(MS)和重度干旱胁迫(SS)处理下的生长和光合生理影响。结果表明:在干旱胁迫下,毛红椿幼苗生长和生理均受到不同程度抑制,但接种AMF可缓解干旱胁迫对苗木生长的抑制,显著促进毛红椿幼苗苗高和地径的生长(P<0.05)。接种AMF与对照(CK)的毛红椿幼苗叶片除气孔导度(G_(s))在中度干旱胁迫下差异不显著外,G_(s)在另外3个干旱胁迫处理下及蒸腾速率(T_(r))、胞间二氧化碳浓度(C_(i))、净光合速率(P_(n))在4个干旱胁迫处理下均达到显著差异(P<0.05)。在重度干旱胁迫下,接种AMF毛红椿幼苗叶片的脯氨酸(Pro)含量较CK提高了26.45%,其可溶性蛋白(Sp)含量与CK存在显著差异(P<0.05)。干旱胁迫下,与CK相比,接种AMF毛红椿幼苗叶片的丙二醛(MDA)含量较低,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性较高。由相关性分析可知,接种幼苗的内含物(Ss、Sp、Pro)与抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性之间均存在极显著正相关(P<0.01,P<0.001),光合指标除C_(i)外,其余光合指标(P_(n)、G_(s)、T_(r))与生长指标(GH、GD)均存在正相关。接种AMF能够通过提高毛红椿幼苗叶片的光合能力及渗透调节能力以增强其抗旱性,促进毛红椿幼苗生长,有效提高毛红椿幼苗对干旱胁迫的适应性。

广西金花茶根系丛枝菌根真菌染色方法探讨

金花茶(Camellia nitidissima)为山茶科山茶属植物,属于国家一级保护植物,具有很高的观赏价值及药用价值。但目前金花茶野生资源少,因此寻找高效的人工种植方法快速繁殖金花茶优良种苗,进而大幅度提高规模化种植金花茶的产量十分必要。丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌能显著促进植物生长发育、提高作物产量、增强植物抗逆性和抗病性,金花茶接种AM真菌,对金花茶有积极的影响。由于几乎所有的AM真菌接种试验均涉及菌根发育状况观察与侵染率测定,而目前AM侵染状况的观察测定方法种类繁多,良莠不齐,因此本研究探究一种金花茶根系AM真菌检测的最佳染色方法,以便更好地观察AM真菌对金花茶根系的侵染情况。本研究以金花茶健康植株根系为试验材料,探讨5种染色剂(苏丹红Ⅳ、酸性品红、苯胺蓝、台酚蓝、醋酸墨水)对金花茶根系AM真菌的染色效果。研究表明:5%醋酸墨水染色液的染色效果最佳,根皮层细胞内AM真菌的菌丝、泡囊、孢子等结构清晰可见,且能够明确分辨AM真菌与其他未知真菌,根的染色效果可以长久保存;利用苏丹红Ⅳ和酸性品红染色的AM真菌菌丝、泡囊与背景反差不明显,而且酸性品红的染色效果保存时间短,不利于观察;苯胺蓝和台酚蓝的染色效果略次于醋酸墨水,且价格昂贵,成本高。除醋酸墨水外,其他4种染色剂均是疑似致癌物,长期使用对操作人员的健康产生非常大的安全隐患。醋酸墨水染色操作简便、毒性低、成本低廉、染色效果极佳,适用于金花茶根系AM真菌的染色和制片观察。本研究结果可为今后金花茶菌根种苗的应用提供新的思路。

丛枝菌根真菌对甘薯源库关系、养分吸收和产量的影响

丛枝菌根真菌(AMF)能与作物根系形成共生关系,甘薯(Ipomoea batatas L.)是一种适应性强、高产、多用途的粮食作物,对AMF的依赖性较强。为探究接种AMF对甘薯全生育期源库关系、养分吸收和收获期产量的影响,以徐薯28和与之能建立良好共生关系的幼套近明球囊霉为试验材料,设接菌和不接菌两个处理,将大田与盆栽试验相结合,利用盆栽试验分析接种AMF对甘薯全生育期的茎叶生长状况、块根膨大、植株生物量和根际效应的影响,利用大田试验验证AMF对甘薯收获期块根产量和商品性的影响。结果表明:接种AMF降低了分枝结薯期、旺长期和薯块膨大期的茎叶鲜重;显著提高了分枝结薯期、旺长期和薯块膨大期的根冠比;显著提高了分枝结薯期和薯块膨大期缓效钾的根际效应,显著提高了分枝结薯期和旺长期块根氮、磷、钾的积累量;显著增加了全生育期块根鲜重。相比不接菌根,收获期的单株产量在盆栽试验中增加了32.58%,大田试验中增加了23.05%。因此,接种AMF能促进根际土壤中的钾活化,促进养分吸收的同时,抑制养分和干物质向地上部分配,协调了源库发展,促进了块根形成与膨大,并提高产量。

接种丛枝菌根真菌配合氮肥减施对辣椒–大豆间作体系氮素吸收的影响

【目的】叶菜及经济效益较高的茄果类如辣椒、番茄等占云南省设施蔬菜栽培面积的62.19%,蔬菜连作以及氮肥的大量施用制约了设施蔬菜高产优质,降低了土壤质量。研究接种丛枝菌根真菌(AMF)和氮水平对作物生长、土壤氮残留及生物相关特性的影响,为提高设施蔬菜产量,减少氮肥施用量,降低土壤氮残留提供理论依据。【方法】以大豆和辣椒间作为种植模式进行盆栽试验。设计了接种AMF、氮肥用量、种植模式三因素试验。在大豆、辣椒单作、大豆辣椒间作3个种植模式下,分别设3个施氮(N)水平:0、100、200 mg/kg土(N0、N1、N2);每个氮水平下,再设土壤不接种、接种AMF菌剂处理(NM、AMF),共组成18个处理。在蔬菜收获期,取样测定蔬菜生物量、根系长度、AMF侵染率,测定根际土壤硝态氮、铵态氮含量、氮代谢酶活性以及菌丝密度。【结果】接种AMF、施氮量、种植模式及三者的交互作用对辣椒和大豆根系AMF侵染率、植株生物量和根长的影响都达到显著水平(P<0.01)。N1处理显著增加了辣椒、大豆根系的菌根侵染率,且在间作条件下的增幅最高;N1处理下,接种AMF和间作均显著增加了辣椒、大豆植株生物量和氮吸收量,抑制了根系的伸长。N2处理显著增加了土壤铵态氮和硝态氮含量,接种AMF显著降低了辣椒、大豆植株根际土壤铵态氮和硝态氮含量,间作则显著降低了辣椒根际土壤硝态氮含量和大豆根际土壤铵态氮含量。接种AMF、间作均明显增加了植物根际土壤中蛋白酶、脲酶及硝酸还原酶活性。N1处理显著增加了土壤菌丝密度,间作条件下接种AMF显著增加了辣椒根际土壤菌丝密度。【结论】配合间作和接种AMF措施,氮肥减施可提高蔬菜根际菌根侵染率,增加土壤中菌丝密度,提高氮代谢酶活性,从而促进蔬菜生长和氮素吸收,减少土壤氮残留,因此,蔬菜间作种植下,接种AMF配合氮肥减施有望成为改善设施土壤肥力,提高氮肥利用效率,促进蔬菜健康生长,减少土壤氮素残留的配套技术。

丛枝菌根真菌对不同Cd积累型辣椒根系Cd固持及辣椒生长的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)可增强宿主植物对镉(cadmium,Cd)的耐受性。然而,AMF对不同Cd积累型作物Cd吸收的影响尚不清楚。采用沙培方法,在Cd胁迫下,以Cd高积累型辣椒品种辣研101和Cd低积累型辣椒品种辣研201为研究对象,设置2个接菌水平,即接菌(Fm)和不接菌(CK),研究接种AMF对不同Cd积累型辣椒品种生长指标、根系形态指标、木质部伤流液Cd浓度、根系Cd离子流速的影响。结果表明:Cd胁迫下,接种AMF促进了辣椒生长。与CK相比,接种AMF使得辣椒根系干质量显著增加,辣研101、辣研201分别提高了99.71%、82.61%;辣研201的地上部干质量及辣研101的总根长、根表面积、根体积、根系平均直径均显著增加。两个辣椒品种伤流液Cd浓度均呈下降趋势,在30 d时降幅最大,辣研101、辣研201分别下降32.12%、45.83%;根系Cd2+平均流速也大幅下降,且辣研101降低幅度(81.8%)大于辣研201(77.2%)。AMF可抑制两个辣椒品种根系对Cd的吸收,且对Cd高积累型品种辣研101的抑制效果强于Cd低积累型品种辣研201。