基于meta分析的丛枝菌根对小麦产量和品质的影响

小麦是人类种植的最为重要的作物之一,对保障粮食安全有着极其重要的作用,因此,小麦的高产、稳产、优质一直是研究的热点科学问题;而丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae,AM)是存在于植物根系的最广泛共生体,能够改善植物营养、提高植物产量和提升植物品质。为了系统、全面地评估AM在小麦生产方面的功能,筛选有利于小麦生产的高效AM真菌,本研究采用meta分析方法,基于171篇相关研究文献建立了数据库,整体评价了AM对小麦产量和品质的影响,并探讨了不同AM真菌的效应差异。结果表明,AM能通过提高17.1%的穗粒数和15.7%的千粒重,而实现小麦增产24.2%;同时,AM改善了小麦的品质,使籽粒蛋白质含量提高15.7%,P和Zn含量分别增加15.2%和21.5%;AM对小麦产量和品质的改善可能是基于改善了小麦植物营养状况和叶片叶绿素含量,其提高小麦植株地上部N含量8.4%、P 16.2%、Ca 91.2%和Zn 11.3%,并提高叶绿素含量27.5%。不同属或种的AM真菌对小麦产量和品质的影响存在明显差异,其中,斗管囊霉属真菌的效应更显著和稳定。本研究全面评价了AM对小麦产量和品质的影响,探讨了其作用机制,分析了不同AM真菌的效应差异,以期为丛枝菌根应用于小麦生产,以及选择高效的AM真菌提供理论和实践依据。

基于Meta分析菌根菌对植物叶片生理的影响

叶片作为植物的重要器官,其养分、光合色素、可溶性糖、可溶性蛋白等含量,以及各种酶活性都是表征其生理的重要参数;而光合作用、蒸腾作用则是叶片重要的生理活动指标。菌根菌是一类与绝大多数植物形成共生的土壤微生物,能够影响叶片生理。本研究选择分布最广泛的丛枝菌根菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF),针对以往大多数研究只关注单一植物接种AMF探究其生理功能的问题,采用Meta分析(Meta-analysis)的定量研究方法,对152篇相关文献整理建库,评估了AMF对植物叶片生理的影响,探究了不同分类水平上AMF的效应。结果表明:AMF显著提高了叶片氮、磷、钾、钙、镁和锌含量,提高了12.6%~26.3%;增加了叶绿素、叶绿素a和叶绿素b含量,分别增加了16.3%、12.1%和11.1%;对可溶性糖和可溶性蛋白则分别提升了34.8%和18.4%;同时,AMF提高了叶片各种酶活性,分别为过氧化物酶31.3%、超氧化物歧化酶17.8%、过氧化氢酶23.3%、多酚氧化酶59.1%、苯丙氨酸解氨酶65.3%;AMF提高了叶片的净光合速率(27.7%)和蒸腾速率(31.1%)。表明AMF因分类(科、属、种)不同,对叶片生理的影响也存在差异。本研究系统评价了AMF对叶片生理的影响,丰富了AMF的功能多样性理论,为筛选改善叶片生理的高效AMF提供了切实的依据。

丛枝菌根真菌对西藏高原草地植物和土壤环境的影响

采用三室隔网装置，就Glomus etunicatum、Glomus intraradices、Glomus mossecte对2种高山草地植物和土壤环境的影响进行了研究。结果表明：（1）接种AM真菌对草地植物的侵染和生长均具显著效应，植株地上部、根系干物重以及含磷量、吸磷量均显著高于不接种处理，菌根菌丝对植株吸磷的贡献率达47.8％-69．5％。其中，Glomus intraradices、Glomus mosseae分别对穗序剪股颖、紫羊毛吸收土壤磷索更具促进作用。（2）各接种处理中室土壤中各类微生物数量均显著高于边室土壤，但边室土壤中放线菌，特别是细菌、真菌的平均增幅均远高于中室土壤，表明菌根际、菌丝际土壤中各类微生物的数量差异趋于明显缩小，微生物区系构成得以平衡与改善；解磷细菌（芽孢杆菌）亦呈同一趋势。（3）2—1 mm粒径团聚体在土壤水稳性团聚体构成中占有绝对比重，菌根菌丝对距根表不同距离处2—1 mm团聚体形成的贡献率均在70％以上，但距根表2—4cm处菌根菌丝贡献率明显低于0-2、4-6cm处，并未表现出随菌丝密度增加而提高的趋势；5—2mm水稳性团聚体仅距根表较远处有少量形成（菌丝贡献率达100％），0-2、2—4cm处则未见分布。（4）同一、不同AM真菌对不同或同一草地植物的侵染及所产生的菌根效应具有不同程度的差异，穗序剪股颖各接种处理普遍优于紫羊毛，紫羊毛＋Glomus mosseae、穗序剪股颖＋Glomus intraradices优于同组其他接种处理的趋势较为明显。

有机污染土壤中菌根的作用

近年来 ,土壤有机污染问题日益突出 ,传统的修复方法存在局限性。菌根是植物根系与菌根真菌形成的共生体 ,能增强植物的逆境抗胁迫能力 ,对于促进有机污染物的降解和转化具有积极的作用。本文主要阐述了石油、多环芳烃、多氯联苯、农药和酞酸酯等几类典型的有机污染土壤中外生菌根和丛枝菌根的作用 ;旨在说明利用菌根技术修复有机污染土壤是生物修复的一项重要工具 ,具有广阔的发展前景 ,为进一步研究菌根的作用以及更好地运用菌根技术奠定基础。

丛枝菌根真菌对西藏高原固沙植物吸磷效率的影响

采用盆栽方法，就外源菌种、土著菌种（含混合菌种）对固沙植物白草（Pennisetum flaccidum）生长和吸磷效率的影响进行了研究。结果表明，白草具有较高的菌根依赖性（平均达166．4％）；不同AM真菌（或真菌组合）对白草根系均具显著的侵染效应。随菌根侵染率的提高，植株生物量、吸磷量均呈显著增加（相关系数分别为0．7465^＊、0．6000^＊）；菌根菌丝对白草吸收土壤磷素的贡献十分明显，各接种处理菌根菌丝对植物吸收土壤磷素的贡献量、贡献率分别在3．2～11．6mg／pot和61．5％～85．3％之间；接种菌根处理植株吸磷量呈Glomus intraradices〉G．mosseae＋G．etunicatum＋G．intraradices＋Scutellospora erythropa〉G．mosseae（外源菌种）〉G．mosseae＋G．intraradices＋Scutellospora calospora〉G．mosseae-I，（土著菌种）〉G．etunicatum的趋势。此外，不同AM真菌对寄主植物地上部、根部生物量和吸磷量的影响程度明显不同，一般呈地上部〉根系的趋势，但寄主植物根系的生长速率相对较快；土著菌种中，多菌混合接种对寄主植物的侵染效应明显高于单一接种。

柚木菌根及其对苗期生长影响的研究

在广东、广西、云南 7个点进行采样调查的结果表明 ,在自然条件下 ,7个柚木根系样品全部感染AM菌 ,感染率达 4 0 % 70 % ,感染指数达 11 6 7 19 17;4个AM菌对 12个不同地理种源柚木苗人工接种的结果表明 ,全部处理均形成感染 ,感染率达 70 % 10 0 % ;利用 3个AM菌对 4个柚木无性系进行人工接种 ,感染率达 86 % 10 0 % ,感染指数达 2 8 33 5 2 5 0 ;接种株苗高比对照增加 5 4 0 % 4 0 8% ,地径增加 5 % 4 30 % ,生物量增加 116 4 % 2 5 74 8% ;统计结果表明 ,无论无性系、菌种或无性系×菌种在苗木高、地径及生物量上与对照的差异均为极显著 ;综合比较 ,3个菌种对柚木生长均有接种效果 ,以G90 0 4效果最好 ,G6 0 0 8菌株次之 ,再次是G30 0

丛枝菌根真菌对番茄生长的影响

【目的】研究不同种类丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizae,AM)对番茄生长的影响,为后续研究和开发菌根菌剂在蔬菜产业的应用和推广提供依据.【方法】利用盆栽试验接种5种不同的AM真菌:单孢球囊霉(Glomus monosporum,G_1)、根内球囊霉(Glomus intraradices,G_2)、地表球囊霉(Glomus versiforme,G_3)、光壁无梗囊霉(Acaulospora laevis,AL)和土著AM真菌black及未接种处理(CK),分析比较了不同AM菌剂处理下对番茄菌根侵染率,地上、地下生物量,株高等生长指标和可溶性糖、可溶性蛋白含量等生理指标的影响.【结果】5种处理均能侵染番茄根系形成菌根,G_1、G_3处理对番茄根系的侵染率最高,分别为64.33%、59.22%;G_1与G_3处理分别显著的增加了植株株高与茎粗;G_1、G_3处理可显著影响植株地上生物量、地下生物量及总生物量;G_1、G_3处理可显著增大气孔大度、减小胞间CO_2浓度,较CK显著提高植株叶片净光合速率70.50%、83.17%;5种处理均能提高叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量;G_3处理下显著提高叶片可溶糖含量.【结论】不同的AM真菌对同一宿主的促生效应不尽相同,G_1、G_3处理对番茄植株的促生效应最为显著,具有开发为番茄菌根菌剂的潜力.

丛枝菌根对尾矿环境的生态修复作用

采矿业在促进国民经济发展的同时,也带来严重的环境问题。残留的大量尾矿不仅造成土地资源的浪费,还严重污染了生态环境。尾矿的物理结构很差,极端贫瘠、重金属含量高、具有极端pH值,致使植被难以覆盖,生态修复困难。丛枝菌根真菌在矿区生态恢复中发挥了较好的效应,能够促进宿主植物对矿质元素的吸收,提高植物抗逆性,尤其是对重金属的抗性。因此,丛枝菌根真菌对于尾矿库的生态修复具有很大的应用潜力。

丛枝菌根在煤矸石山土地复垦中的应用

煤矸石是采煤和洗煤过程中排出的固体废弃物,一方面占用了大量的土地资源,另一方面也成为固、液和气三害俱全的污染源,造成了一系列生态环境问题。以宁夏大武口洗煤厂煤矸石山复垦地为实验点,在自然状况下接种丛枝菌根真菌,研究其对煤矸石山土地复垦的生态效果。结果表明,菌根在煤矸石山土地复垦中具有较好的生态效果。接种菌根真菌13个月后能够提高植被成活率15%,促进植株生长和发育。植株生长快,植被的盖度高于对照9%,增加了生物物种的丰度。接种菌根后植株的侵染率高达90%以上,菌丝长度较对照伸长1.4倍,扩大了根系的范围,有利于维持该生态系统的稳定性。

丛枝菌根对矿区环境修复的生态效应

针对煤矿区生态环境修复过程中存在的主要问题,通过定位监测菌根的生态来探索菌根生物技术在矿区环境治理的效应与推广模式。菌根对植物生长具有明显的促进作用,接种菌根6个月后杨树和白蜡的胸周和株高分别较对照明显增加,菌根侵染率达到80%以上,菌根与植物共生作用好。接种菌根菌6个月后,菌根际菌丝长度远远高于对照,产生的孢子数量也明显增加,接种菌根菌对于降低煤矿区环境修复成本以及增加未来生态收益具有很大的潜力,维持了矿区生态系统的稳定。

煤矿区先锋植物猪屎豆接种丛枝菌根的效应研究

以煤矿尾矿区土著先锋植物猪屎豆(Crotalaria pallida Ait.)为研究对象,开展了3种基质配比、4种丛枝菌根接种后的效应研究。结果表明:(1)从宿主生物量、菌根侵染率及侵染强度、50g干土中的孢子数、根系活力看,A4菌根是最适合梅州明山矿区先锋植物猪屎豆的优势菌种,菌剂与基质优势组合是A4B1;(2)不同菌种、植株及地上部/地下部对镉、锌、铜、镍、锰5种重金属元素的吸收-排斥效应是不同的。从镉元素看,与对照A5相比,A1、A3、A4菌根促进或抑制对镉吸收-排斥效应均达极显著差异水平,这3种菌根结合猪屎豆可作为明山废矿区镉污染丛枝菌根-植物联合修复的优势菌种;4种菌根对促进或阻止铜、锰吸收-排斥效应均不显著;(3)覆土少的(覆2cm厚黄土于9cm厚煤矸石上)相应高于不接种且覆土厚(覆7cm厚黄土于4cm厚煤矸石上)的,说明接种菌根具有抵消由于覆土少而导致的植株生物量降低的潜力,极大地节约了复垦费用,综合经济效益十分可观。

AM真菌对药用植物的影响及其作用机理

近年来对丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌的生理生态特性、生物多样性及作用机制等方面已有了深入研究,其中AM真菌对药用植物的作用是目前菌根研究领域的热点问题。该文阐述了AM真菌对药用植物的生长发育、次生代谢物、抗性等方面的影响,并阐明其作用机理;综述近几年国内外的研究进展,讨论并展望了药用植物AM真菌的研究方向,为进一步探讨AM真菌在药用植物绿色栽培中的应用提供理论依据。

接种AM菌剂对樟树幼苗生长效应的影响

为了解丛枝菌根真菌在野外环境中对植物生长的影响,对樟树(Cinnamomum camphora)幼苗进行AM菌剂接种试验,5个月后对樟树幼苗苗高、地径,根、茎、叶生物量,光合特征以及感病情况进行测定,探讨丛枝菌根真菌对樟树幼苗生长的影响。结果表明:接种组樟树幼苗的苗高、地径均有明显提高;根、茎、叶生物量分别是对照组的6.02、3.48和3.40倍;叶片叶绿素a、叶绿素b和总量分别较对照提高47.02%、43.61%和46.27%;净光合速率也较对照提高。对照组感病率约为接种组的6倍,对照组感病指数为接种组的13倍。

混合菌根对蓝桉生长的影响

报道了在温室接种试验基础上 ,对蓝桉接种菌根后生长的研究。用显微镜观察根系表明 ,真菌组合在桉树根系上形成混合菌根 :Laccaria lateritia× Acaulospora laevis。统计分析了苗期菌根接种效应 ,证实了桉树接种菌根菌能显著促进苗木的生长和生物量的积累。蓝桉接种组合 LA,接种 1 6周时与对照苗相比 ,接种苗高生长量增加 2 0 .4 0 %。

AM菌对高山红景天植株生长及根腐病的影响

2～4年生高山红景天植株上接种AM菌的结果,不同AM菌处理对高山红景天2～4年生植株株高生长没有促进作用,但高山红景天植株分株数和鲜根重明显增多,其中,摩西球囊霉和根内球囊霉处理的高山红景天分株数和根鲜重最多,且它们之间没有显著性差异。在盆栽灭菌和田间不灭菌条件下,4种AM菌根真菌对高山红景天根腐病均有防病作用。其中弯丝球囊霉对高山红景天根腐病的防病作用最强,盆栽灭菌条件下防治效果为62.67%,田间不灭菌条件下防治效果为53.08%;其次为根内球囊霉。

基于野外大田试验的接菌紫穗槐生态修复效应研究

[目的]研究接菌紫穗槐对矿区退化植被的恢复生态效应,以期为丛枝菌根真菌应用于西部干旱半干旱煤矿区生态重建提供理论基础和野外试验基础数据。[方法]以紫穗槐为宿主植物,在野外大田条件下研究接种丛枝菌根真菌和紫穗槐的共生状况,以及对煤矿开采沉陷区植物根际土壤的改良作用。[结果]4a的连续监测结果表明,接菌促进了紫穗槐的生长,接菌紫穗槐成活率比对照高30%以上;接菌紫穗槐菌根侵染率和菌丝密度显著高于对照;接种菌根提高了紫穗槐根际土壤有效磷含量且降低了pH值,取得较好的生态修复效应。[结论]在野外大田条件下,接种菌根真菌能够促进植物—菌根共生关系的形成,改善植物—菌根共生体的营养环境。

滨州盐碱地芦苇AM真菌鉴定及其生态效应分析

鉴定了盐碱地芦苇根际AM真菌种类,分析了AM菌根对盐碱地芦苇的生态效益。

VA菌根真菌对白芷生长效应的研究

采用菌根应用技术,对药用植物白芷的VA菌根进行了分离鉴定,并采用AMF孢子接种白芷,观察VA真菌对白芷生长效应的影响。结果表明:泡囊成群分布,白芷根系AMF真菌菌丝感染率为44.0%、丛枝感染率为17.5%;从白芷根际土壤分离到摩西球囊霉和隐球囊霉菌根真菌,土壤含孢量为11.3个/g;孢子接种量不同,白芷生长效应存在差异,白芷对VA菌根真菌存在依赖性,接种一定数量的AMF真菌可显著提高白芷的产量。

丛枝菌根真菌接种量对铁力木幼苗的生长效应

采用盆栽接种试验,研究丛枝菌根真菌不同接种量(5、10、15、20 g·株^(-1),以不施用菌剂为对照)对国家二级保护植物铁力木的幼苗生长及光合特性的影响。结果表明:经接种处理,铁力木幼苗能够被丛枝菌根真菌侵染,形成共生关系;丛枝菌根的形成对铁力木幼苗植株高度、地径、叶片数和根长等生长指标,地上与地下部分生物量等指标均能产生显著效应;在参试的4种接种量中,以5 g·株^(-1)为铁力木幼苗最佳接种量。

丛枝菌根真菌-植物-根际微生物互作研究进展与展望

根际微生态作为土壤生态环境的热区,以多种方式影响着植物的生长和代谢,许多科学家将根系视为第二次绿色革命的关键。丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)是植物最普遍的菌根共生类别之一,与陆地植物的进化史密不可分。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与宿主植物根系形成的菌根共生体可改变植株根系形态、改善营养状况,从而促进宿主植物的生长发育,提高抗逆性及抗病性,参与植物的许多生理代谢过程,并通过对土壤结构及微生物群落结构的调节间接影响植物的生长。本文简述了AMF与植物、根际微生物和菌根辅助菌(mycorrhizae helper bacteria,MHB)的互作研究结果,探讨了菌根共生对植株建立、竞争、维持生物多样性及其在地球环境生态中的重要作用。尽管AMF与植株共生已经表现出良好的生产效益,但是大多数科学文献报道的研究都是在受控条件(生长室或温室、无菌基质)下进行的,由于AMF在自然环境中的响应可能会发生显著变化,因此我们还需要在田间条件下评估AMF的能力。其次,进一步探索植物与真菌分子对话中的共生基因网络和关键转录因子、破译MHB的关键代谢信号通路也十分重要。