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。

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。

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。

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。

丛枝菌根真菌对大葱幼苗生长和矿质元素吸收的影响

以大葱品种青叶1号为试材,探讨接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对葱苗生长及矿质元素吸收的影响。结果表明,AMF与大葱根系形成了良好且稳定的共生关系,接种45 d后根段的侵染率达到83.3%。与未接种处理(CK)相比,接种AMF显著提高了葱苗的株高、假茎长、茎粗、地上部和地下部的干鲜质量、根系活力、根系表面积、光合色素含量,以及矿质营养元素N、P、K和Mn的含量,促进了健壮葱苗的培育。

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。

当归根际丛枝菌根真菌群落及其影响因子分析

分析丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)菌群在当归生长过程中的变化,以期为AMF在当归提质增效中的应用提供一定的研究基础。基于Illumina Miseq高通量测序技术,测定当归叶丛期、根膨大期和成药期根际土壤的AMF多样性和菌群组成。同时测定根际土壤理化特性和重金属镉和砷含量,并分析AMF菌群对土壤因子的响应。结果显示:随着当归的生长,当归根际土壤AMF菌群的α多样性增加,β多样性存在差异;当归根际AMF的优势菌属为球囊霉属Glomus_f_Glomeraceae和多孢囊霉属Diversispora;在当归的生长阶段,多孢囊霉属的丰度逐渐降低,而球囊霉属的丰度逐渐增加成为绝对优势菌,仅Unclassified_o_Diversisporales属在当归不同生长期的差异显著(p<0.05);土壤pH值、电导率及重金属镉和砷共同影响当归根际AMF的多样性和菌群组成。以上结果表明AMF多样性和菌群组成在当归的不同生长期具有明显的变化,土壤因子是AMF多样性和菌群组成变化的重要驱动因素,这些发现将有助于揭示当归生长与AMF的相互关系和机制,为当归的生态种植和提质增效提供理论参考依据。

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。

藏南谷地湿地植物丛枝菌根真菌群落结构随海拔变化的驱动因素初探

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在维持高原湿地生态系统功能和促进其稳定性等方面发挥着重要作用,但AMF群落多样性及其构建过程对海拔的响应尚不清楚。本研究在藏南谷地沿4200~5100 m的海拔梯度进行了湿地植物调查、水体因子测定和土壤样品采集并分析。结果显示,藏南谷地湿地生态系统的AMF群落结构随海拔变异较大,其中以Glomus为优势属,且其相对丰度随海拔的上升呈显著下降的趋势。所有采样点中,AMF群落组成的差异以物种替换过程为主。变差分解结果表明,底泥和水体是解释AMF多样性海拔格局的主要环境因子。

接种丛枝菌根真菌对不同生育期牧草生长的影响

为探究接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对不同生育期牧草生长的影响,本研究选取无芒雀麦(Bromus inermis)、冰草(Agropyron cristatum)、羊草(Leymus chinensis)和草地早熟禾(Poa pratensis)4种牧草进行盆栽试验,分别在苗期、拔节期和刈割后拔节期进行取样,测定植物生物量、菌根侵染率和菌丝密度等指标。结果表明:与不接种AMF相比,接种AMF显著提高了无芒雀麦和羊草的地上与地下生物量,但对刈割后拔节期冰草和草地早熟禾的地上和地下生物量无显著影响;4种牧草在不同生育期下菌根响应均为正效应,但是刈割后拔节期冰草、羊草和早熟禾菌根生长响应显著降低;4种牧草根系的菌根侵染率随生育期均呈增加趋势;刈割后拔节期土壤菌丝密度达到最高。因此,AMF与植物的共生关系具有物种特异性,共生作用随着生育期发生改变,随着生育期根内和根外AMF丰度增加,但菌根生长响应下降,说明AMF对植物幼苗有更强的促生作用,而这种促生作用与AMF丰度无关。

多样化培肥模式调控丛枝菌根真菌促进玉米磷素吸收

利用丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)从农田生态系统获取养分,是红壤作物吸收土壤磷(P)素的有效途径。针对我国南方红壤生物功能退化、P生物有效性低、作物产量低等问题,如何调控作物根际AMF群落,优化其与宿主的互惠共生关系,是突破红壤区作物P摄取瓶颈的关键。结合红壤旱地生态间作与有机(秸秆、猪粪、生物肥)无机肥料配施的4种多样化培肥措施,基于作物产量和红壤磷素活化水平,筛选最优培肥模式,并进一步利用扩增子高通量测序和显微观察等技术,解析红壤旱地最优培肥措施调控AMF群落组成,揭示优化的AMF群落激发宿主玉米磷素摄取机理。结果表明:相较于玉米单作配合常规化肥(Mo+NPK),花生/玉米间作结合秸秆/生物肥的有机无机配施(In+NPKSB)使红壤旱地全磷(TP)提高29.07%、有效磷(AP)提升1.35倍,且增强了玉米根内AMF群落科水平间的联系。该措施AMF定殖率是传统化肥措施的2.24倍,玉米根际酸/碱性磷酸酶(ACP/ALP)活性提高32.18%和41.66%,玉米生物量提高34.98%,产量提高67.27%。研究证实红壤旱地花生/玉米生态间作结合秸秆/生物肥有机无机配施的培肥措施可通过优化玉米根内AMF群落组成,促进土壤P活化,为在红壤旱地因地制宜推广可持续农业发展的集成应用提供理论依据。

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。

锰矿区大叶胡枝子灌丛土壤的丛枝菌根真菌多样性

大叶胡枝子(Lespedeza davidii)为一种豆科灌木,具有较强耐受重金属胁迫及固氮能力,也是矿区一种重要修复植物。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是一类植物共生真菌,它在矿区与植物共生可促进植物生长、提高植物的抗逆性;但其种类、分布及其影响机制尚不够清楚。以大叶胡枝子灌丛土壤AMF群落为研究对象,采集矿区与非矿区大叶胡枝子冠下及其相邻空旷地土壤进行内部转录间隔区(ITS)测序,分析土壤理化性质,揭示不同样地土壤AMF群落的多样性及其影响因素。研究结果表明:(1)土壤样本共得到2961个可操作分类单元(OTU),其中属于AMF的OTU为66个;Silva数据库比对发现AMF有7目10科16属24种。AMF总体物种丰度为矿区相邻空旷地土壤>矿区冠下土壤>非矿区冠下土壤>非矿区相邻空旷地土壤,Shannon指数和Simpson指数与该趋势保持一致。(2)矿区土壤AMF群落以内养囊霉属(Entrophospora)等为优势属,非矿区冠下以斗管囊霉属(Funneliformis)等为优势属。稀有内养囊霉(Entrophospora infrequens)是4个样地共有的优势种,该种为广谱生态型种;Archaeospora sp.和Paraglomerales sp.为矿区冠下的优势种,它们对锰胁迫有较强的耐受性;Funneliformis sp.为非矿区冠下的优势种。(3)冗余分析(RDA)表明,AMF的种类和数量受到锰含量、土壤pH值以及全磷含量的显著影响。本研究结果说明AMF种类及多样性受到土壤理化性质的影响;矿区一些耐性AMF的存在提高了AMF多样性,它们有利于逆境条件下植物的生长。

生物炭和丛枝菌根真菌协同促进稻田土壤有机磷向无机磷的转化和水稻磷素吸收

【目的】明确生物炭和丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)及其协同作用对土壤磷素赋存形态和水稻磷吸收的影响,为提高稻田土壤磷素有效性提供科学依据。【方法】水稻(Oryza sativa L.)盆栽试验在温室内进行,以正常施肥管理为对照(CK),在此基础上设置接种AMF处理(A)、施用生物炭处理(10 g/kg土,B)、同时接种AMF和施用生物炭处理(10 g/kg土,AB)。水稻收获时采样测定土壤pH、电导率(EC)、微生物生物量、磷酸酶活性以及不同形态磷的含量,分析了水稻根系菌根浸染率。【结果】与CK处理相比,生物炭、接种AMF及其联合添加处理(AB)土壤pH值分别显著增加了0.16、0.17和0.23个单位;生物炭处理土壤EC增加了7.4%,而接种AMF处理降低了6.4%;AB处理土壤微生物量碳和磷含量分别增加了39.1%和139.7%。稻田土壤中最主要的磷素赋存形态为稳态磷(HCl-Pi和Res-P),占全磷的75%~77%,其次是中度活性磷(NaOH-Pi和NaOH-Po),占全磷的16%~18%,而活性磷(H2O-P、NaHCO3-Po和NaHCO3-Pi)含量仅占全磷的7%~8%。生物炭、接种AMF及二者联合添加处理(AB)显著增加了土壤活性磷和中度活性磷中无机态磷组分(H2O-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi)的含量,降低了有机态磷组分(NaHCO3-Po、NaOH-Po)含量,且AB处理对活性和中度活性无机磷组分的提升幅度显著高于接种AMF处理。与CK相比,生物炭、接种AMF及AB处理均显著增加了土壤酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性(P<0.05),AB处理的增幅最高,分别为25.1%和25.5%,且显著高于单独接种AMF处理。AB处理显著增加了水稻根系菌丝和丛枝侵染率,较接种AMF处理分别增加了7.04(P<0.001)和2.37(P<0.05)个百分点。生物炭和接种AMF处理对水稻地上部和地下部磷吸收量均无显著影响,而AB处理显著增加了地下部磷吸收量,相较于CK增加了200.0%。【结论】生物炭和AMF联用提高了土壤pH、酸性和碱性磷酸酶活性,促进了活性和中度活性磷中有机态磷向无机态磷的转化,进而优化了土壤磷素的赋存形态,提高了磷素有效性。生物炭与AMF联用显著增加了水稻根系的菌丝和丛枝侵染率,促进了水稻的磷素吸收。因此,生物炭与AMF联用可更有效地改善土壤磷素有效性,提高水稻对磷的吸收利用。

两种丛枝菌根真菌定殖青山杨后对舞毒蛾的抗性研究

【目的】研究丛枝菌根真菌(AMF)对青山杨抗虫性的影响以及舞毒蛾对AMF定殖青山杨的适应能力,为AMF定殖青山杨后抗虫性的研究提供科学依据。【方法】分别以对照(CK,无AMF定殖)、根内根孢囊霉(GI)或摩西管柄囊霉(GM)定殖的青山杨叶片饲喂舞毒蛾幼虫,统计3、4、5龄幼虫的体重、体长、头壳宽和食物利用率,测定4、5龄幼虫解毒酶酸性磷酸酯酶(ACP)和碱性磷酸酯酶(AKP)的活性。【结果】GI组3、4龄幼虫的体重显著高于对照组(P<0.05),5龄与对照组差异不显著,GM组5龄幼虫的体长、体重、头壳宽、食物利用率均显著高于对照组。GI组3龄幼虫取食量显著高于对照组(P<0.05),4、5龄显著低于对照组,GM组5龄显著高于对照组,3、4龄与对照组差异不显著。GI组ACP显著低于对照组(P<0.05),AKP在4龄显著高于对照组,5龄AKP活性显著低于对照组。GM组两种解毒酶活性均显著高于对照组。【结论】GI定殖的青山杨能促进舞毒蛾低龄幼虫的生长,对舞毒蛾老熟幼虫的生长影响不显著。GM定殖青山杨叶片促进了舞毒蛾幼虫的生长发育,提高了食物的利用效率,激发了幼虫体内磷酸酯酶活性,表明舞毒蛾对GM定植的青山杨有更好的适应性。AMF对树木及植食性昆虫的影响具有种类特异性,GI定殖对青山杨的抗虫性的影响呈中性,GM定殖对青山杨的抗舞毒蛾产生负效应。

生石灰—丛枝菌根真菌对酸性锡尾矿化学性质及6种草本植物生长的影响

【目的】研究生石灰—丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)—草本植物协同作用对酸性锡尾矿的改良效应,筛选酸性锡尾矿适生优势植物。【方法】采用盆栽试验研究生石灰与AMF混合菌剂对锡尾矿上黄茅[Heteropogon contortus(L.)Beauv.]、香根草[Chrysopogon zizanioides(L.)Roberty]、狗牙根[Cynodon dactylon(L.)Pers.]、苜蓿(Medicago sativa L.)、狗尾草[Setaria viridis(L.)Beauv.]和黑麦草(Lolium perenne L.)生长、重金属累积和根际主要理化性状的影响。【结果】与对照处理相比,添加生石灰—AMF可提高尾矿pH值、有机质和速效养分含量,且显著增加6种草本植物生物量,尤以黑麦草增加最多。所有复合处理中,生石灰处理下黄茅根际尾矿pH值最高,较改良前提高了0.92;生石灰—AMF处理下,香根草根际尾矿有机质含量较高,较改良前提高了7.6倍;苜蓿和黑麦草根际尾矿碱解氮和速效磷含量相对较高,分别较改良前提高约14倍和21倍。生石灰—AMF—草本植物组合可有效降低根际尾矿有效态Cu、Pb含量,分别降低了15.66~17.07和1.43~1.48 mg/kg,而仅有生石灰—AMF—狗尾草或黑麦草组合可有效降低有效态Cd含量,降低了0.58~0.59 mg/kg。【结论】生石灰—AMF—草本植物协同有助于锡尾矿的改良。在生石灰—AMF组合改良下,建议推荐黑麦草、黄茅、香根草和苜蓿为酸性锡尾矿植被恢复的先锋植物。

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。