生态系统中根系共生的主要类型及其研究进展

菌根、Frankia根瘤、固N根瘤是陆生植物生态系统中 3种重要的根系共生形式。虽然它们的发现已有上百年的历史 ,但它们仅在近 2 0年才成为生物领域的研究热点。本文较系统介绍了这 3种共生类型的概念及其研究意义 ,国内外研究历史、现状并围绕菌根应用研究的进展和前景 ,阐明了 3种共生形式作为

净月潭国家森林公园针叶林根系共生真菌初步调查

采用菌根形态学及分子生物学手段对采自净月潭国家森林公园的红松Pinus koraiensis、落叶松Larix gmelinii和云杉Picea asperata根系共生真菌进行了初步调查。结果表明:外生菌根形态依据不同树种表现不同,红松外生菌根主要表现为淡黄色到褐色,不分支、偶有珊瑚状分支,外延菌丝丰富或浓密;云杉菌根颜色基本为淡黄色到黄色,末端膨大或等粗,表现为弯曲状或蜿蜒状,不分支或不规则分支、偶有羽状分支,外延菌丝少;落叶松菌根淡黄色到黄色,偶有红褐色,不分支、羽状分支或不规则分支,外延菌丝浓密,也有表现外延菌丝少量。共鉴定获得共生真菌9科9属,其中红松根系外生菌根真菌2种:美洲乳牛肝菌Suillus americanus和外生菌根真菌未定种1,内生真菌3种:Phialocephala fortinii,Cylindrocarpon pauciseptatum和Phialocephala helvetica;云杉根系外生菌根真菌5种:臭红菇Russula foetens、外生菌根真菌未定种2和外生菌根真菌未定种3,Tomentella sp.1和Tomentella sp.2;落叶松根系外生菌根真菌4种:平凹盘菌Peziza depressa、拟篦边红菇Russula pectinatoides、外生菌根真菌未定种4和外生菌根真菌未定种5。该研究结果丰富了针叶树根系共生真菌的多样性,可为进一步开展菌根形态解剖学以及菌根生态学等研究提供依据。

野生建兰根系共生真菌群落结构及生物学功能

【目的】为探究建兰Cymbidium ensifolium根系共生真菌群落结构及生物学功能。【方法】利用高通量测序技术和FunGulid数据库,对来自湖南省(HN)、福建省(FJ)、贵州省(GZ)和云南省(YN)的4个样品的野生建兰根围土壤、根表和根内3个生态位的共生真菌种群结构与功能进行鉴定和预测。【结果】建兰根系共生真菌分布在12门44纲103目241科432属中,优势门类为担子菌门Basidiomycota(49.51%)、子囊菌门Ascomycota(27.39%)和被孢霉门Mortierellomycota(20.22%),在属水平上,被孢霉属(Mortierella)(11.75%)、Saitozyma(11.45%)和Papiliotrema(7.93%)为优势属。不同建兰样品的真菌营养类型相差较大,但每个样品在根围土壤和根表间的真菌营养类型相似度高,根内菌均以腐生型为绝对优势类型(50.11%–85.98%),其中FJ样品较为特殊,3个生态位均以腐生营养型占绝对优势(85.98%–94.76%)。根围土壤和根表都以病理-腐生-共生混合型真菌为主,除此之外GZ样品的共生营养型,YN样品的腐生型、共生型,HN样品的腐生型也均为各自的优势营养类型。【结论】建兰根系共生真菌种类多样性丰富,各样品和各生态位点间的共生真菌群落结构均存在极显著差异。建兰根系共生真菌存在的潜在有益真菌包括被孢霉属、红菇属(Russula)、Saitozyma、Papiliotrema、Cladophialophora等。该研究为揭示建兰根部与真菌的共生关系,以及为建兰共生真菌的开发利用提供了理论基础。

红棕杜鹃根系真菌群落组成与多样性分析

【目的】根系真菌能够显著影响植物的养分利用效率,继而影响植物的生长状态,针对广泛分布于中国云南、四川和西藏高海拔地区的红棕杜鹃,本研究开展了大理马耳山红棕杜鹃群落的根系真菌多样性研究,以期深入了解作为群落建群种或优势种的红棕杜鹃在高海拔区域的生态优势。【方法】本研究采集了大理马耳山30 m×30 m样方内的10株红棕杜鹃成年植株的须根,通过高通量测序检测样本内的真菌多样性。并基于操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTU)实现真菌群落分类学注释,同时开展了根系真菌群落的多样性、功能型与关联网络分析。【结果】试验共获得有效序列587644条,132个OTU,分属于3门11纲22目37科42属。主要隶属于子囊菌门(73.71%)、担子菌门(17.81%)和球囊菌门(0.119%);优势纲、目、科分别为锤舌菌纲(60.52%)、伞菌纲(17.77%)、座囊菌纲(5.87%)、柔膜菌目(58.02%)、伞菌目(13.94%)、煤炱目(5.79%)、水盘菌科(27.95%)、晶杯菌科(16.18%)、口蘑科(9.96%);在属的水平上,瓶头霉属(27.95%),小杯伞属(9.96%)和树粉孢属(6.56%)占比最高。通过FUNGuild软件解析出杜鹃根系真菌多种生态群,主要包括植物内生菌,排泄物腐生菌,木腐生菌,兰花根菌真菌等多种生态类型。总体而言,杜鹃花类菌根真菌(ERM)在红棕杜鹃根系真菌群落的组成中占比较少,多数为各种类型的腐生菌和其他多种营养型的真菌。【结论】与相同区域同海拔的其他杜鹃花属植物相比,大理马耳山红棕杜鹃根系的真菌群落表现出较高的多样性,但相比起低海拔地区其他杜鹃群落的根系真菌群落而言,试验区域的根系真菌多样性明显较低,符合高海拔地区真菌多样性降低的趋势。

果树VA菌根研究进展

ＶＡ菌根是分布最广的内生菌根。ＶＡ菌根真菌能和多种果树的根系共生。本文综述了影响果树ＶＡ菌根自然侵染率的因素，ＶＡ菌根对果树矿质营养、水分状况、生长、抗病性及抗盐碱的效应，并对ＶＡ菌根在果树上的应用前景提出设想。

紫云英栽培技术

紫云英是一年生豆科作物，其根系共生的固氮菌可固定空气中的氮，据测定，盛花期紫云英平均每667m^2每年可固氮5～8kg。

凉山州龙肘山锈红杜鹃与薄叶马银花根部真菌分子检测

【目的】为检验直接分子检测法用于揭示杜鹃花属(Rhododendron)植物根部真菌(Root-associated fungi,RAF)组成的有效性。【方法】采用不依赖于培养的分子检测技术直接从锈红杜鹃(R.bureavii)与薄叶马银花(R.leptothrium)的发根(Hair root)提取DNA,用真菌特异性引物扩增r DNA-ITS区、经克隆后测序,对获得的ITS序列进行分析;通过收集NCBI中与本研究的RAF相似性97%以上的所有序列对应的真菌来源(土壤或根系的身份)数据,分析真菌的生态学特性,并用FUNGuild软件提供的方法划分真菌的生态类型。【结果】从两种杜鹃花根部共检测到15种真菌,其中担子菌门(Basdiomycota)真菌3种,子囊菌门(Ascomycota)真菌12种。柔膜菌目(Helotiales)真菌在两种杜鹃花RAF群落中占据优势,并且在两种杜鹃花根系中均检测到该类真菌。此外,两种杜鹃花根部有多种生态类型的RAF共存,包括曾被频繁报道的杜鹃花类菌根菌Oidiodendron sp.和Rhizoscyphus sp.、内生真菌Phialocephala fortinii、共生一致病过渡型真菌Pezoloma ericae、外生菌根共生菌Meliniomyces sp.,以及腐生型真菌Myceana sp.、Lachnum virgineum、Herpotrichia sp.。【结论】直接分子检测法从两种杜鹃花属植物根部检测到的真菌谱系多样性较高、生态类型复杂,这一方法能较为全面地反映杜鹃花属植物RAF多样性。