AMF介导的菌根植物抵抗重金属Pb胁迫的研究进展

土壤是植物养分的重要来源以及物质基础,近年来,由于工业“三废(废气、废水、废渣)”治理不完全、矿业生产活动以及农业肥料的滥用等造成土壤重金属Pb富集,而Pb是一种有毒有害重金属物质。重金属Pb因在土壤中不易降解导致Pb污染,引起Pb在植物体内富集,影响植物的生长发育,最终重金属Pb通过食物链在人体内富集并危害人类生命。目前,微生物修复技术是一项经济、高效的治理重金属Pb污染的方法。AMF作为与人类农业生产关系最密切的真菌,一直是科学界研究热点,AMF不仅有利于植物养分吸收、生长发育,而且帮助植物抵御外界不良环境的侵害。但在协助植物抵抗Pb胁迫方面的研究则较少受到关注,因此,本文主要综述了Pb对植物毒性的影响、AMF提高植物抗重金属Pb胁迫影响及机制、应用探讨等,期望可为维持农业可持续生产和保障人类身体健康以及植物逆境生理研究、治理植物重金属Pb胁迫提供基础资料。

宁夏沙生药用植物AMF、DSE侵染特征及DSE鉴定

为研究宁夏沙生药用植物根系丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)的侵染特征及DSE物种多样性,在宁夏各地采集健康的黄耆、苦豆子和柠条等13种沙生药用植物的根样,显微观察AMF和DSE的侵染特征,采用形态学结合分子生物学鉴定,研究DSE物种多样性。结果表明:13种植物根系中均有AMF定植;除乳浆大戟外12种植物根系均有DSE定植;AMF定植率高于DSE定植率。在苦豆子、沙蒿、沙冬青、黄耆、柠条5种植物根系分离得到4株DSE菌株,分别是Cladosporium cladosporioides、Alternaria sp.、Aspergillus fumigatus、Paraphoma chrysanthemicola。

干旱胁迫下AMF对云南蓝果树叶片解剖结构的影响

苯菌灵为杀真菌剂,在土壤含水量为32.32%、29.63%、25.86%、19.39%、12.93%和6.46%的条件下,分别添加苯菌灵和不添加苯菌灵,形成"低AMF"和"高AMF"处理。该研究以云南蓝果树幼苗叶片为材料,利用盆栽试验研究了干旱胁迫下丛枝菌根真菌(AMF)对云南蓝果树幼苗叶片解剖结构及抗旱性的影响。结果表明:添加苯菌灵处理显著降低了不同水分处理条件下AMF侵染率,随着干旱胁迫程度加剧,云南蓝果树幼苗根部的AMF侵染率显著降低。轻度胁迫条件下(土壤含水量为29.63%),叶片解剖结构参数未发生显著变化;土壤含水量低于25.86%,云南蓝果树幼苗表现出较高的抗旱性,苯菌灵处理可以显著影响叶片角质层厚度、栅栏组织厚度和上表皮厚度等7个叶片结构指标,证明了高AMF可以增强代表云南蓝果树幼苗叶片抗旱性的结构性状。土壤含水量为25.86%、19.39%和12.93%时苯菌灵处理的效果较土壤含水量为6.46%时更显著,这是因为6.46%的土壤含水量严重抑制AMF的侵染,说明AMF侵染程度会影响云南蓝果树幼苗的抗旱性。进一步用隶属函数值法对10个叶片性状进行综合评价,发现高AMF处理可增强云南蓝果树幼苗的抗旱性。该研究结果为AMF在濒危物种云南蓝果树保护过程中的合理利用提供了理论依据。

茶树接种AM真菌在干旱胁迫下的生理响应

为探究干旱胁迫下丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌对茶树生长及生理的作用机理,以福鼎大白茶(Camellia sinensis cv.‘Fuding Dabaicha’)茶树实生苗为试验材料,采用温室盆栽法,在正常水分和干旱胁迫下分别接种或不接种AM真菌幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum),探究AM真菌在不同干旱胁迫时长(4周、6周、8周)下对茶树实生苗生长、光合、渗透调节及气孔开度等的生理响应。结果显示,在两种不同的水分条件下,接种AM真菌处理均显著促进了茶树生长,增加了地上部和地下部生物量,改善了根系构型,与不接种AM真菌相比,茶树根系总长度、二级侧根和三级侧根的数量、叶片渗透势分别增加了20.00%~38.77%、48.90%~163.33%、60.00%~442.86%、29.77%~41.24%,降低了干旱胁迫下茶树叶片气孔密度和相对电导率,与不接种AM真菌相比分别降低了16.00%~42.37%、2.21%~6.67%,且在干旱胁迫下的效果更为显著。干旱胁迫显著抑制了AM真菌对茶树根系的侵染和茶树的生长,表现为抑制了茶树根系构型的建立,降低了叶片叶绿素含量、最大光量子效应(QY_max)、叶片相对含水量(RWC)、气孔开度及渗透势等。接种AM真菌能显著缓解这种抑制效应,改善茶树对干旱胁迫的生理响应,从而促进茶树生长。研究表明,AM真菌可通过优化茶苗根系构型,提高茶苗叶片的保水和光合能力,调节气孔及渗透平衡,从而促进植株对水分和养分的吸收,缓解干旱对茶树的损伤,提高茶树实生苗的抗旱能力,且随着干旱时间的延长AM真菌的促进效果更为显著。

广东省三种植物群落土壤AMF孢子比较

应用样方法,以三叶草(Trifolium repens)作盆栽扩繁,利用湿筛倾析法和蔗糖离心法分离土壤孢子,研究了广东省常绿阔叶林、人工林(台湾相思林、湿地松林、刚果按林)和木薯地等3种植物群落11个土样的丛枝菌根菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)孢子组成及分布状况。根据孢子形状、颜色、大小、孢壁饰纹及连孢菌丝等形态,将所分离的孢子划分为20个形态型(morphotypes),分属于3科5属。其中球囊霉属(Glomus)有10种形态型,无梗囊霉属(Acaulospora)5种,巨孢囊霉属(Gigaspora)和盾巨孢囊霉属(Scutellospora)各2种,内养囊霉属(Entrophospora)1种。在20个形态型中,以球囊霉属最丰富,分布最广。其中4种类型Glomusdolichosporum(Type I)、Glomus eburneum(Type J)、Glomus versiforme(Type M)和Acaulospora scrobiculata(Type D)在常绿阔叶林、人工林和木薯地中均有出现,其余类型仅见个别土样。

湿地植物与丛枝菌根真菌(AMF)相互关系的研究进展

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是湿地植物主要共生菌之一,在湿地生态系统中具有重要的作用.本文就近年来AMF对湿地植物的营养物质吸收、生长发育、抗逆境胁迫和抗污染能力等的作用,湿地植物、水分、季节、土壤理化性质因素对根际AMF的多样性、侵染能力、空间分布、生长发育、孢子密度的影响,以及植物与AMF之间相互作用关系的研究进展进行综述.

丛枝菌根真菌对番茄生长和根结线虫病的影响

为探究AMF对番茄植株生长的影响及对根结线虫的抑制作用,通过温室盆栽试验,在番茄幼苗期接种摩西球囊霉(Funneliformismosseae)与南方根结线虫2龄幼虫,并以不添加摩西球囊霉处理为对照。结果表明,与CK相比,接种AMF后,番茄幼苗地上部鲜、干质量均显著增加,分别增加18.1%、24.8%;根结线虫病病情指数降低29.5%;植株中N、P、K含量分别增加6.9%、80.5%、63.0%;土壤铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾含量分别增加6.8%、20.7%、8.1%、7.8%。可见,接种AMF具有促进番茄生长、抑制番茄根结线虫病的发生、增加植株养分及土壤速效养分含量的作用。

科尔沁沙地常见蒙药药用植物资源及其AMF侵染调查研究

为了解科尔沁沙地常见蒙药药用植物资源及其丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)侵染特性,于2005年7月和9月在科尔沁沙地腹地奈曼旗昂乃乡境内对常见蒙药药用植物进行了调查。该研究,共采集科尔沁沙地常见野生蒙药药用植物28种,分属14科23属,其中菊科植物种类最多(32.1%);药用部位包括全草、地上部分、根、茎、叶、花、种子、果实8个类型,其中全草类最多,涉及15种(53.6%);所调查蒙药药用植物中AM菌根植物25种(89.3%),大部分药用菌根植物形成菌丝结构(78.6%),孢囊结构(28.6%)和丛枝结构(10.7%)形成较少。该研究对科尔沁沙地蒙药药用植物资源及其AMF侵染特性进行了初步的调查统计,为蒙药药用植物资源的合理利用以及在蒙药材栽培种植和可持续利用方面提供真菌学依据。

广东清远石灰岩3个植物群落菌根及土壤AMF孢子多样性

以广东省清远市清新县石灰岩山区风水林、次生草坡和旱作耕地的退化植被群落为主要研究对象,比较研究了3个植物群落常见植物的菌根感染率和根际土丛枝型菌根真菌(AMF)孢子的密度和丰富度。结果如下:在所检测的29种常见植物中,除凹头苋(Amaranthus blitum)外,其余植物均具有典型的丛枝型菌根结构;次生草坡植物的菌根感染强度和频度均较高,风水林次之,旱作耕地杂草的菌根感染强度和频度相对较低;在3个植物群落土样中共分离出70种AMF孢子,以球囊霉属(Glomus)最为丰富,无梗囊霉属(Acaulospora)次之;林相保护较完整、植物较丰富的风水林拥有最丰富的AMF孢子类型和最高的密度,而结构退化、物种贫乏的次生草坡和旱作耕地中的AMF孢子类型少,密度也明显降低。研究表明植物群落的物种多样性与其根际土AMF孢子丰富度和多样性具有密切的联系。

丛枝菌根真菌(AMF)对玉米/蚕豆和玉米/稗草互作体系植物生长的反馈调节

【目的】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,简称AMF)对农田生态系统中作物的生长起着重要作用。不同宿主植物和作物种植方式对土壤中菌根真菌具有一定的选择性,从而影响菌根真菌对后茬植物生长的反馈效应。间作体系是农业生产中增产增效的一种重要的种植模式,明确AMF在间作体系中对植物生长的反馈作用,对理解间作体系地上-地下相互作用具有重要的意义。【方法】本试验采用三种常见的AMF(Funneliformis mosseae、Rhizophagus intraradices和Claroideoglomus claroideum)混合接种剂,在单作(玉米,蚕豆,稗草)和间作(玉米/蚕豆和玉米/稗草)条件下,通过两个阶段(AMF驯化及反馈)的反馈试验,模拟研究了三种植物在单作和间作中的反馈强度及AMF的调节作用。【结果】在驯化阶段,玉米/稗草间作体系中,与单作相比,间作玉米地上部生物量减少了64.0%,间作稗草地上部生物量增加了47.8%。玉米/蚕豆间作体系中,与单作相比,两者作物地上部生物量增量分别达21.7%和38.3%。反馈阶段中,单作时,与灭菌处理相比接种AMF后玉米、稗草和蚕豆的地上部生物量分别增加602.3%、80.6%和21.1%;间作时,与灭菌处理相比接种AMF后玉米地上部生物量平均增加613.1%,稗草增加80.7%,蚕豆增加21.4%。单作玉米存在负到零反馈作用,与灭菌处理相比,接种AMF后玉米负反馈作用减弱至零反馈作用。从单作到间作,玉米的反馈作用由负变为零到正反馈作用。【结论】玉米和稗草之间是竞争关系,玉米处于竞争弱势稗草处于竞争优势。玉米对AMF的响应最为强烈,其次是稗草,最后是蚕豆。接种AMF或与其它植物间作后均减弱玉米的负反馈作用,表明丛枝菌根真菌可通过减弱单作玉米的负反馈实现间作增产。

不同AMF接种两种湿地植物的生长效应研究

通过盆栽试验,研究了接种不同AMF对两种湿地植物菌根侵染率、生长量、生物量、叶片叶绿素含量、光合参数及菌根依赖性的影响。结果表明:接种不同AMF均能不同程度地提高翠芦莉和蓝花鸢尾的生长量、生物量和光合效率,以摩西球囊霉-翠芦莉组合、幼套球囊霉-蓝花鸢尾组合的植株生长效应最佳;翠芦莉对摩西球囊霉具有中等强度的依赖性,蓝花鸢尾对幼套球囊霉具有较强的依赖性。AMF-植物共生体技术在人工湿地去污方面具有良好的应用前景。

不同施氮水平下AMF对工业废弃地植物生产力和多样性的影响

[目的]探究不同施氮水平下丛枝菌根真菌(AMF)对工业废弃地植物生产力和多样性的影响。[方法]设计了水处理和灭菌及3个不同施氮水平的双因素六处理野外试验,分别测定植物群落的生产力及物种多样性。[结果]加入灭菌剂苯菌灵后,生产力及物种多样性均出现明显的下降;而随着施氮水平的增加,植物生产力及物种多样性均出现升高的趋势,并且在高氮水平下水处理与苯菌灵处理之间的差异达显著水平。[结论]苯菌灵处理对植物生产力有显著负效应;在一定氮素范围内,氮素含量有植物生产力和多样性存在正相关关系。

地上草食动物-植物-AMF互作关系研究进展

在陆地生态系统中,植物作为一个主要媒介介导了地上草食动物与丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）间的间接相互作用,使得草食动物-植物-AMF三者形成了一个相互作用的互作系统。该系统不仅对生态系统的结构和动态具有重要影响,还为探讨AMF在地上与地下生态系统间互作中的作用提供了非常好的切入点。因此,文章围绕近年来地上草食动物与AMF互作的相关研究,综述了食草动物-植物-AMF三者间的互作关系,从植物碳分配格局、根际分泌物、再生补偿反应、防卫性反应、群落组成等多个角度对上述互作关系的内在机理进行了阐释,并以此为基础对该领域未来的研究方向进行了展望。

盐胁迫下丛枝菌根(AM)对茶树生长及茶叶品质的影响

采用盆栽受控实验法,选用"乌牛早"为试验材料,研究丛枝菌根(AM)对盐胁迫下茶树生长、矿质营养的吸收、茶树叶片组织含水量和茶叶品质的影响。结果表明:接种丛枝菌根真菌(AMF)可以有效促进茶树的生长和对矿质营养的吸收,降低水分饱和亏、改善茶树生长质量和茶叶品质;接种AMF可使茶树生长受到的抑制作用得到有效缓解,表现为茶树体内N、P、K、Mg、Fe和Zn含量分别比对照提高7.8%、32.2%、20.0%、22.6%、10.2%和9.4%,K+/Na+明显提高。表明AMF可通过促进盐胁迫下茶树对矿质营养的吸收,促进茶树生长,增强茶树对盐胁迫的耐性,进而提高茶叶产量和改善其营养品质。

丛枝菌根真菌对澳洲坚果幼苗的生长效应

将澳洲坚果种子进行表面消毒,并播种于盛装已灭菌珍珠岩的塑料育苗盒中,观察其幼苗期接种丛枝菌根真菌[ArbuscularMycorrhizaFungi,AMF(Gl.mosseae)]对澳洲坚果幼苗生长效应的影响。试验结果表明,AMF对澳洲坚果幼苗的生长发育均有重要的促进作用。AMF能促进澳洲坚果幼苗的生长及其幼苗叶片蛋白质及糖分的积累;能促进其根系磷酸酶的活性,磷酸酶活性与AMF侵染率存在显著相关性。接种AMF可增强澳洲坚果幼苗根系活力,促进其根系对N,P等矿质养分的吸收和积累,并促进澳洲坚果植株的光合作用,提高其幼苗的生长势。

丛枝菌根真菌最新分类系统与物种多样性研究概况

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是自然界分布最广泛的一类植物共生真菌,能够与大部分高等植物的根系形成共生关系。由于它们在农林、环境等领域的巨大应用潜力,国内外关于AMF物种多样性的研究一直受到较高的关注。然而,AMF专性共生的特征以及研究方法不够理想等因素长期阻碍了AMF物种多样性的研究进展。近年来,研究方法的改进与新技术的应用为AMF物种多样性的研究提供了极好的机遇。简述了AMF的最新分类系统及全球物种数量、AMF物种多样性影响因素以及AMF物种多样性研究方法三个方面的研究进展,并分析了今后在AMF物种多样性相关领域值得关注的研究方向。

丛枝菌根真菌对茶树抗旱性的影响

利用盆栽试验开展茶树接种地表球囊霉(Glomus versi forme)、根内球囊霉(Glomus intrardices)及摩西球囊霉(Glomus mosseae)对抗旱性的影响研究。结果表明:水分胁迫下,接种丛枝菌根真菌(AMF)能显著提高茶树植株的生物量;提高脯氨酸和可溶性蛋白的质量分数;增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,提高还原型谷胱甘肽(GSH)的质量分数,并降低O_2^-和H_2O_2的质量分数,降低丙二醛(MDA)质量摩尔浓度和电解质渗透率,且地表囊球霉处理效果最好。接种AMF可以提高渗透调节能力和抗氧化能力,清除活性氧,保护膜结构和功能,缓解水分胁迫对茶树的伤害,促进茶树生长,增强茶树的抗旱性。

转Bt基因作物对丛枝菌根真菌的影响研究进展

在过去的十年里,世界范围内转基因作物尤其是抗虫性转Bt基因作物的品种和种植面积迅速增加。同时,转Bt基因作物的环境安全性评价问题成为人们关注和研究的热点。丛枝菌根真菌(AMF)是生态系统中普遍存在的土壤微生物,能与绝大多数植物种类形成共生关系,在农业生态系统中起重要作用。转Bt基因作物环境释放后,其与AMF间的共生关系是否受所转入Bt基因的影响,以及影响机制需要及时研究。为此,综述了转Bt基因作物与AMF共生特征方面的研究进展,并根据Bt毒素发生的空间和时间规律提出了危害机制以及转Bt基因植物的规模化种植将降低农田系统中的AMF的生物多样性的观点。

毛乌素沙地密集型克隆植物根围AM真菌多样性及空间分布

在毛乌素沙地选设3个样地，系统研究2种密集型克隆植物白沙蒿和黑沙蒿根围丛枝菌根真菌的多样性、分布及共生体结构特征。结果艟示，AM真菌的分布及多样性与宿主植物和土壤条件密切相关，黑沙蒿根围AM真菌的孢子密度高于白沙蒿，水肥条件较好的榆林样地黑沙蒿根围孢子密度最高。本试验共分离出AM真菌6属20种，其中地球囊霉（Glomus geosporum）是黑沙蒿根围的优势菌种，光壁无梗囊霉（Acaulospora laevis）为白沙蒿根围的优势菌种。2种沙蒿根围孢子密度在3个样地均与土壤深度显著负相关，最大值出现在0～20cm表层土。菌丝侵染率与泡囊侵染率呈显著正相关，丛枝侵染率与菌丝圈百分率显著正相关。丛枝侵染率与宿主植物须根在土壤中的分布变化密切相关。分析表明，2种沙蒿均为典型的丛枝菌根植物，其优异吲沙性能的主要原因之一是特化根系与丛枝菌根真菌共牛互补的结果。同时，荒漠土壤植物-菌根最佳组合的优势菌种的筛选，可为毛乌素沙地植被恢复提供材料和依据。

生姜和马铃薯根围促生细菌和丛枝菌根真菌的初步调查

共同分布在相同生态位的植物根围促生细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是重要的种质资源。本研究旨在调查大田栽培的生姜和马铃薯根区土壤和根系中PGPR和AMF资源分布状况,为进一步研究其群落结构与功能提供依据。从山东龙口、临沂、青岛、平度和莱芜生姜样地分离获得拮抗生姜青枯菌(Ralstonia solanacearum R1)的PGPR 20株,其中,4个假单胞(Pseudomonus sp.)菌株s1-10、s3-11、s5-8和s6-4抑制能力最强;获得拮抗马铃薯青枯菌(Ralstonia solanacearum R2)PGPR 25株,其中,4个芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌株m1-12、m3-4、m4-7和m5-13抑制能力最强。从上述生姜样地分离到AMF 3属11种,其中无梗囊霉属(Acaulospra)2种,管柄囊霉属(Funneliformis)1种;球囊霉属(Glomus)8种;双网无梗囊霉(Acaulospra bireticulata)、摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和地表球囊霉(Glomus versiforme)为优势种;从马铃薯样地则获得4属10种,其中,无梗囊霉属2种,管柄囊霉属(Funneliformis)1种,球囊霉属6种,巨孢囊霉属(Gigaspora)1种;根内根孢囊霉(Glomus intraradices)、摩西管柄囊霉和变形球囊霉为优势种。该调查结果丰富了我国PGPR和AMF资源,为今后研究奠定了技术基础。