蚯蚓-菌根相互作用对土壤-植物系统中Cd迁移转化的影响

以灰化土(Aquods soil)为供试土壤,分别加入4种含量的Cd2 (0、5、10、20 mg·kg-1)模拟土壤污染,设置单独加8条蚯蚓(Pheretima sp.)、单独接种菌根(Inoculum Endorize-Mix2)、同时接种蚯蚓和菌根的3种处理,以不加蚯蚓和菌根为对照,各处理均种植黑麦草(Lolium multiflorum),研究蚯蚓、菌根相互作用对土壤-植物系统中Cd迁移转化的影响.结果表明:(1)菌根对土壤pH无明显影响,加蚯蚓可使土壤pH比对照约降低0.2,蚯蚓和菌根同时作用对土壤pH降低没有协同作用.(2)蚯蚓或菌根的加入均能显著增加土壤中可溶性有机碳(DOC)含量,蚯蚓的影响大于菌根,同时加入蚯蚓和接种菌根对土壤中DOC的增加有一定的拮抗作用.(3)蚯蚓活动增加了黑麦草根部Cd的积累,菌根则能促进Cd从黑麦草根部向地上部转移,二者具有促进Cd向地上部分转移的协同作用.(4)蚓粪和土壤中DTPA提取态Cd含量与黑麦草吸收Cd量呈显著相关(p＜0.01),而蚓粪中DTPA提取态Cd含量均显著高于土壤中的含量(p＜0.05).因此,蚓粪中有效态Cd是植物吸收Cd的重要供源.     

接种菌根对根际微生物群落和磷营养的影响

以白三叶草和紫花苜蓿为供试植物,采用三室装置对不同接种处理的根际土壤微生物数量以及磷营养状况进行了研究.研究结果表明,接种混合茵根真菌的侵染率显著高于其他两种接种单一菌根真菌的处理.接种菌根对植物生长以及根际土壤微生物群落数量的促进作用均较为明显,三种接种处理植物之间的生物量差异不大,接种AM菌根促进了细茵和放线茵数量的增加,对真菌数量略有促进.接种菌根对根际土壤磷吸收有显著的促进作用,有利于植被的生长,为进一步的生态恢复与生物多样性研究奠定理论基础.     

喀斯特灌丛土壤丛枝菌根真菌群落结构及丰度的影响因子

运用末端限制性片段长度多态性(terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)和荧光定量PCR(real-time PCR)法,检测喀斯特灌丛生态系统中不同坡位条件下土壤丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌群落结构与丰度的变化,揭示不同坡位条件下影响灌丛生态系统土壤AM真菌群落结构与丰度的关键因子.研究结果表明不同坡位条件下,土壤有机碳、全氮和速效磷含量差异显著,变化趋势为上坡位≈中坡位下坡位;土壤AM真菌丰度变化趋势为上坡位≈中坡位下坡位.相关性分析表明,土壤速效磷含量与AM真菌丰度存在显著负相关(P0.05).RDA分析表明不同坡位条件下,土壤AM真菌与植物群落结构存在显著差异,植物均匀度指数显著影响土壤AM群落结构组成,而土壤有机碳、全氮显著影响植物群落结构组成.可见,不同坡位条件下,土壤养分与植物群落结构共同作用影响土壤AM真菌群落结构,说明利用AM真菌用于喀斯特地区植被恢复时,微形态(坡位)对AM真菌的影响应该纳入考虑范畴.     

锑胁迫下丛枝菌根真菌对玉米生长与锑吸收及抗氧化酶的影响

为了探讨AM(arbuscular mycorrhizal,丛枝菌根)真菌在Sb(锑)胁迫下对农作物生长及吸收Sb的影响,采用盆栽试验研究了在不同Sb添加量[即w(Sb)分别为0、500、1 000 mg/kg]下,接种AM真菌对玉米植株生物量以及N、P和Sb的吸收、膜脂过氧化[MDA(丙二醛)]和抗氧化酶活性的影响.结果表明:随着土壤中Sb添加量的增加,玉米植株的生物量、w(TN)和w(TP)均呈显著下降趋势,植株体内的w(Sb)和Sb积累量、MDA含量、CAT(过氧化氢酶)以及POD(过氧化酶)活性均显著上升.与未接种组相比,接种AM真菌显著促进了玉米植株的生长,提高了玉米植株地上部分的w(TN)和w(TP).在3个Sb添加量处理下,接种显著增加了玉米植株地下部分的w(Sb)、地上和地下部分的Sb积累量以及地上部分的CAT活性,增幅分别为8.90%~23.30%、18.87%~28.37%、27.68%~78.95%及14.92%~88.52%;同时,接种降低了玉米植株中Sb的转运率、玉米植株地上部分的w(Sb)和MDA含量,在1000 mg/kg Sb添加量下差异达显著水平,三者分别降低了36.35%、22.81%和24.29%.研究显示,在Sb污染环境下,接种AM真菌能够减轻玉米植株膜脂过氧化程度,在提高玉米植株地下部分w(Sb)的同时,也会降低Sb向地上部分的转运,减轻Sb对玉米的毒害作用.      

镧-铅复合污染下AM真菌对玉米生长和镧、铅吸收的影响

采用温室盆栽试验的方法,模拟不同程度的镧-铅复合污染土壤(50、200、800 mg·kg~(-1)),研究接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)、真菌Claroideoglomus etunicatum(CE)和Rhizophagus intraradices(RI)对玉米(Zea mays L.)菌根侵染率、生物量、矿质营养元素吸收、C∶N∶P生态化学计量比、稀土镧(La)和重金属铅(Pb)吸收、转运的影响,旨在为稀土-重金属复合污染土壤的治理和修复提供科学依据.结果表明,AM真菌CE和RI均与玉米建立了共生关系,平均菌根侵染率为26.7%~95.8%;随着La-Pb复合污染含量的增加,玉米植株菌根侵染率、地上部和根部生物量以及N、P、K、Ca、Mg这5种矿质营养元素含量显著降低,而玉米植株C∶P和N∶P以及地上部和根部La、Pb含量显著增加.接种2种AM真菌使玉米植株生物量显著提高了17.8%~158.9%,地上部和根部P含量显著提高了24.5%~153.8%,降低了C∶P和N∶P,符合生长速率假设.在3种程度La-Pb复合污染含量土壤上,AM真菌使玉米植株根部Pb含量显著增加了51.3%~67.7%,地上部Pb含量显著降低了16.0%~67.7%,Pb从玉米根部向地上部的转运率降低了31.5%~54.7%;同时,接种AM真菌显著增加了轻度LaPb复合污染土壤上玉米植株的La含量,在中度La-Pb复合污染土壤上却显著减少了玉米地上部的La含量,增加了玉米根部的La含量,抑制了La从根部向地上部的转运,重度La-Pb复合污染土壤上均没有显著影响.试验结果初步证明,AM真菌具有促进稀土-重金属复合污染土壤植物修复的潜力,对于稀土-重金属复合污染土壤生态系统的植被恢复具有潜在应用价值.     

丛枝菌对转Bt基因棉根际土壤营养物质及酶活性的影响

转Bt基因抗虫棉已在全球范围内广泛种植,然而Bt棉根际分泌物是否会影响土壤理化性质及土壤功能尚缺乏深入研究。通过盆栽实验方法,设计不同的棉花品种与是否接种丛枝菌总共4个处理,以此研究Bt棉和接种丛枝菌根真菌对植物根际土壤营养物质含量以及土壤酶活性的影响。结果显示:丛枝菌可以使non-Bt棉和Bt棉根际土壤营养物质中的土壤有机质和土壤总氮含量显著增加,但是对根际土壤全磷却鲜有影响。转基因对于不同品种棉花根际土壤酶,丛枝菌均能有效增强其活性。由此表明,丛枝菌对Bt棉和non-Br棉根际土壤环境均具有改善作用。     

Arbuscular mycorrhizal fungi alter the response of growth and nutrient uptake of snap bean（Phaseolus vulgaris L.） to O_3

The effects of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) Glomus mosseae on the responses to elevated O3 in growth and nutrition of snap bean (Phaseolus vulgaris L. cv Guangzhouyuan) were investigated. Exposure was conducted in growth chambers by using three O3 concentrations (20 (CF), 80 (CFO1) and 120 nL/L (CFO2); 8 hr/day for 75 days). Results showed that elevated O3 slightly impacted overall mycorrhizal colonization, but significantly decreased the proportional frequency of hypha and increased the proportional frequency of spores and vesicles, suggesting that O3 had significant effects on mycorrhizal structure. Elevated O3 significantly decreased yield, dry mass and nutrient contents (N, P, K, Ca and Mg) in both non-mycorrhizal and mycorrhizal plants. However, significant interactive effects were found in most variables due to that the reduction by O3 in the mycorrhizal plants was less than that in the non-mycorrhizal plants. Additionally, AMF increased the concentrations of N, P, Ca, and Mg in shoot and root. It can be concluded that AMF alleviated detrimental effects of increasing O3 on host plant through improving plant nutrition and growth.     

Arbuscular mycorrhizal fungal phylogenetic groups differ in affecting host plants along heavy metal levels

Arbuscular mycorrhizal fungi（AMF） are important components of soil microbial communities,and play important role in plant growth. However, the effects of AMF phylogenetic groups（Glomeraceae and non-Glomeraceae） on host plant under various heavy metal levels are not clear. Here we conducted a meta-analysis to compare symbiotic relationship between AMF phylogenetic groups（Glomeraceae and non-Glomeraceae） and host plant functional groups（herbs vs. trees, and non-legumes vs. legumes） at three heavy metal levels. In the meta-analysis, we calculate the effect size（ln（RR）） by taking the natural logarithm of the response ratio of inoculated to non-inoculated shoot biomass from each study. We found that the effect size of Glomeraceae increased, but the effect size of non-Glomeraceae decreased under high level of heavy metal compared to low level. According to the effect size, both Glomeraceae and non-Glomeraceae promoted host plant growth, but had different effects under various heavy metal levels. Glomeraceae provided more benefit to host plants than non-Glomeraceae did under heavy metal condition, while non-Glomeraceae provided more benefit to host plants than Glomeraceae did under no heavy metal. AMF phylogenetic groups also differed in promoting plant functional groups under various heavy metal levels.Interacting with Glomeraceae, herbs and legumes grew better than trees and non-legumes did under high heavy metal level, while trees and legumes grew better than herbs and non-legumes did under medium heavy metal level. Interacting with non-Glomeraceae, herbs and legumes grew better than trees and non-legumes did under no heavy metal. We suggested that the combination of legume with Glomeraceae could be a useful way in the remediation of heavy metal polluted environment.     

AMF对宿根高粱抗氧化特性及铯富集能力的影响

通过盆栽试验研究了Glomus geosporum,Glomus mosseae,Glomus versiforme以及Glomus etunicatum等4种丛枝菌根真菌(AMF)对土壤低放核素铯污染胁迫下宿根高粱抗氧化特性和铯富集能力的影响。结果表明,AMF处理均不同程度的增加了宿根高粱地上部和地下部CAT、SOD活性以及根系活力,显著降低了H2O2含量和·O2-产生速率(P<0.05),以G.mosseae和G.etunicatum处理效果较好;同时,外源AMF处理显著增加了宿根高粱地上部和地下部Cs含量、富集系数和转运系数(P<0.05),降低了Cs在土壤中的残留量,均以G.mosseae和G.etunicatum处理效果较好。     

不同磷水平下丛枝菌根真菌对纳米氧化锌生物效应的影响

纳米ZnO颗粒是应用最为广泛金属型纳米颗粒(nanoparticles,NPs)之一,对作物和土壤微生物的影响值得关注.丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)是自然界中普遍存在的植物-真菌共生体,对各种环境胁迫具有一定的抵御能力,但菌根效应受土壤和植物磷含量的影响.分别设置0、20、50、100 mg·kg~(-1)这4个磷水平,在接种或不接种AM真菌Funneliformis mosseae、添加或不添加纳米ZnO(500 mg·kg~(-1))条件下在温室中利用玉米进行土壤盆栽试验.结果表明,纳米ZnO没有显著影响玉米生长,但不利于菌根侵染和磷素吸收,并引起锌在植物体内的积累.纳米ZnO和高磷降低玉米菌根侵染,但AM真菌在所有磷水平下均显著促进植物生长.施磷和接菌均可使土壤p H升高、降低纳米ZnO源锌的生物有效性,从而降低锌向玉米地上部分的转运和积累,体现出一定保护作用.接菌在多数情况下显示出积极的菌根效应,尤其在低磷、添加纳米ZnO条件下更为显著.结果首次表明,AM真菌、磷肥均有助于减轻纳米ZnO引起的土壤污染及其所产生的生态和健康风险.