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.     

6种陕北适生豆科植物生长对原油污染土壤的响应

为筛选优良的石油污染土壤修复植物,选取陕北适生的6种豆科乡土植物,对不同浓度原油污染土壤中植物的生长差异进行研究.采用混油法盆栽试验,分设0、5 000、10 000、20 000、40 000 mg·kg-1共5个不同的原油污染浓度,分析其对土壤理化性质的改变,对植物出芽时间、出芽率、株高、植物干重、叶绿素含量和枯萎率的影响.结果表明,原油污染显著改变土壤理化性质.5 000 mg·kg-1低浓度原油污染,对受试植物的发芽率和植物株高有促进作用,后随原油浓度加大植物生长受到明显抑制.原油污染浓度低时草本植物耐受力较强,其中紫花苜蓿(Medicago sativa)在出芽时间、出芽率、株高及枯萎率等方面综合表现较优.从40 000 mg·kg-1浓度时枯萎率及叶绿素含量分析,刺槐(Robinia pseudoacacia)表现较高的耐受力.相关分析表明,原油污染浓度与植物出芽时间、出芽率、株高、干重均呈显著负相关,但与叶绿素含量呈极显著正相关.     

四川省部分豆科植物根瘤菌的遗传多样性

从四川省豆科植物鸡眼草属、合欢属、豇豆属、葛属、金合欢、杭子梢分离获得了103株根瘤菌,采用AFLP、BOXAIR-PCR研究了这些菌株的遗传多样性.结果表明,分离自四川省豆科植物6个属的根瘤菌存在明显的遗传多样性,AFLP分析中,全部供试菌株的相似性为21%,全部供试菌株可分为26个AFLP遗传群;BOXAIR-PCR聚类分析结果表明,103个菌株分在70%相似性水平处,供试菌株被分为18个BOX遗传群.除部分菌株外,多数根瘤菌按宿主类型聚群,同一宿主而地理来源不同的根瘤菌分布于不同的遗传群,表明宿主和地理环境对根瘤菌具有深刻影响.图3表1参9     

根瘤菌、丛枝菌根（AM）真菌与宿主植物共生的分子机理

丛枝菌根(AM)真菌和根瘤菌是两类重要的共牛微生物,分别能够与宿主植物形成丛枝菌根和根瘤,其中,对二者共有的宿主植物--豆科植物而言,则能够形成AM真菌-豆科植物-根瘤菌三重共生体.两类微生物与宿主植物共生关系建立的关键是二者之间的相互识别以及随后的侵染,其相互识别过程就是它们相互交换信号分子、相互作用的过程,而这两类微生物与宿主植物的识别过程具有许多相似之处.本文就根瘤菌、AM真菌与宿主植物在分子水平上的共生机理进行了综述,在对宿主植物分泌信号分子识别的基础上,提出植物根系对两类微生物侵染的感应机制,分析了共生体形成过程中相关基因的转录与表达,进而阐明了共生体的形成过程,并对本领域的未来发展提出了建议.     

豆科植物对根际土壤微生物种群及代谢的影响

自然界中很多种类的植物与固氮微生物共生,故其自身可进行氮同化,尤以豆科植物为甚。豆科植物由于与固氮微生物共生,所以豆科植物根际土壤的氮素较高于非固氮类植物种类。由于氮素是微生物代谢必需的营养元素之一,所以,豆科植物与非豆科植物的根际微环境存在一定的差异,自然而然两者根际土壤微生物的种群数量及其代谢活性也应存在一定的差异。基于此,本研究拟选取两种豆科植物(合欢Albizia julibrissin和豌豆Pisum sativum)及两种非豆科植物(樱花Prunus serrulata和艾蒿Artemisia argyi)的根际土壤微生物为研究对象,以平板梯度稀释法测定其种群数量,并通过测定纤维素酶、转化酶、脲酶、硝酸还原酶和酸性磷酸酶的活性为切入点分析其代谢活性,进而分析豆科植物对根际土壤微生物种群数量及其代谢的影响。本研究结果显示豆科植物的根际土壤细菌和真菌数量显著低于非豆科植物的。木本非豆植物和木本豆科植物根际土壤放线菌数量无显著差异,但是草本豆科植物根际土壤放线菌数量却显著高于草本非豆科植物的。另外,豆科植物根际土壤纤维素酶、转化酶、硝酸还原酶和酸性磷酸酶活性均显著大于非豆科植物的,而豆科植物根际土壤脲酶活性却显著低于非豆科植物的。另外,转化酶和脲酶活性与真菌数量呈显著相关。     

中国根瘤菌

陈文新著科学出版社出版(2011年1月)ISBN 978-7-03-029789-1$108.00 16开本圆脊精装内容简介本书分为四篇:第一篇为概论,主要包括根瘤菌的特点、功能、起源与进化,分类历史与分类系统,根瘤菌与豆科植物共生分子机制,基因组学及后基因组学研究;第二篇为根瘤菌多样性及系统学的现代研究技术与方法;     

黄山市野生豆科植物资源开发利用初探

根据近两年来在黄山市辖区内野生豆科植物的采集、调查、标本鉴定和文献资料查阅结果表明，黄山市野生豆科植物资源有35属95种。分析了这些植物的主要用途、分布、应用价值，对其中极具开发价值的10种植物的合理开发提出了建议。     

豆科植物对铝土矿矿泥肥力和酶活性的影响

研究豆科植物对铝土矿矿泥基质的改良作用可以为矿泥基质的合理利用提供参考依据。文章以铝土矿矿泥为基质，大豆、花生、紫花苜蓿和紫云英为受试植物进行温室盆栽实验，分析了植物种植前后矿泥基质的养分含量、酶活性和植物生物量。结果显示：（1）大豆和花生的地上、地下部生物量分别为（2.98±0.02）、（1.03±0.08）g/盆和（9.21±1.63）、（1.12±0.09）g/盆，均显著高于紫云英和紫花苜蓿；（2）种植大豆和花生后矿泥基质的全氮、速效磷的含量分别为（1.00±0.10）g/kg、（4.44±0.12）mg/kg和（1.02±0.06）g/kg、（4.47±0.20）mg/kg，均显著高于对照；（3）4种豆科植物种植后矿泥基质的脲酶活性均显著高于对照，大豆和花生种植后矿泥基质的蔗糖酶活性、中性磷酸酶活性分别为（1.68±0.14）mg/(g·24 h)、（0.14±0.01）mg/(g·2 h)和（2.32±0.27）mg/(g·24 h)、（0.14±0.02）mg/(g·2 h)，均显著高于对照。统计分析表明，矿泥基质中性磷酸酶活性与速效磷和全氮含量均呈显著的正相关关系，归一化...     

甘肃、宁夏部分地区根瘤菌资源及其共生固氮特性

对甘肃中西部及宁夏南部不同生态条件下栽培和野生豆科植物根瘤菌资源进行了调查,从36属98种豆科植物根瘤样品中分离得360株根瘤菌,其中44株是从30种未报道过结瘤情况的豆科植物中分离获得。以20属22种寄主植物对大部分菌株进行了回接结瘤实验,回接结瘤率81.2%。它们与豆科寄主植物共生结瘤85%为有效根瘤。不同种根瘤固氮活性差异较大,一般比较低,小于1μmolC2H4?gFWh的占46.6%,大于10μmolC2H4?gFWh的占6.8%,最高者仅37.73μmolC2H4?gFWh。根瘤固氮活性与寄主植物生态及生长发育期有相关性。所有分离菌株均保存在中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所微生物研究室及中国农业大学生物学院菌种室。     

岩溶区典型灌丛植物根系丛枝菌根真菌群落结构解析

运用末端限制性片段长度多态性T-RFLP法(terminal restriction fragment length polymorphism),检测岩溶区典型13种灌丛植物根系丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)群落结构变化特征,探讨岩溶区AM与宿主植物是否存在选择特性.结果表明,不同灌丛植物根际土壤养分存在显著差异,豆科植物显著高于非豆科植物.聚类分析表明,13种灌丛植物均能被AM侵染,不同灌丛植物根系AM群落结构存在显著差异,尤其豆科与非豆科植物,但AM群落结构在9种非豆科植物间差异显著而在4种豆科植物间则差异不显著.冗余分析表明,影响豆科与非豆科植物根系AM群落结构的因子各异,土壤Olsen-P、p H和全氮是影响岩溶区灌丛植物根系AM群落组成结构的主要因子.研究还表明,岩溶区灌丛植物根系AM与宿主植物具有选择特性,这种选择特性出现在植物功能群的几率比植物种类大,将AM应用于岩溶区植物恢复时,应考虑AM与宿主植物的选择特性问题.