菌根真菌侵染对植物生物量累积的影响

为了从生态系统尺度探讨菌根资源与植物生物量累积的关系,调查了鼎湖山不同成熟度的三个森林群落主要优势树种的菌根侵染情况.综合分析各森林群落优势树种的个体数、生物量和菌根侵染率发现：1）菌根侵染率与径向生长速率相关,植物生长迅速的阶段菌根侵染率更高.中径级（胸径15-30 cm）的马尾松（Pinus massoniana）和锥（Castanopsis chinensis）的侵染率比小径级（胸径1-15 cm）个体的侵染率高,而大径级个体（胸径30 cm 以上）的侵染率略低于中径级个体的侵染率.木荷（Schima superba）则表现出侵染率随着胸径增大而增高的趋势.2）树种在群落内的侵染率越高,其对群落生物量的贡献率越大.如马尾松在马尾松林和混交林的侵染率分别为（77.30±18.02）%和（40.50±14.42）%,其对马尾松林群落生物量的贡献率达到87.43%,是对混交林生物量贡献率（17.51%）的5 倍.混交林和阔叶林的共有优势树种锥的侵染率和生物量贡献率也有存在相同规律.3）根系碳储量占群落总碳储量比例较高的群落其优势树种平均侵染率相对较高.马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林中,根系碳储量占群落总碳储量的比例分别为55%、54%、42%,群落优势树种平均侵染率分别为（66.73±10.55）%、（46.97±27.28）%、（54.22±25.45）%,马尾松林的根系碳储量和平均侵染率均高于混交林和季风常绿阔叶林.以上结果表明,菌根真菌侵染对于植物个体生长速率以及群落水平的生物量累积具有-定的促进作用.     

高寒草原菌根围细菌数量对丛枝菌根真菌物种多样性的影响

基于丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizas fungi,AMF)孢子形态学鉴定,研究了藏北高寒草原主要建群植物菌根围细菌数量对AMF物种多样性的影响.结果表明:1)细菌数量1.02×106～2.96×106、3.01×106～6.06×106个/g范围内,Glomus、Acaulospora均为优势属,Scutellospora则均为最常见属;AMF孢子密度、分离频度、相对多度、重要值和种的丰度(SN、SR)均呈Glomus>Acaulospora>Scutellospora属的趋势.2)细菌数量较低时(<3.0×106个/g),AMF各属孢子密度、种的丰度(SR)相对较高,Shannon-Weiner指数、物种均匀度指数亦较高,分别达1.774和0.127.3)不同细菌数量条件下,孢子密度随细菌数量的增加而均呈微弱下降,菌根侵染率、侵染强度、丛枝丰度则均呈不同程度的提高.细菌数量>3.0×106个/g时,菌根侵染率、侵染强度和丛枝丰度随细菌数量增加而提高的趋势尤为明显.4)不同细菌数量条件下,AMF种的构成呈共有种、共有优势种较多(Glomus属均占绝对比重),特有种、稀有种较少,以及不同优势种孢子密度、相对多度和重要值差异均较悬殊的分布特征.图6表3参25     

丛枝菌根真菌对内蒙古草原大针茅群落的影响

使用真菌抑制剂在内蒙古草原开展原位试验,人为创造菌根受抑制和正常两种环境,通过分析菌根侵染率,测定大针茅群落的物种组成、丰富度和多样性等结构指标,分析丛枝菌根真菌对群落结构和净初级生产力的影响。试验结果表明,两种处理群落的菌根侵染率不同,苯菌灵有效地降低了植株的菌根侵染率。丛枝菌根真菌短期内未能对植物群落的物种丰富度、多样性产生影响,未能改变植物群落的结构和净初级生产力。但丛枝菌根真菌的存在,会对植物群落内不同植物种的地上部生物量实现再分配,降低了优势种垄断资源的能力,使群落内物种的生物量和营养元素含量趋于均匀,有利于保护关键种,有利于植被的恢复与重建。因此,研究结论为内蒙古退化草原生态系统的恢复和重建提供了重要的理论依据和参考价值。     

土壤重金属污染对丛枝菌根真菌产孢量的影响

以沈阳附近重金属矿区自然和农田土壤为研究对象，对土壤重金属含量、植物类型、AMF种群及孢子密度进行了调查，并对污染的农田、荒地土壤进行了比较．结果表明：调查污染区土壤中球囊霉属为优势类群，无梗囊霉属为少见类群，盾巨孢囊霉属为偶见类群，无梗囊霉属和盾巨孢囊霉属对重金属污染特别是铜污染较为敏感；丛枝菌根真菌重金属污染土壤中分布广泛．在综合污染指数达到28．03的严重污染土壤中仍能生存，其孢子密度在不同污染程度的土壤中变异很大，轻、中度污染土壤中较高，随重金属污染程度的增加而锐减；矿区重金属污染土壤中土壤污染程度、土壤pH值、土壤利用情况及宿主植物都影响AMF产孢．图4表4参32     

丛枝菌根真菌对柑橘组培苗生长和抗氧化酶的影响

在温室条件下以枳〔Poncirus trifoliata(L.)Raf.〕组培苗为试材,研究了接种Glomus versiforme和G.mosseae对其生长、碳水化合物和抗氧化酶的影响.结果表明,接种G.versiforme的组培苗和接种G.mosseae的组培苗分别在第二级侧根和第一级侧根中观察到最高的菌根侵染率、泡囊数、丛枝数和侵入点.两种丛枝菌根真菌都显著提高了茎粗、叶面积、叶片数、根系体积、地上部干重、地下部干重、叶绿素和类胡萝卜素含量.两种丛枝菌根真菌显著促进了叶片和根系可溶性糖以及总的非结构碳水化合物含量.丛枝菌根真菌也提高了叶片和根系中SOD、POD和CAT活性,但显著抑制了叶片和根系中可溶性蛋白含量.G.versiforme对柑橘组培苗生长和碳水化合物的促进效果较好;G.mosseae对组培苗抗氧化酶的促进效果较好.表4参26     

丛枝菌根真菌与膨润土对蚕豆生长和重金属累积的影响

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和膨润土都能影响植物的生长和对重金属的吸收.以铅锌矿周边污染农田土为供试土壤,开展室内盆栽试验,研究接种AMF、施膨润土的单独和复合处理对蚕豆生长和重金属累积的影响.结果表明,接种AMF、施膨润土、AMF+膨润土复合处理都增加蚕豆叶片光合色素含量、株高和生物量,降低土壤有效态重金属含量,减少植株地上部和地下部重金属含量,但增加蚕豆地上部重金属的累积量. AMF+膨润土复合处理下,蚕豆叶片光合色素(叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素)含量和植株生物量最大,土壤有效态重金属含量和植株重金属含量最低.双因素方差分析表明,接种AMF、施膨润土对土壤重金属有效态含量、蚕豆生长(叶片光合色素含量、株高、生物量)、植株重金属含量与累积量存在显著或极显著的影响,但接种AMF与施膨润土处理间没有显著的交互作用.本研究表明重金属胁迫下,接种AMF和施膨润土单独处理都能促进蚕豆生长和降低植株重金属含量,但复合处理没有叠加效应;结果可为重金属污染土壤的生态修复提供理论和实践依据.     

丛枝菌根真菌接种对兔眼蓝莓在华南地区生长的影响

在盆栽条件下,利用根际接种丛枝菌根真菌（地表球囊霉Glomus versiforme和摩西球囊霉Glomus mosseae）的方法对兔眼蓝莓（Vaccinium ashei）在华南地区生长的影响进行了研究。结果表明：与未接种对照相比,接种的2个真菌均可不同程度地侵染兔眼蓝莓根系,增加根系总长、根表面积、植株地上部分鲜质量、新枝长度、主枝数和主枝长度等,促进兔眼蓝莓生长。地表球囊霉接种侵染率高,对兔眼蓝莓生长促进效果更好。接种AMF还能提高根际土壤w（P2O5）。接种丛枝菌根真菌有利于在华南地区引种栽培兔眼蓝莓。     

生草对油橄榄根际土壤丛枝菌根真菌多样性的影响

果园生草制可提高丛枝菌根真菌(AMF)侵染果树,而AMF侵染可促进果树营养吸收。为了给油橄榄园筛选菌根侵染率高的草种,探究生草对油橄榄根际土壤AMF多样性的影响,以盆栽油橄榄根系和根际土壤为研究对象,采用盆内移栽油橄榄苗,环形穴播不同牧草(白三叶、红三叶和百喜草)的方式进行了探究。结果表明:从4种间作处理的油橄榄根际土中共分离鉴定出4属19种AMF,其中无梗囊霉属(Acaulospora)和球囊霉属(Glomus)是油橄榄根际土壤AMF的优势属;近明球囊霉(Glomus claroideum)、缩球囊霉(Glomus constrictum)、孔窝无梗囊霉(Acaulospora foveata)、明球囊霉(Glomus clarum)、脆无梗囊霉(Acaulospora delicate)和稀有内养囊霉(Entrophospora infrequens)为油橄榄根际土壤AMF的优势种。不同生草处理油橄榄AMF的种类和优势种上均表现出较大差异,其中间作百喜草和红三叶处理的油橄榄AMF种类最多,生草种类对油橄榄根际土中AMF多样性产生重要影响,间作百喜草处理油橄榄根际AMF的物种多样性高于其他处理。生草促进了油橄榄根际土壤中AMF对油橄榄根的侵染,使AMF孢子密度增加。间作百喜草和白三叶处理的总球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量显著高于红三叶和无草处理;间作百喜草、白三叶和红三叶处理的易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)含量均显著高于无草处理。果园生草能增加油橄榄根际土中土壤微生物量,特别是间作百喜草处理对微生物量磷以及间作白三叶和红三叶处理对微生物量氮的影响较为明显;间作百喜草对油橄榄根际AMF的增进效果好于间作白三叶、红三叶和无草种植。可见,生草提高了油橄榄根际土壤AMF多样性,且以间作白喜草效果最为显著。     

丛枝菌根真菌对羊草凋落物降解作用的研究

丛枝菌根真菌（Abuscular mycorrhizal fungi）能够影响植物生长及养分含量,从而影响凋落物的降解。采用根袋的方法研究了接种两种丛枝真菌Glomus mosseae和Glomus claroideum对羊草（Leymus chinensis）地上部及根系凋落物降解的影响。结果表明,随时间的延长,凋落物的重量逐渐减少,凋落物氮、磷含量均表现出先下降后逐渐升高的趋势。接种对地上部凋落物的养分含量及降解速度未产生显著性影响,但显著降低了根系氮磷含量及降解系数。接种Glomus mosseae和Glomus claroideum羊草根系氮、磷含量均显著低于CK;接种与未接种相比羊草根系k值显著降低;根系C：N未接种处理显著低于接种处理。说明丛枝菌根真菌可能间接影响草原生态系统中有机物质的分解和养分释放。     

丛枝菌根真菌的抑病功能及其应用

土传病害是引发连作障碍的关键因素,严重制约着我国集约化农业(特别是种植业)的可持续发展.丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌能够提高宿主抗病性、抑制病原物生长及侵染发病,是农业生产上防控土传病害的重要有益资源,探索其抑病机制和应用技术是近年来的研究热点,但一直缺乏比较系统的理论认识.通过梳理相关研究进展发现,AM真菌主要在宿主根系、根际与植株等3个层面发挥抑病作用,其中根系防御主要包括AM真菌与病原物竞争生态位和构建机械防御屏障,根际防御主要包括调节根系分泌物与次生代谢产物及与拮抗菌协同抗病,而植株防御主要包括促进宿主对养分与水分的吸收和诱导宿主产生系统防御体系,因而提出AM真菌的"根系-根际-植株三级防御"理论.在应用技术方面,着重分析通过接种AM真菌或调动土著AM真菌来防控土传病害的技术研究现状,并对应用中存在的问题及其发展前景进行展望,一方面可通过建立AM真菌种质资源库或构建转基因工程菌来解决接种有效期及效果稳定性等问题,另一方面可通过改变施肥模式和调整耕作制度来高效调动土著AM真菌的抑病活性,旨在为利用AM真菌防控土传病害、促进集约化种植业可持续发展提供理论依据.     

不同基质和菌种组合对丛枝菌根真菌扩繁效果的影响

为筛选出菌剂扩繁的最优组合,以玉米为宿主植物进行盆栽培养,设置了3种基质(风化煤+砂土+蛭石+珍珠岩1:1:1:1、伊利石+砂土+蛭石+珍珠岩1:1:1:1、砂土+蛭石+珍珠岩2:1:1),由丛枝菌根真菌摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)、根内球囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)和解磷菌斯氏泛菌(Pantoes stewarti,PS)组成6种菌种组合[CK(对照组)、Fm、Ri、Fm+PS、Ri+PS、Fm+Ri],研究不同基质和菌种组合对菌根真菌的侵染程度、产孢量、菌丝密度和玉米生长状况的影响.结果表明,摩西管柄囊霉和斯氏泛菌与风化煤+砂土+蛭石+珍珠岩组合的扩繁效果最佳,玉米的菌根侵染强度、产孢量、菌丝密度分别为91.7%、92个/cm3、5.05 m/g,同时玉米的叶绿素值和地上生物量也较高,显著高于其他单接AM真菌的组合(P0.05).基质和菌种组合对菌根侵染强度、产孢量均有交互作用.在常规基质添加风化煤下,同时联合解磷菌斯氏泛菌,有助于摩西管柄囊霉能达到最佳的扩繁效果,摩西管柄囊霉、根内球囊霉联合接菌与风化煤+砂+蛭石+珍珠岩组合是扩繁联合菌剂的的最佳选择.     

丛枝菌根真菌与蚯蚓对玉米修复砷污染农田土壤的影响

通过持续3 a的田间小区试验,研究了单独或联合接种丛枝菌根(AM)真菌和蚯蚓对玉米修复砷污染土壤效率的影响.结果表明,接种AM真菌和蚯蚓均显著提高玉米根系的AM真菌侵染率(P<0.05),且双接种处理显著高于单接种处理(P<0.05);接种蚯蚓或蚯蚓与AM真菌双接种能显著提高玉米地上部、地下部生物量(P<0.05),并促进土壤中晶态的水合Fe、Al氧化物态砷含量升高;AM真菌与蚯蚓双接种处理土壤磷酸酶活性显著高于对照(P<0.05);与对照相比,接种AM真菌和蚯蚓均显著降低土壤砷含量(P<0.05),且蚯蚓与AM真菌双接种处理土壤砷含量显著低于单独接种AM真菌或蚯蚓处理(P<0.05).可见,接种AM真菌和蚯蚓可以明显提高玉米对砷污染土壤的修复效率.     

玉米接种丛枝菌根真菌后对土壤铅污染的耐受效应

重金属污染条件下植物的农艺性状及生理生化指标均会受到不同程度的影响。丛枝菌根因其独有的性质,在植物应对非生物胁迫过程中发挥着重要作用。为研究玉米与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)共生后对土壤铅的耐受效应,采用盆栽方法种植玉米,用外源施加Pb(NO₃)₂老化15 d后的土壤模拟农田铅污染环境,探讨不同铅含量(0、170、570、970 mg·kg^-1)下接种不同AMF[摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)Fm;幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum,Ce)、地表球囊霉(Glomus versiforme,Gv)]和不接种AMF(NM)对玉米生长的影响,分析了接种AMF后玉米农艺性状、抗氧化能力及铅含量的变化。结果表明：铅污染下玉米菌根侵染率相比无铅污染处理高15.0%～36.0%;接菌玉米的株高增加11.8%～26.8%,叶绿素含量提高3.9%～7.5%,鲜重增加50%;玉米茎叶铅含量显著降低,根系铅含量显著增加,铅的转移...     

丛枝菌根真菌和纳米磁性氧化铁对玉米生长和Fe吸收的影响

采用温室盆栽试验方法,模拟不同纳米磁性氧化铁(Fe_3O_4)施加水平(0.1、1.0和10.0 mg·kg~(-1))的土壤,研究接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌Glomus caledonium对玉米(Zea mays)植株生长的影响。结果表明,纳米Fe_3O_4在10.0 mg·kg~(-1)施加水平下显著降低(P0.05)玉米植株地上部和地下部生物量、AM真菌侵染率和玉米植株养分(N、P、Ca、Zn)含量,显著增加(P0.05)玉米植株地上部Fe含量。与未接种处理相比,在10.0mg·kg~(-1)的纳米Fe_3O_4施加水平下,接种AM真菌显著提高玉米植株总Fe吸收量和地下部Fe含量(P0.05),但显著降低Fe的转运比率和玉米植株地上部Fe含量(P0.05),改善玉米植株体内养分含量,最终显著促进玉米植株生长(P0.05)。该结果表明接种AM真菌可提高Fe在植物根系的分配比例,降低Fe向植株地上部的转运,从而缓解纳米Fe_3O_4对宿主植物的毒害作用。     

丛枝菌根真菌对紫花苜蓿与黑麦草修复多环芳烃污染土壤的影响

通过温室盆栽试验,研究接种土著与外源丛枝菌根(AM)真菌对紫花苜蓿与黑麦草修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的影响.结果表明,接种外源AM真菌--苏格兰球囊霉(Glomus caledonium)36号能够显著提高紫花苜蓿和黑麦草的AM真菌侵染率并促进植物生长,而接种土著菌剂或土著菌剂与36号菌剂双接种对AM真菌侵染和植物生长无促进作用,甚至降低了黑麦草苗期的AM真菌侵染率.种植紫花苜蓿和黑麦草促进了土壤中PAHs的降解,这2种植物接种36号菌剂的处理60天时土壤PAHs降解率分别达42.3%和41.1%,说明36号菌剂可以显著提高植物修复效率,而接种土著菌剂对修复作用无显著影响,土著菌剂与36号菌剂双接种对紫花苜蓿的修复效果也无显著影响,但60天时显著提高黑麦草的修复效率.土壤中PAHs降解率与植物根系的AM真菌侵染率呈显著正相关关系(P<0.05),表明AM真菌侵染可以提高紫花苜蓿与黑麦草对PAHs污染土壤的修复效率.     

菌根真菌对土壤呼吸的影响

土壤是陆地生态系统的重要组成部分,是地球最大的碳库之一。土壤呼吸是陆地生态系统向大气释放CO2的主要途径之一,其微小的变化将导致大气CO2浓度的较大波动。菌根是土壤真菌与植物根系形成的共生体,存在于绝大多数植物（90％）的根系和生境中。菌根共有7种类型,其中,在自然界中以丛枝菌根和外生菌根为主。众多研究表明,菌根对土壤呼吸有着至关重要的影响,是预测土壤CO2释放速率必须考虑,但却是难以估算的因素。文章总结了有关菌根（包括丛枝菌根和外生菌根）对土壤呼吸影响的研究进展,对目前所得到的研究结果进行了分析,表明菌根真菌侵染植物根系形成菌根后,能提高土壤呼吸的速率,其可能的途径有3条：（1）增强了根系的呼吸,（2）菌根真菌自身呼吸的组分,（3）根外菌丝促进了非根际区土体的呼吸。但是,菌根侵染对根系呼吸敏感性（Q10）影响的研究,大多数则表现为不显著。同时,菌根对土壤呼吸的影响受到各种因素的制约。通过对不同温度下菌根真菌呼吸速率的分析,表明菌根真菌对温度的升高具有适应性。从目前已发表的报道来看,目前关于菌根对土壤呼吸影响的研究还非常少,但可喜的是,近年来,越来越多的研究已经意识到了菌根在土壤呼吸中的重要作用。准确评估菌根在土壤呼吸中的贡献,将有助于预测未来在气候变化下,土壤cO2的排放量。     

菌根真菌对土壤呼吸的影响

土壤是陆地生态系统的重要组成部分,是地球最大的碳库之一。土壤呼吸是陆地生态系统向大气释放CO2的主要途径之一,其微小的变化将导致大气CO2浓度的较大波动。菌根是土壤真菌与植物根系形成的共生体,存在于绝大多数植物(90%)的根系和生境中。菌根共有7种类型,其中,在自然界中以丛枝菌根和外生菌根为主。众多研究表明,菌根对土壤呼吸有着至关重要的影响,是预测土壤CO2释放速率必须考虑,但却是难以估算的因素。文章总结了有关菌根(包括丛枝菌根和外生菌根)对土壤呼吸影响的研究进展,对目前所得到的研究结果进行了分析,表明菌根真菌侵染植物根系形成菌根后,能提高土壤呼吸的速率,其可能的途径有3条:(1)增强了根系的呼吸,(2)菌根真菌自身呼吸的组分,(3)根外菌丝促进了非根际区土体的呼吸。但是,菌根侵染对根系呼吸敏感性(Q10)影响的研究,大多数则表现为不显著。同时,菌根对土壤呼吸的影响受到各种因素的制约。通过对不同温度下菌根真菌呼吸速率的分析,表明菌根真菌对温度的升高具有适应性。从目前已发表的报道来看,目前关于菌根对土壤呼吸影响的研究还非常少,但可喜的是,近年来,越来越多的研究已经意识到了菌根在土壤呼吸中的重要作用。准确评估菌根在土壤呼吸中的贡献,将有助于预测未来在气候变化下,土壤CO2的排放量。     

丛枝菌根真菌砷酸盐还原酶基因RiarsC的克隆和功能分析

丛枝菌根真菌(AMF)在增强植物砷(As)抗性方面发挥着重要作用。已有相关研究表明,接种AMF能提高植物体内三价砷As(III)的比例,AMF可能参与了将五价砷As(V)还原为As(III)的过程从而提高了菌根植物的As抗性,但目前尚缺乏直接分子证据。本文从异形根孢囊霉(Rhizophagus irregularis)菌丝中克隆得到了一个砷酸盐还原酶基因RiarsC并进行序列分析。将该基因转入arsC缺陷型大肠杆菌(Escherichia coli)菌株WC3110(ΔarsC)中,通过As(V)抗性生长曲线和As形态测定,分析了该基因的功能。结果显示,RiarsC属于谷氧还蛋白-谷胱甘肽依赖的砷酸盐还原酶家族;RiarsC基因的表达显著提高了As敏感型E.coli菌株对As(V)的抗性,当培养基中As(V)浓度为100μmol·L-1时表现更加明显。As形态分析表明,表达RiarsC的E.coli菌株能够将培养基中71.03%的As(V)还原为As(III);与表达空载体的菌株相比,还原效率提高了61.98%。本研究证明了AMF的砷解毒还原能力,为进一步开展AMF的砷代谢机制研究提供了一定的分子生物学基础。     

丛枝菌根真菌群落结构与多样性研究方法概述及实例比较

开展丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌的群落结构与多样性研究对促进菌物多样性的保护与发掘及生态系统的可持续发展均具有重要意义,而研究方法是实现和推进相关研究的重要基础.本文首先简要回顾AM真菌的研究方法发展历程,介绍基于孢子形态鉴定的形态学方法和以聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)、变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)、454高通量测序为代表的分子生物学方法的检测原理和分析步骤.然后,结合本实验室利用孢子计数与鉴定、定量PCR与PCR-DGGE以及454高通量基因测序等3套检测手段解析长期不同施肥影响土壤AM真菌群落结构和多样性的研究案例,比较分析不同方法所得AM真菌群落结构与多样性的研究结果.综合来看,不同方法既有相互印证和互为补充的效果,又有不尽一致甚至互相矛盾的地方.最后,着重就AM真菌高通量测序技术的升级及与生物标记物方法、同位素标记技术等的联用提出了研究展望.