菌根在污染土壤生物修复中的作用

菌根是土壤真菌 -植物根系形成的共生体 ,广泛存在于自然界中 ,它能增强植物的吸收能力 ,改善植物的生长 ,提高植株的抗逆能力和耐受能力等。所以 ,菌根化植物可作为很好的生物修复载体。本文主要从无机、有机以及放射性污染 3方面对国内外关于菌根在污染土壤生物修复中的作用进行了综述     

丛枝菌根-植物修复重金属污染土壤研究中的热点

随着菌根研究和植物修复技术的发展,利用丛枝菌根强化重金属污染土壤的植物修复逐渐受到人们的重视。本文系统综述了当前的几个研究热点:(1)菌根植物吸收和转运重金属的分子机制;(2)AM真菌对超富集植物重金属吸收的影响及其机制;(3)AM真菌对转基因植物重金属吸收的影响及其机制;(4)AM真菌与其他土壤生物在植物修复中的复合作用;(5)丛枝菌根与化学螯合剂在植物修复中的复合作用;(6)重金属复合污染土壤的丛枝菌根-植物修复;(7)放射性污染土壤的枝菌根-植物修复;(8)丛枝菌根-植物修复的田间试验研究。在未来的丛枝菌根-植物修复研究中,要筛选优良的宿主植物和与之高效共生的AM真菌,加强相关理论和应用基础研究,并构建高效基因工程菌。     

菌根技术在重金属污染修复中的研究与展望

菌根技术作为一种生物新技术对于重金属污染土壤的生物修复正在为全球环境工作者所关注。在土壤中菌根及其庞大的菌丝体网可以分泌大量的生物化学物质，改变植物根际环境及重金属的存在状态或降低重金属的毒性；还可以通过在植物体内的累积以及菌根真菌菌丝体的螯合等各种机制，实现对重金属的提取和固定，达到菌根重金属修复的目的。文章通过讨论菌根植物对重金属修复的作用机制，提出今后菌根技术在重金属植物修复中的新思路；认为应在通过广泛调查、筛选超积累菌根植物的基础上，不断探索植物一微生物一菌根体系修复问题，同时认为应将基因工程引入菌根植物的重金属修复研究中，以促进土壤重金属污染的生物修复。     

菌根真菌对土壤有机污染物的生物降解

利用土壤真菌和植物的结合体菌根真菌修复土壤,尤其是修复有机污染的根际土壤.正作为一个新的研究方向开始受到广泛关注。菌根真菌作为土壤真菌的一种,与放线菌和细菌等微生物相比,对土壤中有机污染具有更大的忍耐能力.并且能将许多持久性有机污染物(POPs)做为碳源来获取能量。文章通过总结近20年菌根真菌与土壤有机污染物关系的研究,列出了43种能分解POPs的菌根真菌,并探讨了菌根真菌通过直接分解和共代谢的方式降解土壤有机污染物的可能性,为进一步研究菌根真菌生物降解土壤中持久性有机污染物,利用菌根植物生物修复有机污染土壤提供信息。     

菌根技术在环境修复领域中的应用及展望

菌根作为植物根系和真菌所建立的共生体,是生物界最为广泛的一种互惠共生现象。这一系统的形成能够有效增强植物的物质生产和抗病能力,全面改善宿主植物的生长状况,因此在新兴生态农业生产领域受到广泛重视。与此同时,菌根系统的形成可有效促进植物对污染或胁迫环境的适应能力,以及对环境污染物的去除能力,并能联合其它根际微生物共同发挥效能,在受损和污染环境生态修复领域具有巨大的潜力。近年来,菌根技术在环境修复领域中的应用正成为环境工作者关注的新兴方向,但目前仍处于起步阶段。文章在前人研究结果的基础上,对菌根技术在重要的环境修复领域,如面源污染综合防治领域、污染场地生物修复领域、受损和胁迫环境恢复重建中的试验研究和应用进展进行了综述,并结合其发展现状探讨了当前菌根技术在环境修复治理工程应用以及大规模工业化生产中的瓶颈问题,提出应在菌根真菌对异质环境的适应性、菌根系统的复杂性解析、以及内生菌根真菌分离纯化等关键理论与技术方面加大力度,尽早实现广适性功能菌种的工业化生产和多元＂生物制剂＂的开发,从而在环境修复领域发挥更大的作用。     

丛枝菌根对土壤-植物系统中重金属迁移转化的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是一类在自然和农业生态系统中广泛存在并能与多数陆生植物形成共生关系的土壤真菌,在重金属污染土壤中对宿主植物的生长及吸收累积重金属具有重要影响,因而对污染土壤的生物修复具有潜在应用价值。以重金属从根际土壤进入植物并在植物体内再分配过程为主线,介绍丛枝菌根在这一过程中对重金属环境行为,特别是根际土壤中重金属赋存形态及植物吸收重金属的影响。最后,对丛枝菌根影响植物重金属耐性机制研究前沿和菌根修复技术的应用前景进行展望。     

菌根真菌增加植物抗盐碱胁迫的机理

菌根是菌根真菌与高等植物根系形成的一种共生体，能够促进植物在瘠薄土壤中的生长。文章通过综合近20年来国内外在菌根植物抗盐碱研究方面的成就，论述了在高盐胁迫下，菌根对其寄主植物耐盐碱能力的影响；指出菌根植物可能主要通过以下4个方面增加对高浓度盐碱环境的抗性：增加植株对P等矿质营养元素的吸收，改善了盐胁迫引起的营养亏缺；改变植物体内离子平衡，降低其生理毒害；增加植株对水分的吸收和利用能力，缓解了生理性干旱；改变了植物根系形态，促进根系水分吸收能力。在分析菌根真菌增加植物抗盐碱胁迫机理的基础上，还对该问题的研究前景提出了设想，为盐碱地改良提供参考依据。     

不同菌根类型植物叶片灰分含量及其对气候变化响应的差异

丛枝菌根和外生菌根是菌根的2个主要类型,在生态系统中,两种类型的菌根都扮演着重要的角色,但众多研究表明,这两种类型菌根的生态功能有所差异。文章针对中国陆地植物叶片灰分含量,探究了丛枝菌根和外生菌根植物叶片灰分含量的差异,并研究了植物叶片灰分含量对气候变化响应随两种菌根类型不同而变化的情况。结果表明,中国陆地植物叶片灰分含量因丛枝菌根和外生菌根的不同而存在明显的差异,丛枝菌根植物叶片灰分含量为127.9 mg·g~(-1),显著高于外生菌根植物叶片(55.2 mg·g~(-1))。随着两种菌根类型的不同,植物叶片灰分含量对气候变化的响应也存在显著的不同,丛枝菌根植物叶片灰分含量受到纬度和温度变化的显著影响,而外生菌根植物则未受到二者的影响。丛枝菌根植物叶片灰分含量随气温的变化,呈现出明显的二次函数的变化规律(P0.01);丛枝菌根类型叶片灰分含量随纬度的增加,也呈现显著增加的趋势。两种菌根类型植物叶片灰分含量随降水量和土壤p H的变化而变化,虽然呈现出相同的变化趋势,但其变化速率却不同;丛枝菌根植物叶片灰分含量更易受到降水的影响,其敏感程度是外生菌根的1.61倍;对于土壤p H变化的影响,外生菌根植物的反应则更为敏感。可见,丛枝菌根和外生菌根植物叶片灰分含量存在着显著的差异,二者对气候变化的响应也存在明显的不同。     

土壤多环芳烃污染根际修复研究进展

多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)是环境中普遍存在的具有代表性的一类重要持久性有机污染物,具“三致性”、难降解性,在土壤环境中不断积累,严重危害着土壤的生产和生态功能、农产品质量和人类健康。修复土壤多环芳烃污染已成为研究的焦点。根际修复是利用植物-微生物和根际环境降解有机污染物的复合生物修复技术,是目前最具潜力的土壤生物修复技术之一。对国内外学者近年来在土壤多环芳烃污染根际修复的效果、根际修复机理和根际修复的影响因素方面的研究进展作了较系统的综述,并分别分析了单作体系、混作体系、多进程根际修复系统和接种植物生长促进菌根际修复系统对土壤多环芳烃的修复效果。指出根际环境对PAHs的修复主要有3种机制:根系直接吸收和代谢PAHs;植物根系释放酶和分泌物去除PAHs,增加根际微生物数量,提高其活性,强化微生物群体降解PAHs。并讨论了影响根际修复PAHs的环境因素如植物、土壤类型、PAHs理化性质、菌根真菌以及表面活性剂等。植物-表面活性剂结合的根际修复技术、PAHs胁迫下根际的动态调节过程、运用分子生物学技术并结合植物根分泌物的特异性筛选高效修复植物以及植物富集的PAHs代谢产物进行跟踪与风险评价将成为未来研究的主流。     

丛枝菌根对盐胁迫的响应及其与宿主植物的互作

丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizae Fungi,AMF)作为陆地生态系统的组成部分之一,在促进宿主植物对土壤养分和水分的吸收、提高植物生物量生产、调节种群和群落的结构、维持生态系统的稳定性等方面发挥了重要作用。其中,盐渍化是自然生态系统中广泛存在的一种胁迫生境条件,全球盐渍化土地约占耕地总面积的10%,因而探讨AM菌根在此胁迫生境下对宿主植物生长的影响具有重要意义。从以下几个方面,围绕盐胁迫条件、AM菌根和宿主植物三者之间的关系对当前国际上相关领域的研究进展进行了综述:1)AM真菌对盐胁迫的响应,包括菌根共生体形成、菌根侵染率、AM真菌的分布、菌丝体生长发育、孢子的形成和分布等;2)盐胁迫条件下AM菌根对宿主植物的效应,包括AM菌根促进宿主植物对P、N等元素的吸收、降低植物体内Na 的含量、提高光合作用能力,进而提高植物的生物量和对植物的群落结构产生影响等;3)AM菌根提高宿主植物耐盐性的机理,分别从植物根系形态的改变、水分吸收能力的加强、细胞内营养物质的平衡,以及细胞生理代谢的调节等方面对AM菌根促进植物抗盐性的机理进行了剖析。     

兰科菌根的研究进展

兰科植物是一类很重要的植物资源 ,许多种是名贵花卉和药用植物 ,有些已有悠久的栽培历史 .随着花卉产业和天然药物产业的快速发展 ,现在对兰科植物资源的需求越来越大 .但是许多兰科植物繁殖能力弱 ,生长缓慢 ,这就使兰科植物的快速繁殖和快速生长技术的研究倍受重视 .组培技术的应用实现了兰科植物的工业化育苗 ,但是兰科植物的快速生长技术尚待解决 .兰科菌根是兰科植物与真菌形成的共生联合体 ,它们在兰科植物的生长和生命活动中具有重要的作用 .深入了解兰科菌根的特点 ,筛选优良的兰科菌根真菌资源 ,则有可能将菌根技术应用于兰科植物…     

VA菌根在柑桔上的应用及其前景

由于菌根在农业、林业生产中的重要性,对菌根的研究,尤其是对VA菌根的研究已引起人们广泛的重视.本文对VA菌根的研究及利用现状,尤其是VA菌根与植物营养,VA茵根与植物的抗性生理以及VA菌根、根瘤菌与植物三联体的效应等方面的动态作一综述,并对柑桔菌根今后的研究提出几点建议,其中包括菌根资源的调查、菌根资源圃的建立、柑桔菌根与环境、菌根与柑桔的抗性生理等。     

云南会泽废弃铅锌矿区植物丛枝菌根和深色有隔内生真菌研究

用碱解离、酸性品红染色法对云南省会泽县者海镇废弃铅锌矿区的17科21种植物的丛枝菌根状况进行了调查,结果发现,15种植物形成典型的丛枝菌根,占所调查植物的71%;2种植物不确定是否形成丛枝菌根,占所调查植物的10%;4种植物没有形成丛枝菌根,占所调查植物的19%.用湿筛沉淀法从这些植物根际土壤中共分离鉴定出了4属20种丛枝菌根真菌(AMF),即无梗囊霉属(Acaulospora)4种,球囊霉属(Glomus)14种,巨孢囊霉属(Gigaspo-ra)1种,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)1种;其中,球囊霉属分离频率为77%,是样地的优势属.在AMF中,疣突球囊霉(G.verruculosum)分离频率最高,在20种植物的根际土中都有发现;此外,聚生球囊霉(G.fasciculatum)的相对多度最大,为56%,具有最强的产孢能力.同时,在13种植物的根中发现了深色有隔内生真菌(DSE),占调查植物的62%,其中,10种植物同时被DSE和AMF感染.本调查研究表明,AMF和DSE能普遍存在于Pb、Zn重金属污染土壤中.     

菌根真菌对芦苇铜吸收及抗铜能力的影响

接种菌根真菌作为重金属污染植物修复生物强化技术之一,已引起研究者的广泛关注。以芦苇(Phragmites australis)-菌根真菌共生系统为研究对象,研究水培条件下,0.02、1、5 mg·L~(-1) Cu胁迫条件下接种摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)及根内球囊霉(Rhizophagus irregularis)对芦苇铜吸收及抗铜能力的影响。结果表明,芦苇茎叶及根系的生长发育均会受到铜胁迫的抑制,然而与茎叶相比,芦苇根系受到铜胁迫的影响更显著。在铜处理浓度为1 mg·L~(-1)和5 mg·L~(-1)时,与无菌剂组相比,摩西球囊霉接种组的芦苇根系中的SOD活性分别提高了26.25%、42.3%,而根内球囊霉接种组的SOD活性则呈现下降趋势。接种根内球囊霉使芦苇体内的铜浓度升高,在铜处理浓度为1 mg·L~(-1)时其茎叶及根系中的铜浓度比无菌剂组分别高出80.03%、33.6%,而在5 mg·L~(-1)时,则分别高出49.43%、8.53%,增幅较摩西球囊霉接种组显著。本研究证实了菌根真菌可以通过促进芦苇的生长及营养元素的吸收,降低Cu毒害,提高其对Cu的吸收效率,结果可为菌根真菌强化植物修复重金属污染环境提供新的参考。     

丛枝菌根提高滨海盐碱地植物耐盐性的作用机制及其生态效应

滨海盐碱土成陆和复垦年代短,具有土壤含盐高、养分低和矿化度高等特点,增加了植物的定植难度,不利于盐碱地复垦和生态修复。丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)广泛存在于土壤生态系统中,自然界中90%以上的植物根系都能够与丛枝菌根形成菌根共生体,AMF能提高宿主植物的抗逆性(抗旱、抗盐、抗重金属和耐酸性等)和适应进化,AMF分泌的球囊霉素相关蛋白(Glomalin-related soil protein,GRSP)及其菌丝体促进土壤改良和培肥、保持土壤健康和可持续生产力等方面发挥着重要作用。文章综述了高盐碱胁迫对AMF-宿主植物共生关系的影响,明确AMF的孢子萌发与生长、菌丝体对高盐碱胁迫的响应;重点揭示AMF提高宿主植物对矿质养分和土壤水分的吸收、改善根际盐碱土矿质元素有效性、调控宿主植物生理生化特性、调节宿主植物抗氧化酶的活性和激素参与下的分子调控等方面作用机制,详细诠释AMF提高宿主植物的抗盐性机理;结合滨海盐碱地面临的重要生态问题,解析AMF在盐碱地治理中促进植物生长、提高土壤微生物活性、改善土壤肥力和结构等方面的应用进展和潜力,并结合AMF在盐碱地治理研究中存在的问题以及研究方向进行展望。AMF提高了滨海植物的耐盐性,促进了植物的生长和改善了土壤的微生态环境,AMF不能纯培养的特性限制了其在滨海盐碱地中大面积推广。基于此,今后在AMF菌种筛选、宿主植物的选择和菌种规模生产方面还需持续探索,从而为滨海盐碱地微生物复垦和生态修复提供技术支持。     

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.     

菌根真菌对大气CO_2浓度升高的响应研究进展

大气CO2浓度升高对植物的光合作用、呼吸作用等产生直接影响,进而影响到运送到根系中碳的量,菌根真菌也随之受到影响.本文对全球CO2浓度升高对菌根真菌的影响、菌根真菌在植物对大气CO2增加响应中的作用、菌根真菌在大气CO2浓度增加条件下对整个生态系统的作用等进行了综述,同时对当前存在的问题和未来的发展做了探讨.图1参37     

菌根类型对森林树木净初级生产力的影响

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,在生态系统的过程和功能方面都扮演着十分重要的角色。为了增强对菌根在森林生态系统中重要功能的理解,文章基于全球森林数据库,在全球尺度上研究了不同菌根类型对森林树木净初级生产力（NPP）的影响。结果表明,森林树木NPP随菌根类型的不同而不同,AM类型菌根森林的NPP[679.49 g.m-2.a-1（以C计）]要显著高于含ECM类型菌根的森林[479.00 g.m-2.a-1（以C计）];菌根类型的不同对森林树木地上和地下及其各组分NPP的影响和贡献也存在着显著的不同,AM类型菌根对地下NPP的贡献要高于ECM菌根,而ECM菌根对地上NPP的贡献则较大。菌根类型对地上、地下NPP组分的影响分析则表明,AM类型的菌根对树叶和细根NPP的贡献较大,而ECM类型菌根则对树木主干和枝NPP的贡献较大。可见,森林树木总体NPP及其各组分NPP都随着菌根类型的不同而存在显著的差异。