Soluble protein and acid phosphatase exuded by ectomycorrhizal fungi and seedlings in response to excessive Cu and Cd

Fungi and their symbionts can alleviate heavy metal stress by exuding soluble proteins and enzymes. This study examined the role of soluble protein and acid phosphatase (APase) exuded by Xerocomus chrysenteron, an ectomycorrhizal fungus, and the seedlings of its symbiont, Chinese pine (Pinus tabulaeformis), under conditions of excessive Cu and Cd. The growth type showed that this poorly studied ectomycorrhizal fungus was capable of tolerating high concentrations of Cu, and may be useful in phytoremediation. X. chrysenteron grew well at 80 mg/L Cu, and the EC50 for Cd was 17.82 mg/L. X. chrysenteron also showed enhanced exudation of soluble protein in both isolated and inoculated cultivations under the influence of Cu and Cd. Soluble protein exudation, however, di ered under Cu and Cd stress in isolates. In mediums containing Cu, soluble protein exudation increased with concentration, but in mediums containing Cd the content of soluble protein increased to a comparable level at all concentrations. This study demonstrated that soluble protein was related to heavy metal tolerance, although the di erent ions played di erent roles. While APase activity in exudates of fungi and seedlings decreased under Cu and Cd stress in comparison to the control, the APase activity in seedlings was maintained by inoculation. Thus, X. chrysenteron facilitated the ability of plant to maintain a normal nutrient uptake, and therefore to protect it from heavy metal toxicity.     

黑麦草-菌根-蚯蚓对多氯联苯污染土壤的联合修复效应

采用水稻土盆栽试验,研究了黑麦草-蚯蚓-菌根对多氯联苯(PCB)污染土壤的联合修复效应.试验土壤中PCB含量为307.2 ng·g-1,并设添加蚯蚓(E)、种植黑麦草(R)、黑麦草-蚯蚓(RE)、黑麦草-接种菌根(RM)及黑麦草-菌根-蚯蚓三者联合修复(RME)5个处理,以不加黑麦草、蚯蚓、菌根的土壤为对照(CK),并...     

丛枝菌根真菌及在石漠化治理中的应用探讨

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一类能与绝大部分植物的根系形成互惠共生体的微生物。近年来,以AMF主导的菌根共生系统已成为一种新型生物修复主体,它可以显著提高受损和退化生态系统修复重建的成功率、缩短修复周期,并保证修复效果的稳定性。石漠化是制约我国西南喀斯特地区可持续发展的重大生态环境问题。AMF独特的生理生态功能与石漠化地区生态恢复亟待克服的障碍之间有良好的对应关系,这表明AMF在石漠化治理中具有重要的潜在应用价值。本文在对AMF生理生态功能进行综述的基础上,探讨了AMF在石漠化治理中的可利用性和应用途径,旨在为从AMF这一全新角度系统探讨植物对喀斯特生境的适应对策以及为岩溶生态系统退化与恢复机理奠定基础,最终在实践上为我国西南地区的石漠化治理及生态经济可持续发展提供一条崭新有效的新途径。     

DDT在红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)培养体系中的转移降解特性

在纯培养条件下,研究外生菌根真菌红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)对DDT的吸附能力,通过测定液体、菌表和胞内DDT及DDD的含量来探讨DDT在培养体系中的迁移转化模式,并通过改变培养条件来确定和修正DDT的去除机理.结果表明,红绒盖牛肝菌对DDT有很强的吸附作用,30 min内有97%的DDT吸附到菌丝上,吸附过程符合二级动力学方程.DDT在红绒盖牛肝菌培养体系中的迁移转化分为3个阶段:从液体到菌表和胞内的迁移存储阶段(0～6 d),降解去除阶段(6～10 d)和稳定迁移阶段(10～25 d).通过影响因素的分析发现,呼吸链抑制剂叠氮化钠完全抑制了降解去除阶段DDT的去除,而低糖条件可使培养体系中DDT的去除提前.      

空心莲子草入侵对土壤AM真菌生物量和群落结构的影响——以湖北省典型区域为例

土壤丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌具有维持植被稳定性和多样性的重要作用.为了解空心莲子草入侵过程中与AM真菌的相互作用,采用脂肪酸甲酯(FAMEs)和基于18S rDNA的PCR-DGGE方法对湖北咸宁、仙桃和武汉三地空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)入侵前后土壤AM真菌的生物量和群落结构进行了比较分析.结果发现,基于FAMEs表征的AM真菌生物量在空心莲子草入侵后变化不大,仅仙桃地区显著增加(P<0.05).尽管DGGE图谱显示咸宁、仙桃和武汉三地AM真菌优势类群的群落结构均发生了明显演替,但群落间物种组成差异的多样性指数βWH在2.55-2.73之间、群落多样性指数H′在1.22-1.38之间,变化均不大.结果表明,空心莲子草入侵所形成的植物更替明显改变了AM真菌优势类群的结构,但对AM真菌的生物量和多样性影响很小.     

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。     

草原煤矸石堆放的生态环境问题及其治理措施综述

综述了内蒙古自治区煤矸石排放对草原生态系统造成的危害,比较了物理、化学和生物学方法对治理煤矸石的优缺点,重点分析了丛枝菌根真菌技术在煤矸石山生态重建中的应用及其意义,并提出了当前研究工作中存在的问题及以后的研究重点。     

桑树（Morusalba）与丛枝菌根的共生对重金属元素吸收的影响

桑树（Morus alba）可与丛枝菌根（AM）真菌形成互利共生体,丛枝菌根真菌能对桑树的重金属元素吸收产生积极的响应。然而,这种响应随环境条件的变化而有所不同。贵州荔波和黄平两地种植养蚕桑树,提高桑叶质量对养蚕业具有重要意义。荔波和黄平两地均处于喀斯特地区,土壤pH因石灰岩和砂岩交叉分布而有所差异。本文将揭示土壤因素是如何影响桑树与丛枝菌根真菌互利共生体的形成从而影响桑树对重金属元素的吸收。实验结果表明,荔波桑地平均土壤 pH （4.92±1.03）明显低于黄平（5.96±1.08）。土壤酸性直接影响 AM 真菌的分布,荔波的偏酸性土壤环境有利于真菌生长,且有利于桑树与丛枝菌根真菌共生关系的形成。此外,偏酸性土壤条件有利于增加重金属元素的生物可利用性,从而加强植物体对重金属元素的吸收,包括有毒元素 Cd。与黄平相比,生长在荔波的桑树叶片具有较高含量的重金属元素。荔波桑树叶片中的糖类含量明显低于黄平的,分别为（67±27）mg·g-1、（105±57）mg·g-1;而荔波桑树根系中的糖类含量明显高于黄平,分别为（125±43）mg·g-1、（91±43）mg·g-1。该结果说明,与黄平（具有较高的土壤pH）相比,荔波（具有较低的土壤pH）桑树叶片中的光合作用产物将更多地被输入到桑树的根系中。真菌是专性共生物,如果没有植物所供给的光合产物,真菌就不能生存。根系分泌物的另一个重要作用是溶解重金属,使它们具有较强的移动能力,以便被宿主植物所吸收。这就解释了为什么在较低土壤pH环境条件下生长的桑树的叶片含有较高含量的重金属元素。因此,菌根植物根系的分泌作用是一个非常重要的过程。尽管桑树具有耐干旱贫瘠的能力,且能够适应于喀斯特环境,但桑树喜好的是环境仍是偏酸性且养分充足的土壤。     

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。     

石斛气生的兰科菌根组织结构及其对御旱研究

基于过去对铁皮石斛（Dendrobium candidum Wall．Ex Lindl．）气生的兰科菌根适应干旱环境胁迫机理的研究鲜为涉及,现开展了培养基质的不同水分质量分数（W（水）1=43．6％、16．8％、5．5％）对兰科菌根的外部形态以及内部组织结构影响的研究。研究结果表明：基质水分质量分数降低使石斛菌根外部形态发生多样变化;随着基质水分质量分数的不断降低,石斛的生长受到显著的抑制。当基质水分质量分数为5．5％时,石斛的多数生长指标均小于其它处理,但是根冠比（R／S）增加显著,高达2．22;通过不同切片多重镜检测定和图像分析,发现菌根的形态结构产生了天然的适应突变,独特的根被组织细胞层数多达5层以上,细胞壁相对加厚,细胞腔内网、羽状结构比其它两处理明显增多,石斛菌根通过形态结构的改变来适应水分胁迫并维持其生长发育,石斛菌根组织结构的这些改变大大提高了石斛御旱的能力;水分质量分数高低与菌根感染率呈负相关,越是干旱条件菌根真菌繁衍越活跃,菌丝团结构相持时间越长,菌根的这些适应性响应都提高了石斛的抗旱能力。