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。     

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.     

棉花VA菌根的形成与土壤几丁质酶活相关性的研究

盆栽条件下，对棉花ＶＡ菌根的形成与根区土壤中几丁质酶活的相关性及其动态变化的研究结果表明．接种ＶＡ菌根真菌Ｇｌｏｍｕｓｍｏｓｓｅａｅ形成的菌根可促进解几丁质微生物的增殖，并能诱导出较高的土壤几丁质酶活性．酶活增长与菌很感染率成正相关；接种ＶＡ菌根真菌的处理与未接种对照比较，差异显著或极显著．     

重金属胁迫下外生菌根真菌Boletus edulis重金属积累分配与生长微环境变化

在离体培养条件下，对外生菌根真菌Boletus edulis菌丝铜镉积累分配与生长微环境变化进行研究。结果表明，铜镉胁迫下菌落直径具有相似的增长模式。与对照相比，低浓度的铜镉处理均促进了菌丝的生长，而高浓度则产生抑制作用。Boletus edulis具有很强的铜镉吸收积累能力，显示出较好的重金属耐受性。菌丝体是重金属在离体培养体系中积累的主要场所，最高处理浓度时，菌丝体内的铜镉浓度分别达到对照的26．6和28倍，而菌丝分泌物的作用相对较小。菌丝体对生物体必需元素铜和非必需元素镉具有不同的积累模式，并可根揩重金属的种类，有效地调节生长微环境，以降低重金属对菌丝体的生物有效性。这可能是外生菌根真菌的一种重金属抗性机理。     

酸沉降对马毛松菌根共生蛋白及营养关系影响

研究模拟酸寸及不同Ｃａ／Ａｌ比对马毛松（Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉｃａｎａ Ｌａｍｂ。）菌根中真菌与植物共生及营养关系的影响，在分子水平上揭示污染对生物的作用和生物抗性机理，当ＰＢＨ２．０的模拟酸雨与铝共同作用时，马毛松菌根中酸性磷酸酶、硝酸还原酶以扩海藻糖酸和甘圳醇脱氢酶活笥明显下降，即ＰＨ２．０的模拟酸雨及铝离子对马尾松功苗根的磷、氮吸收以及两共生生物之间的营养过程产生了影响，且铝离子在Ｐ 的     

石斛菌根化组培苗对碳素吸收利用的研究

石斛组培苗吸收利用C素营养的研究结果表明：不同C源对菌根化石斛组培苗生长(苗高、茎粗和生物量)的促进效应，以C源果糖为最好。果糖C源对石斛菌根真菌F9903菌株菌丝增殖量也为最大值，所以果糖堪称两者增殖生长的最佳C源。同时，显示它们之间存在着密切的互动关系。浓度不同的果糖影响着菌根化石斛苗的生长和N、P、C元素的吸收与积累。通过方差分析表明，0．117mol／L的果糖是培育菌根化石斛苗的最适宜浓度。     

4种外生菌根真菌对滴滴涕的耐受性及生理响应

在纯培养条件下,研究了外生菌根真菌--美味牛肝菌(Boletus edulis)、铆钉菇(Gomphidius viscidus)、双色蜡蘑(Laccaria bicolor)、褐疣柄牛肝菌(Leccinum scabrum)在不同质量浓度DDT处理下的生长效应、耐受性和生理响应. 结果表明:DDT没有影响外生菌根真菌的生长模式,只是改变了其生长速度和生物量积累. 在5.0 mg/L的DDT处理下,美味牛肝菌、铆钉菇和双色蜡蘑的生长没有受到显著影响. 在25.0 mg/L的DDT处理下,美味牛肝菌的生长没有受到显著影响,显示出了较好的耐受性. 在高ρ(DDT)处理下,铆钉菇的多酚氧化酶、漆酶和过氧化物酶活性显著增强,液体培养基Ph下降幅度较大. 美味牛肝菌和铆钉菇通过不同的方式来响应DDT的胁迫,它们均具有较好地降解DDT的潜力.      

Cu和Cd胁迫下接种外生菌根真菌对油松根际耐热蛋白固持重金属能力的影响

铜和镉是我国土壤重金属常见种类,生物固定过量重金属以降低其生理毒害是修复土壤重金属污染的有效方法之一.外生菌根能够通过分泌大量有机物质来降低土壤中重金属的生物有效性.在Cu或Cd胁迫下,外生菌根真菌接种油松幼苗根际分泌的耐热蛋白具有固持重金属的潜力.结果表明,纯培养条件下接种并没有增加耐热蛋白的分泌,但是在Cu或Cd的胁迫培养下,接种幼苗耐热蛋白的分泌量增加.不同Cu浓度处理下,接种油松幼苗总提取耐热蛋白(total thermostable protein,TTP)和易提取耐热蛋白(easily extracted thermostable protein,EETP)的分泌量为未接种油松的2.64~11.79倍;Cd处理下接种油松TTP和EETP的分泌量,分别是未接种油松的1.49~7.56倍.虽然Cu处理下无论是接种还是未接种,根际耐热蛋白和根系细胞中固持的总Cu量显著大于空白对照,但接种显著增加了根际的重金属固持量,其Cu总相对含量是未接种的1.81~2.75倍,且绝大部分重金属固持在耐热蛋白中,使得根际耐热蛋白中的Cu相对含量是根系细胞含量的4.19~43.00倍.Cd处理下也得到了相似的结论.说明接种菌根真菌促进了植物分泌耐热蛋白量,加强了根系对重金属的固持能力,从而达到减少过量重金属的生物有效性,缓解土壤重金属污染的目的.     

丛枝菌根影响纳米ZnO对玉米的生物效应

人工纳米颗粒(engineered nanoparticles,ENPs)能被植物吸收、积累,随食物链进入人体而引起健康风险.丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌可与陆地生态系统中绝大多数高等植物互惠共生,可能影响ENPs的生物效应.在温室土壤盆栽条件下研究了施加不同水平纳米ZnO(0、500、1000、2000、3000 mg·kg-1)和接种AM真菌Acaulospora mellea对玉米生长和营养状况的影响.结果表明,随土壤中纳米ZnO施加水平的增加,菌根侵染率和玉米生物量均呈降低趋势,根系总长、总表面积及总体积降低,植株体内Zn含量和吸收量逐渐增加,地上部分P、N、K、Fe、Cu吸收量逐渐降低.与对照相比,接种AM真菌均促进玉米的生长,改善P、N、K营养,根系总长、总表面积及总体积增加,并在施加纳米ZnO时增加Zn在玉米根系中的分配比例.本结果首次表明,土壤中纳米ZnO对丛枝菌根具有一定毒性,而接种AM真菌能够减轻其毒性,对宿主植物起到保护作用.     

纳米氧化锌、硫酸锌和AM真菌对玉米生长的影响

纳米氧化锌(Zn O)是应用最为广泛但具有一定生物毒性的金属型纳米颗粒(nanoparticles,NPs)之一,而丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌能改善宿主植物矿质营养和增强宿主植物抗逆性,但纳米Zn O和其他锌污染物之间的关系以及AM真菌对其生物效应的影响目前尚不清楚.通过温室盆栽试验,研究了单一或复合施加纳米Zn O、ZnSO_4(500mg·kg~(-1))时接种AM真菌Funneliformis mosseae BEG 167对玉米生长的影响.结果表明,纳米Zn O对AM真菌侵染和玉米植株生长有一定抑制作用,表现出植物毒性,且与同浓度(500 mg·kg~(-1))下的ZnSO_4作用类似.与非菌根对照相比,接种AM真菌降低了玉米植株的Zn含量或Zn吸收量,且在复合处理中对玉米生长表现出较好的促生作用.结果首次表明,纳米ZnO与ZnSO_4在生物毒性上存在复杂的交互作用,而接种AM真菌在二者复合污染时对玉米具有一定的保护作用.