螯合剂和AM菌根对玉米吸收重金属及重金属化学形态的影响

通过温室根箱盆栽试验研究4种螯合剂EDTA、EDDS、AES和IDSA与AM菌根单一或联合对植物吸收重金属的影响,并通过改进的BCR三步法分析了玉米Zea mays L.菌根根际重金属的化学形态变化。AES和IDSA处理显著提高了玉米地上部重金属的吸收,对Cd、Cu的作用最为显著,Cd质量分数是对照的6.2倍和6.3倍,Cu质量分数是对照的21.8倍和7.7倍。AM＆amp;EDDS处理Cd的质量分数是EDDS处理的6.4倍,较单一AM处理增加了120.7%;AM＆amp;AES处理的Pb质量分数较之AES处理增加了71.5%,AM＆amp;IDSA较之IDSA处理亦增加了32.0%。AM＆amp;AES、AM＆amp;IDSA处理较之单一AM处理,Zn质量分数增加了134.1%和21.8%,Cu质量分数前者是后者的8.4倍和3.3倍,Pb质量分数前者是后者的11.9倍和8.7倍。添加螯合剂处理较之对照亦显著提高了玉米根部重金属的质量分数（P＆lt;0.05）,其中EDTA处理Pb质量分数是对照的5.0倍,AES和IDSA处理Cu质量分数增加了229.1%和131.0%。AM与螯合剂联合处理后,玉米根部Cd质量分数较之单一螯合剂处理降低,与地上部呈相反趋势;AM＆amp;EDDS处理较之EDDS处理,Zn质量分数增加了48.6%,AM＆amp;AES与AES处理对比亦增加了24.6%;AM＆amp;EDTA、AM＆amp;EDDS和AM＆amp;AES较之AM处理玉米根部Zn质量分数分别增加了70.0%、90.9%和51.3%,Cu质量分数前者是后者的2.6倍、1.8倍、4.0倍, Pb质量分数前者是后者的4.5倍、4.2倍和2.8倍。AM处理下根际土壤Zn、Cu、Pb结合态相对含量明显高于非根际。结果表明,新型螯合剂AES和IDSA对玉米地上部和根部重金属的吸收积累有较明显的促进作用;螯合剂和AM菌根联合提高了单一接种AM菌根或者添加螯合剂时玉米对重金属的吸收积累量,强化了植物提取的效果;AM菌根改变了根际土壤中重金属的形态,菌根的存在使得重金属的形态由松结合态向紧结合态转移,降低了重金属的生物有效性及过量重金属对宿主植物的毒害。     

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。     

接种AM真菌对压实土壤柠条叶片生理与光合特性的影响

以矿区常用复垦植物——柠条作为供试物种,采用室内实验模拟矿区压实土壤,研究接种AM真菌与土壤压实对柠条叶片生理生化和光合特性的影响。结果表明:土壤压实导致柠条叶片SOD、POD、CAT活性下降、脯氨酸、可溶性糖与可溶性蛋白含量降低,叶片相对电导率、丙二醛含量显著升高。接种AM真菌有助改善压实土壤中柠条叶片生理特性,增强光合作用。与单纯压实处理相比,接种AM真菌使压实处理柠条抗氧化酶SOD、POD、CAT活性分别提高1.34,1.65,1.51倍;可溶性糖、可溶性蛋白含量分别升高33.90%,5.30%,脯氨酸含量降低53.20%;叶片相对电导率、丙二醛含量显著降低15.58%、19.98%;激素调节物质IAA、CTK、GA激素分泌分别增加18.39%、45.19%、14.40%,ABA降低34.33%;叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率有明显升高。表明接种AM真菌能够提高柠条抗氧化酶活性、调节渗透物质和激素分泌,降低细胞膜脂过氧化水平,维持细胞结构稳定,促进柠条光合作用增强,提高柠条的生产力。在土壤压实严重的矿区,可以通过接种AM真菌提高柠条抗压实胁迫的能力,以提高压实土壤矿区植被恢复质量。     

不同磷石膏添加量与接种菌根对玉米生长及磷、砷、硫吸收的影响

通过盆栽模拟试验研究了不同磷石膏（PG）添加量（0、20、40g·kg-1）和接种3种丛枝菌根真菌（Glomus mosseae（GM）、Glomus aggregatum（GA）、Diversispora spurcum（DS））对玉米生长及其磷、硫、砷吸收的影响.试验结果表明：随磷石膏添加量的提高,土壤有效磷、有效...     

分子生物学技术在菌根研究中的应用及其进展

近几年来,菌根分子生物学得到了较快发展;尤其是一些用于首根真菌ITS区域的特异引物先后设计并合成成功,进一步推动了菌根学在分子水平上的研究。分子生物学技术在留根真菌分类鉴定及亲缘关系研究上应用较多。在菌根菌竟争性和持续性研究上．DNA分析技术已成为最重要的研究手段之一。在这些研究中,专为菌根真菌ITS区域分析而设计的ITS1-F和ITS4-B两种特异引物应用最为普遍。本文对菌根DNA分析技术、PCR－RFLP技术做了简单介绍;综述了PCR、ITh－RFLP等分析技术在菌根菌分类、亲缘关系及菌种持续性等方面的研究和应用情况。     

锌对外生菌根植物苏格兰松幼苗锌积累和光合作用的影响

在实验室条件下,对生长在锌(Zn)处理浓度为55mg·L-1和200mg·L-1下的外生菌根苏格兰松幼苗(Pinussylvestris)的锌积累和光合作用进行测定.处理4周后,两种浓度锌处理下菌根苗木Zn积累量分别为非菌根松苗的1 7倍和2 8倍,显示菌根没有减少植物对过量Zn的吸收 但200mg·L-1处理下菌根地上部分Zn与非菌根相同,说明菌根真菌可能通过调节Zn在植物内的分布积累减少重金属毒害.菌根真菌缓解了Zn对植物光合色素合成的影响,使菌根植物叶绿素含量比非菌根高12%和22%,其中叶绿素b都比非菌根的高12%.菌根真菌对Zn胁迫下的植物光合作用的影响,主要表现在缓解PSⅡ电子传递速率的减少,使Zn处理下菌根植物的PSⅡ电子传递速率比非菌根高33%和24%,但净光合强度与非菌根差异不显著.菌根还使Zn胁迫下的植物受伤呼吸减弱,在200mg·L-1Zn处理下比非菌根的呼吸耗氧低25%,减少了呼吸耗能,增加植物抵抗环境胁迫的能力.     

广东省森林球囊霉素相关土壤蛋白含量及影响因素

植被和土壤组成的差异将影响土壤微生物的组成及动态,土壤微生物的动态变化将体现在微生物产物上。球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-related soil protein,GRSP)被认为是唯一来源于丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)的糖蛋白,是土壤碳库的稳定组分,可用于指示AMF对土壤碳固持的影响。鉴于已有GRSP相关研究多集中在样点尺度,缺乏区域水平的研究这一事实,该研究选择广东省164个代表性森林样地为研究对象,通过测定表层(0-10 cm)土壤GRSP含量、土壤理化性质,旨在了解广东省森林土壤中GRSP水平及其对土壤有机碳固持的贡献。结合土壤理化性质、植被特征探讨区域范围内GRSP的影响因素。结果表明,(1)广东省森林土壤表层土(0-10 cm)中总球囊霉素相关土壤蛋白(total GRSP,T-GRSP)质量分数为(3.26±0.11) g?kg-1,易提取球囊霉素相关土壤蛋白(easily extractable GRSP,EE-GRSP)质量分数为(1.11±0.03) g?kg-1,植被起源和植被类型对GRSP含量的影响不显著,GRSP在地带性土壤中呈现黄壤>红壤>赤红壤>砖红壤的显著变化趋势。(2)针叶林GRSP的平均水平高于常绿阔叶林,这一趋势与3种植被类型下灌木草本层生物量的趋势一致。(3)GRSP与土壤有机碳含量、阳离子交换量呈显著正相关关系,与土壤pH值呈显著负相关关系,GRSP含量随土壤细颗粒(粒径<50μm)含量的增加而增加。广东省森林土壤GRSP对土壤有机碳的绝对贡献率为2.3%,GRSP能够与土壤细颗粒结合促进土壤团聚体的形成,并提高土壤保水性能和肥力。     

喀斯特生境下AMF侵染对任豆生长的影响

喀斯特地区土壤退化,植被定植更新困难,丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)具有增强植物养分吸收能力和抵抗逆境胁迫能力。研究喀斯特生境下植物与AMF共生效果,选择优势菌种促进喀斯特植被恢复,对于提高植物定植成活率具有重要作用。以豆科植物任豆(Zenia insignis)幼苗为试验材料,盆栽条件下,选取喀斯特优势菌种-摩西球囊霉(Funneliformis mosseae)、根内球囊霉(Rhizophagus intraradices),2种菌根真菌混合菌剂进行接种,培养180 d,研究贫瘠喀斯特土壤生境和养分较高的滇柏林下土壤生境下AMF对任豆生长影响。结果表明:摩西球囊霉、根内球囊霉和混合接种均能侵染任豆根系,幼嫩根系更易侵染,木质化根系侵染率下降。接种摩西球囊霉,贫瘠喀斯特土壤生境下,株高、地径、地上生物量、地下生物量和总生物量分别提高68.92%、56.18%、83.90%、42.20%和67.34%;养分较高的滇柏林下喀斯特土壤生境下,株高、地上生物量、地下生物量和总生物量分别提高48.05%、6.77%、7.92%和8.89%;根内球囊霉处理接种效应低于摩西球囊霉和混合接种处理,对生物量增长为负效应,混合接种处理接种效应介于单接种之间,摩西球囊霉接种效果优于根内球囊霉和混合接种。摩西球囊霉在贫瘠喀斯特土壤生境下发挥的促生效应优于养分较高的喀斯特土壤,可作为喀斯特侵蚀区植被恢复菌根真菌干扰途径的优势菌种,混合接种作为接种剂具有单接种兼容效应。     

接种根瘤菌和菌根真菌对三叶草生长及对土壤Pb2+吸收的影响

采用盆栽实验,设计了不接种(CK)、接种根瘤菌、接种丛枝菌根真菌、双接种根瘤菌和菌根真菌4种处理,探讨了三叶草的生长情况及对土壤中Pb2+吸收的影响。结果表明:三叶草对Pb具有一定的吸收能力,两次采样中,CK处理三叶草Pb浓度分别为15.38mg/kg和15.57mg/kg,均为各处理中最高;接种根瘤菌可明显提高三叶草生物量,接种菌根真菌能明显减少三叶草对土壤中Pb的吸收。接种根瘤菌和菌根真菌减少三叶草对Pb2+的吸收和向地上部运输。