丛枝菌根真菌对柳枝稷苗期生长作用机制的研究

柳枝稷(Panicum virgatum L.)存在苗期生长缓慢的现象,而菌根真菌与植物共生可以促进植物生长。为了探究菌根真菌对柳枝稷苗期生长的影响,我们以来自于柳枝稷低地型品种Alamo的2个品系Ma和Mg为材料,诱导丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与柳枝稷共生,研究丛枝菌根真菌对柳枝稷苗期生长的影响及其分子机制。结果表明:丛枝菌根真菌可以侵入苗期柳枝稷根的内部形成共生菌根,并显著增加柳枝稷苗期的叶绿素含量、株高、叶片数和生物量。寄生植物瓜列当(Orobanche aegyptiaca)种子萌发和独脚金内酯(Strigolactones,SLs)合成标记基因检测实验表明,丛枝菌根真菌与柳枝稷共生可以抑制柳枝稷根系合成独脚金内酯,进而解除独脚金内酯对柳枝稷分蘖的抑制作用,促进柳枝稷苗期的生长。     

分根装置中丛枝菌根真菌影响蚕豆秸秆降解作用研究

为了研究丛枝菌根对植物凋落物降解的作用,采用四室分根装置即土壤室、根室、菌根室和菌丝室,分室间用37.4 μm尼龙网和有机板分隔,尼龙网袋包埋蚕豆秸秆于不同分室内,以玉米为宿主植物,接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae。试验分别在移栽后第20、30、40、50、60 天时取样,通过比较不同分室内在降解过程中土壤中酸性磷酸酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性的动态变化、微生物量碳和氮及土壤呼吸的动态变化。研究结果表明:经60 d的培养后,与非根际土壤室(S)相比,根室(R)、菌根室(M)和菌丝室(H)蚕豆秸秆降解量分别提高了15.61%,20.54%和7.74%,降解系数分别提高了25.87%、35.00%和12.17%。M室中土壤酸性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性较其他三室都有显著提高,同时菌根室(M)和菌丝室的微生物量碳、氮与土壤呼吸作用也显著增加。因此,丛枝菌根真菌和宿主植物形成共生体系后,通过提高土壤酶活性、增加微生物量的大小和活性来作用于蚕豆秸秆的降解过程,成为造成玉米秸秆降解加快的重要原因,这也表明了丛枝菌根真菌土壤碳氮循环中的重要作用。     

氮沉降对植物-丛枝菌根共生体影响的研究进展

氮沉降是影响陆地生态系统的重要环境因子。丛枝菌根真菌(AMF)作为一种能够与绝大多数植物共生并广泛存在的土壤微生物,对植物生长、养分吸收以及抗逆性等均具有重要的调节作用,而针对氮沉降对植物-丛枝菌根共生体影响的研究往往被忽视。基于此,笔者从氮沉降对菌根侵染特性、菌根多样性、菌根对宿主植物生长发育、氮代谢、磷吸收以及对宿主植物生物多样性影响等方面进行了归纳总结,并提出应重点关注的研究方向,旨为菌根生理生态学的研究提供一定的科学依据。     

纤维素类能源草在京郊地区的经济效益与生态价值评价

纤维素类能源草是一类重要的能源植物与良好的生物质资源。对柳枝稷、荻、芦竹3种纤维素类能源草从农业种植到纤维素乙醇制备的整个过程进行了经济效益与生态价值的初步评价,结果表明,以柳枝稷、荻、芦竹为原料,每制备1.00 t纤维素乙醇的经济效益分别为4 147.85,1 185.08,2 019.76元,柳枝稷最优,芦竹次之,荻再次之;每制备1.00 t纤维素乙醇所需种植的柳枝稷、荻、芦竹的大气净化生态价值分别为4 639.28,4 351.25,4 320.39元,柳枝稷最优,荻次之,芦竹再次之;3种纤维素类能源草均具有强大的固定大气CO₂的能力,对于降低温室气体CO₂浓度、促进土壤碳的积累具有积极作用。     

6种能源草的丛枝菌根侵染状况初步调查

共生是植物适应环境的一种重要策略,丛枝菌根真菌作为一类古老的土壤微生物,能与陆地上大多数的维管植物形成专性共生体系,在影响植物生长发育、养分吸收和生态适应性等方面起到了关键作用。对栽培于中国农业大学涿州试验站的6种能源草（8个品种）进行菌根侵染状况和孢子群落的初步调查,结果表明：所有能源草类型均能被AM真菌侵染并形成丛枝、泡囊、菌丝等典型结构,侵染水平为4.3%~25.2%,其中虉草（Phalaris arundinacea）侵染率最高,芒草（Miscanthus sinensis）最低。每20 g根际土中有18.7~48.0个孢子,菌丝密度在1.8~4.2 m·g^-1之间。经过对根外孢子的形态学鉴定,发现与调查的能源草共生的AM真菌优势种类为Funneliformis mosseae和Claroideoglomus etunicatum。这表明丛枝菌根真菌能与本研究中的能源草建立良好的共生关系,为能源草的生态适应性研究提供了新的思路。     

丛枝菌根真菌与宿主植物识别共生的分子机制

土壤真菌与植物形成的丛枝菌根在自然界中广泛存在,是植物在长期的生存过程中,与菌根真菌一起共同进化的结果。这种共生作用可以引起真菌和其宿主植物发生重要的适应性变化。近年来,丛枝菌根真菌与寄主植物之间是如何相互发生作用并形成菌根共生体,是人们所关注的问题。本文主要对丛枝菌根共生体形成的信号途径,对真菌与植物相互作用的非共生阶段的信号释放、共生初期阶段植物代谢及信号识别机制,共生体的稳定维持进行了综述。     

菌根和磷素之间的关系

<正> 囊状丛枝菌根是真菌和大多数农作物及园艺植物的共生体。不能形成囊状丛枝菌根的植物主要科是甘兰、苔草、藨草、银钟花和菠菜等。形成囊状丛枝菌根的真菌几乎所有的土壤中都有。植物根系可被囊状丛枝菌根中的真菌所感染,或从已感染了的真菌根来感染。能够感染真菌根系的比例大小变化很大,但其比率可达90～95%。在根里面的感     

AM真菌在草地生态系统碳汇中的重要作用

草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,在全球碳储量中占有重要的地位,而广泛存在于草地生态系统中的丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,简称AM)真菌在草地生态系统的碳汇中起着重要的作用。本文从AM真菌功能多样性出发,从以下几个方面阐述AM真菌在草地生态系统碳汇中的作用:1)AM真菌对草地生态系统净初级生产力(NPP)的影响。2)AM真菌对土壤碳库变化的影响。3)AM真菌对CO₂浓度升高和大气氮沉降增加的响应。4)草地放牧利用、管理措施等干扰影响AM真菌,从而对草地生态系统碳循环产生影响。综合分析了AM真菌在草地生态系统中的作用机制,旨在为准确全面地评估碳汇现状、测算固碳速率、预估碳储量和应对全球气候变化提供方法和参考依据。     

土壤因子对黄土丘陵区不同利用方式土地丛植菌根真菌多样性的影响

丛枝菌根多样性是土壤生态系统生物多样性的重要组分之一。本研究对豫西黄土丘陵区柠条（Caragana korshinskii）林、刺槐（Robinia pseudoacacia）林、苹果（Malus pumila Mill）园和撂荒地的地表植被、土壤养分及AM真菌多样性进行了测定分析,结果表明,该区共鉴出AM真菌6属31种,球囊霉属（Glomus）为各样地的优势属,地球囊霉（G.geosporum）和摩西球囊霉（G.mosseae）为各样地的优势种。与苹果园地相比,柠条林地、刺槐林地和撂荒地土壤AM真菌的孢子密度分别提高49.49%,39.62%和91.42%（P<0.05）;种丰度分别提高54.10%,68.85%和90.98%（P<0.05）;多样性指数分别提高36.54%,30.77%和53.85%（P<0.05）。AM真菌物种多样性指数与pH和速效磷含量显著负相关（P<0.05）,与有机碳和速效氮含量显著正相关（P<0.05）。土壤养分因子对AM真菌多样性的影响顺序为：速效磷 > pH > 速效氮 > 有机碳 > 全氮 > 全钾 > 全磷。土壤AM真菌多样性受宿主植物多样性和土壤养分因子综合影响。     

生物炭、磷及AMF对Cd胁迫下柳枝稷生长及土壤性质的影响

为探讨添加磷、生物炭和接种丛枝菌根真菌对柳枝稷镉（Cd）耐性的作用，采用盆栽法研究土壤Cd浓度为20 mg·kg^-1时，不同处理［对照（CK）、4.5%生物炭（biochar，B）、60 mg·kg^-1磷（phosphorus，P₆₀）、4.5%生物炭+60 mg·kg^-1磷（B+P₆₀）］结合丛枝菌根真菌（AMF）对柳枝稷生长状况、矿质离子（P、Se）和Cd含量、土壤pH值、速效磷和酸性磷酸酶活性及土壤不同形态Cd含量的影响。结果表明：磷添加可显著提高柳枝稷根系侵染率，P₆₀处理下根系侵染率达到了56.9%。与CK相比，B、P₆₀、B+P₆₀处理对柳枝稷植株高度、叶片SPAD值、生物量无显著影响，各处理结合AMF的植株高度、叶片SPAD值、生物量均显著升高，但接菌后各处理间差异不显著。除了P₆₀处理下地上部Se和Cd含量及B+P₆₀处理下地上部Cd含量高于CK外， B、P₆₀、B+P₆₀处理下P、Se、Cd与CK无显著差异；接种AMF后CK和B处理下地上部Se和Cd含量均高于未接菌处理，且B+AM处理地上部Cd含量显著高于其他处理；但接菌后P₆₀处理地上部Se和Cd含量均低于未接菌处理。此外，无论是否接种AMF，B和B+P₆₀处理根系Cd含量均显著高于CK和P₆₀，土壤速效磷含量高于CK，土壤酸性提取态Cd含量低于CK和P₆₀。接种AMF后CK、B和B+P₆₀处理的土壤残渣态Cd含量高于CK和对应未接菌处理，但接菌P₆₀处理的土壤残渣态Cd含量低于未接菌处理。由此可见，B或B+P₆₀处理提高了根系Cd和土壤速效磷含量，降低了土壤酸性提取态Cd含量；二者结合AMF提高了柳枝稷生物量和地上部Se和Cd含量及土壤残渣态Cd含量。因此，AMF结合生物炭或生物炭/磷添加提高了柳枝稷生物量、Cd吸收量，降低了土壤中重金属的生物活性，可以在重度Cd污染土壤中应用。     

围栏封育对草甸草原碳蓄积特征的影响

以新疆乌鲁木齐县甘沟乡围封8年的草甸草原为研究对象,通过野外调查取样结合室内分析的方法,研究了围栏封育对草地土壤碳密度和植物碳密度的影响。结果表明:围封区与放牧区土壤碳密度、根系碳密度均随着土壤深度的增加而降低,碳储量主要集中表层0~10 cm,且围封区高于放牧区;围封区各月地上植物碳密度极显著高于放牧区(P<0.01)。表明围栏封育可以有效增强草甸草原的碳汇功能。     

氮、磷添加下AMF对羊草和苜蓿生长与光合生理特性的影响

丛枝菌根共生对植物养分利用效率起重要作用,豆科和禾本科牧草混播可以有效提高草地产量,而适量外源氮、磷的添加同样可以促进牧草的生长。为了更好地改善对草地的利用效率,将混播、AMF以及氮、磷添加有效结合将会是其中的一条途径。因此,通过以丛枝菌根真菌的有无(+/-AMF)为主处理,不同氮、磷添加量(N₀,N₁,N₂)为副处理,研究豆禾共存群落植株的生长及其光合作用的响应,结果表明:1)AMF对羊草和苜蓿净光合速率均有改善,而且对羊草净光合速率影响显著。2)光响应曲线分析表明,羊草和苜蓿净光合速率均随光强的增加而升高,且羊草净光合速率在+AMF条件下均高于-AMF。 3)AMF显著提高了羊草和苜蓿叶绿素含量,不同氮、磷添加量条件下,+AMF处理的羊草和苜蓿的叶绿素含量均高于-AMF处理。 4)氮、磷添加量和AMF处理显著影响羊草和苜蓿生物量,豆禾混播草地共存群落的处理以+AMF+N₂处理为宜。     

模拟放牧采食对典型草原土壤中AM真菌分解枯落物的影响

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)在陆地生态系统中分布广泛，不仅可以促进宿主植物生长发育，还会参与枯落物的降解，间接影响土壤碳库。本研究使用典型草原优势种羊草(Leymus chinensis)做枯落物，通过适宜孔径尼龙网分离AMF根外菌丝与土壤中其他微生物，探究植物功能群和刈割处理对AMF参与枯落物分解的影响。结果表明AMF通过提升土壤中β-葡糖苷酶和多酚氧化酶的活性加速对枯落物的降解。植物功能群的改变会影响枯落物分解，其中杂类草处理中枯落物分解率较高(2016年：31.72%;2017年：31.02%),C₄禾草处理中的最低(2016年：23.22%;2017年：27.10%);但并不会改变AMF对枯落物的分解作用。刈割在短时间内对枯落物的分解无显著影响。本研究发现AMF促进了枯落物分解，植物群落组成的改变也会显著影响枯落物的分解。     

生物炭和AM真菌对重金属污染下土壤养分及望江南生长的影响

以望江南为研究对象,通过盆栽试验研究了在重金属胁迫条件下添加生物炭与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)互作对望江南生长及土壤养分的影响。结果表明,接种AMF对土壤pH及养分含量无显著影响;施用生物炭可显著增加土壤pH及土壤有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾含量,但对碱解氮、全钾含量影响不显著;普通生物炭显著增加了AMF侵染率,铁改性生物炭则作用相反;接种AMF可显著增加根系各形态参数,2种生物炭对望江南根系参数的影响则有所差异,单一普通生物炭(biochar, BC)处理下根系总根长、根表面积、总投影面积、根尖数和根系分叉数增加,而单一铁改性生物炭(Fe modified biochar,Fe-BC)处理下,相应参数则均降低,但2种生物炭均降低了根体积和平均直径。接种AMF与BC复合处理下,与对照、单一接种AMF处理和单一BC处理相比,各根系形态参数均增加;播种后初期,生物炭和AMF对望江南株高、叶长及叶宽无显著影响,随着生长期延长,AMF处理下望江南株高、叶长和叶宽显著高于未接种处理,两种生物炭单一处理对望江南株高、叶长及叶宽的增长均无显著影响,但与AMF互作则显著增加望江南株高、叶长和叶宽;不同处理下望江南地上部及根系干重与植株株高的变化情况一致。总体而言,普通生物炭与AMF互作对土壤pH、土壤养分及望江南根系的扩展、植株生长及干物质积累的改善效果最好。     

丛枝菌根真菌对垂穗披碱草的生长发育和防御性酶活的影响

为研究丛枝菌根真菌(Arbusculae mycorrhizal fungi，AMF)在植物抵御虫害过程中的作用，本研究以垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)为供体植物，老芒麦(Elymus sibiricus Linn.)为受体植物，以摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)作为接种菌种，共设置5个处理，即：存在菌丝，但无根系连接(A)、无菌丝和根系连接(B)、无根系但有菌丝连接，且在虫害处理前旋转(C)、既有菌丝又有根系连接(D)、无接菌但存在根系连接(E)，测定了菌根侵染率、地上地下生物量、碳氮含量以及防御酶活性等指标。结果表明：AM真菌显著提高了受体植物地下生物量(P<0.05)；虫害发生后，AM真菌诱导了供受体植物体内的防御酶活性显著升高(P<0.05)。本试验证明了AMF可以促进宿主植物的生长发育，菌丝网络则为主要防御化学信号的传递途径。     

放牧对土壤有机碳的影响及相关过程研究进展

草地生态系统在全球碳循环中起着重要作用,但过度放牧造成大面积的草地退化,土壤有机碳是反映土壤质量状况的综合指标,但迄今仍无较好的理论解释放牧对土壤有机碳影响的机理。放牧可通过影响土壤有机碳的输入与分配、转化利用和输出以及土壤微环境影响土壤有机碳,本文从上述各方面分析放牧对土壤有机碳及组分的影响,以探讨放牧对土壤有机碳的影响机理。由于动物的选择性采食、踩踏和植被自身恢复能力的差异以及家畜排泄物的影响,不同放牧强度改变了能影响土壤有机碳的生物因素和非生物因素,土壤有机碳在多因子的共同作用下保持动态平衡或发生着变化。由于植物群落特征和土壤理化性质的差异、放牧历史、实验方法多样等原因导致众多研究结果不尽一致。而目前多数研究只关注放牧作用下某个或少数因子对土壤有机碳的影响。在未来的研究中需针对不同的草地条件,对土壤总有机碳和组分进行观测,同时进行多因子交互作用整合分析,并加强定量分析和与其他元素循环耦合研究,有助于深入理解放牧对土壤有机碳影响的机理,进而为草原生态系统的可持续利用提供科学依据。     

模拟增温对高寒草甸土壤性质的影响

全球变暖严重影响着草地生态系统碳氮循环,了解高寒草地生态系统碳氮循环对合理利用有限的草地资源有着极为重要的意义。为了探索全球气候变暖的背景下草地生态系统碳氮循环过程,本文采用开顶式增温小室（Open top champers,OTCs）连续四年模拟增温,对青藏高原高寒草地生态系统碳库（植物生物量碳库、土壤有机碳库和土壤微生物生物量碳库）动态变化及氮库（植物生物量氮库、土壤有机氮库和土壤微生物生物量氮库）动态变化进行研究。结果显示：模拟增温后,表层土壤年均温度增加了2.50℃,底层土壤年均温度增加了1.36℃。增温处理下植物-土壤-微生物生物量碳含量均高于对照,且土壤微生物生物量碳含量显著高于对照（P<0.05）。模拟增温处理下植物氮含量显著高于对照（P<0.05）。而土壤氮含量与微生物生物量氮含量均低于对照,差异不显著,说明高寒草甸碳氮对温度的响应较为明显。