水分胁迫下AM真菌对甘草生长的影响

利用盆栽试验研究了水分胁迫下接种摩西球囊霉（Glomus mosseae）对甘草（Glycyrrhiza inflata）生长和抗旱性的影响。结果表明,土壤含水量对AM真菌接种效果有显著影响;不同水分条件下,接种AM真菌显著提高了甘草菌根侵染率和全株黄酮以及氮、磷含量。水分胁迫30 d,接种株POD活性和MDA含量显著降低,而土壤含水量为60%和80%时,接种株可溶性蛋白含量显著降低;水分胁迫60d,接种株SOD活性和可溶性蛋白含量显著降低,土壤含水量为60%和80%时,接种株POD活性和可溶性糖含量显著升高,接种株叶绿素含量只在土壤含水量为60 %时显著升高。以胁迫60d土壤含水量为60 %时接种效果最佳。AM真菌可能通过提高宿主植物根系对土壤水分和矿质元素吸收以及改善植物体内生理活动、调节保护酶活性以提高其抗旱性,促进宿主植物生长。     

丛枝菌根真菌对棉花耐盐性的影响研究

盆栽灭菌试验研究丛枝(AM)真菌对棉花耐盐性的影响结果表明,自然盐渍化土壤和人工模拟盐渍条件下接种AM真菌处理的生物产量显著高于不接种处理,相同土壤下菌根真菌对棉花植株生长的促进作用随盐水平的提高而增大,表明AM真菌与植株建立的共生关系有利于棉花在盐渍土壤中生长。盐胁迫下棉花植株对P的需要量增加,接种AM真菌可提高植株含P量,促进植株生长,提高棉花的耐盐性。     

不同施铜水平下接种AM真菌对海州香薷根际pH的影响

研究表明,丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌对宿主植物生长和吸收、转运重金属的作用受土壤pH的影响[1-3]。植物可以通过分泌质子或有机酸等改变根际土壤的pH,接种AM真菌可以改变宿主植物的根系分泌物[4-6],从而影响土壤pH。Li等[7]研究发现,接种AM真菌的白三叶在根-土界面、菌丝室及菌丝-土壤界面的pH均降低。Li和Christie[8]发现Zn污染土壤中接种G.mosseae降低了红三叶植物体内Zn浓度和吸收量;菌根处理土壤的pH比对照土壤高,土壤溶液中的Zn浓度低,在施Zn量大时尤为显著。AM真菌菌丝往往在利用NO3-N的同时释放出OH-,导致…     

盐胁迫和AM真菌对生菜生长的效应

试验设不接种、接种Glomus intraradices（BEG141）、接种Glomus mosseae（BEG167）3个接种处理，每个接种处理下再设电导率（EC）为607μScm^-1（低盐）、1236μScm^-1（中盐）、1866μScm^-1（高盐）等3个不同盐水平处理。试验结果表明：随着土壤EC值的增加，生菜生物量降低，但在低盐胁迫下，非菌根植株降低幅度大于菌根植株。与不接种处理相比，在低盐和中盐条件下，接种菌根真菌的植株体内NO3^-含量、植株地上部干重增加；同一土壤盐水平下，接种处理的植株磷、叶绿素含量高于不接种处理的；在低盐下，接种处理的植株的根系可溶性糖含量高于不接种处理的，但在1236和1866μScm^-1的盐度下，接种处理的植株根系可溶性糖含量低于不接种处理的。说明在施肥过量引起的次生盐渍化土壤中，AM真菌侵染对生菜在低盐胁迫下的生长存在促进作用，而在高盐胁迫下，使其生长受到抑制。     

盐胁迫下AM菌侵染的棉花幼苗根系蛋白质组分析

研究了盐胁迫对棉花幼苗生长的抑制作用和AM真菌侵染根系对盐胁迫的缓解作用。分别以水(对照),0.5% NaCl(盐胁迫组)和AM组(盐胁迫组中加入AM接种剂,浓度为12g/L)培养棉花幼苗30d,取根部进行外观比较,并提取各组根系中的蛋白质,利用双向电泳技术分析棉花幼苗根系蛋白质组的变化。结果表明,盐胁迫组的幼苗根系主根稍细,侧根很少,而对照和AM组主根饱满且侧根丰富,说明AM真菌能抑制盐对幼苗根部的胁迫作用。通过扫描分析3组胶图,发现有4个蛋白质斑点表现出显著的变化,盐胁迫组中均表现为表达量下降,在AM真菌与盐共处理时,这4个蛋白质点的表达均有不同程度的恢复;经鉴定分析,其中2个蛋白质斑点(S1,S2)分别被鉴定为葡萄糖磷酸变位酶与异黄酮还原酶类;同时在AM组还出现3种对照中没有的蛋白质(S5、S6、S7),可能与AM提高作物耐盐性途径相关。     

长期定位施肥土壤中AM真菌耐磷性的比较

大多数试验表明在缺P或低P土壤中接种AM真菌都能促进植物对P、锌（Zn）、铜（Cu）等养分的吸收和利用、提高产量、改善品质。而在高P含量土壤中除部分菌种外，大多数AM真菌侵染率较低、接种效果不明显。近年来，随着化肥工业的发展和进口量的增加，我国农田施（P）肥量越来越多，大大抑制了AM真菌的发育及其功能。因此，筛选耐P肥菌株，评价高P含量土壤中不同AM真菌的侵染、发育和接种效应，获得适应高肥力土壤条件、并能增加作物养分吸收、提高产量的高效菌种，为大面积农田应用AM真菌提供依据和技术是摆在我们面前的一项紧迫任务。     

AM真菌和水分条件对稀土尾矿堆中植物生长的影响

通过温室盆栽试验研究了不同水分处理下接种3种丛枝菌根（AM）真菌（Diversispora spurcum、Glomus aggre gatum和Glomus constrictum）后对稀土矿砂中黑麦草（Lolium perenneL.）和狗牙根（Cynodon dactylon（L.）Pers.）植物株高、地上和地下部分干重及植株内Pb和Zn含量的影响。结果表明：不同水分处理下黑麦草和狗牙根与AM真菌均有一定的结合。在干旱胁迫（W1和W2）下,接种3种AM真菌均提高了黑麦草的株高、地上和地下部分干重,其中,接种Glomus aggregatum促进作用最为显著,重度干旱胁迫（W1）处理下接种后黑麦草株高、地上和地下部分干重比对照分别提高了76.16%、202.86%和481.82%;接种Glomus constrictum显著提高了狗牙根的株高、地上和地下部分干重,W1处理下狗牙根接种后的株高、地上和地下部分干重比对照分别提高了119.17%、290.63%和247.37%。接种AM真菌的植株内Pb和Zn含量与AM真菌种类、植物品种、水分处理及重金属性质等相关,在W1处理下接种Glomus constrictum显著降低了黑麦草植株内Pb的含量,而对Zn的含量影响不大;而对于狗牙根,在W1处理下接种Glomus constrictum显著增加了其Pb和Zn的含量。此外,还测定了植物叶片丙二醛和脯氨酸含量,结果显示接种AM真菌明显降低了干旱处理下黑麦草和狗牙根叶片丙二醛和脯氨酸含量,表明接种AM真菌能有效提高植物的抗逆性。     

野生大豆与栽培大豆抗旱性对接种丛枝菌根真菌的响应

采用盆栽试验,分别对栽培大豆和野生大豆接种AM真菌进行研究,同时设不接种对照。接种和不接种处理均下设2种水分处理:植物生长期间全程正常供水和前期正常供水后期干旱处理,研究了水分胁迫下接种丛枝菌根(AM)真菌对栽培大豆和野生大豆生理生化特性的影响及菌根水孔蛋白基因GintAQPF1和GintAQPF2表达量的变化。结果表明:干旱胁迫下接种AM真菌能刺激野生大豆和栽培大豆根系伸长生长,对茎秆的促进作用并不明显;干旱胁迫下脯氨酸含量与过氧化氢酶(CAT)活性显著高于未接种对照组,其中接种AM真菌的野生大豆脯氨酸含量、CAT活性增幅最大;未接种AM真菌的栽培大豆与野生大豆丙二醛(MDA)含量与相应接种AM真菌组比显著增加;接种AM真菌的野生大豆与栽培大豆中GintAQPF1和GintAQPF2表达量均显著增加,其中野生大豆GintAQPF2表达量显著高于栽培大豆。说明接种AM真菌能够促进脯氨酸积累,增加CAT活性,提高GintAQPF1和GintAQPF2基因表达,刺激根系的伸长生长。     

丛枝菌根真菌与植物共生影响植物水分状态的研究进展

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能与宿主植物形成共生体,广泛存在于陆地生态系统中。大量研究表明,不同水分条件下,植物通过接种AMF比未接种AMF的植物具有更强的水分吸收能力和更高的水分利用效率。在干旱、盐胁迫下,接种AMF能有效提高宿主植物的耐旱性与耐盐性。本文综述了不同水分条件下,与植物共生的AMF通过扩大植物根系吸收面积、改善根系结构,增强植物根系吸收水分能力的相关研究进展。土壤中根外菌丝网络的形成,不但为植物增加了水分吸收途径(菌根途径),还通过改善植物体内的矿质营养来调节植物对水分的吸收,进而影响植物的水分吸收状况；不同水分条件下,根系被AMF侵染后植物的光合作用、蒸腾作用以及气孔导度都得到增强,植物蒸腾作用的增强能够直接有效的提升植物的蒸腾拉力,因此植物对水分的吸收能力得以提升。同时,被AMF侵染的植物的水分利用率、蒸腾速率以及净光合速率得以提升从而提高了植物的水分利用能力。进一步总结了缺水胁迫(干旱胁迫、盐胁迫)严重影响植物体内的水分状况,通过接种AMF可以有效调节植物在缺水胁迫下植物体内渗透调节物质的含量、抗氧化酶的活性,平衡植物体内离子平衡,提升植物光合、蒸腾作用水平,从而提高植物的耐胁迫能力。本文通过综述不同水分条件下,接种AMF对植物的影响及机制,期望为未来新型菌剂的研发与菌根互作对植物水分状况的改善提供支撑。     

盐胁迫下AM真菌对紫花苜蓿生长及生理特征的影响

利用盆栽试验研究了NaCl胁迫条件下AM真菌对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)植株生长及生理特征的影响。结果显示:随土中加入NaCl浓度增高(0%,0.5%,1.0%),与未接菌紫花苜蓿相比,接种AM真菌显著(P<0.05)促进紫花苜蓿生长,并使其可溶性糖、可溶性蛋白及根系脯氨酸累积量增加。1.0%NaCl接种AM真菌处理下根系鲜重(28.1 mg)为0%NaCl未接种下的1.27倍;不同盐处理接种AM真菌植株丙二醛含量均低于对照株;1.0%NaCl浓度下接种AM菌植株叶片及根系脯氨酸含量分别为对照株的0.82,1.41倍。表明AM真菌在胁迫环境下不仅可促进植株生长发育及渗透调节物质的积累,还可维持植物体丙二醛含量较低水平,降低植株遭受盐胁迫,推测叶片与根系脯氨酸对ABA依赖程度不同而导致其脯氨酸含量不同。     

接种AM真菌对采煤沉陷区文冠果生长及土壤特性的影响

煤炭井工开采往往造成地表塌陷,导致了土壤养分贫瘠和水分缺乏,土壤沙化和水土流失,从而限制了当地矿区植被生长,而丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AM真菌)对植被生长有促进作用。以文冠果为宿主植物,采用野外原位监测和室内分析方法,研究了未接种和接种丛枝菌根真菌对采煤沉陷区复垦植物文冠果生长和土壤特性的影响。结果表明:与未接种AM真菌处理相比,接种AM真菌显著提高了文冠果根系菌根侵染率和土壤根外菌丝密度,7月接种AM真菌文冠果的株高、冠幅和地径提高了31.89%,23.07%,9.89%。同时,9月接种AM真菌处理的根际土壤全氮、碱解氮和有机碳含量分别比对照组增加0.29g/kg、13.0mg/kg和1.4g/kg,接种AM真菌显著提高了根际土壤的含水率、总球囊霉素和易提取球囊霉素,而速效磷和速效钾的含量显著降低。相关分析结果表明,菌根侵染率、土壤根外菌丝密度与根际土壤理化性质之间存在协同反馈效应。因此,接种AM真菌促进了采煤沉陷区复垦植被文冠果的生长和土壤的改良,这对矿区水土保持、维持生态系统稳定性和持续性具有重要意义。     

丛枝菌根(AM)真菌对土壤中阿特拉津降解的影响

于盆栽高粱(Sorghum,龙杂一号)条件下研究了丛枝菌根(AM)真菌根内球囊霉(Glomus intraradices,GI)和摩西球囊霉(Glomus mosseae,GM)降解土壤中阿特拉津的效用。结果表明,阿特拉津(浓度为50 mg/kg)污染土壤中,供试AM真菌都能够侵染高粱根系形成菌根,而且GM比GI侵染效果好,最高侵染率可达到90.5%,显著提高了植株的生物量。接种AM真菌后土壤中阿特拉津的残留浓度显著低于不接种对照处理,并且接种GM比GI对阿特拉津的降解效果显著。接种GM处理的土壤中阿特拉津最高降解率达到了91.6%,其中菌根效应占22.6%。接种AM真菌的宿主植物根际土壤中微生物数量多于不接种处理,且GM优于GI处理,说明AM真菌能促进根际微生物的繁殖。此外,接种AM真菌后能显著增加土壤中脲酶活性,但对过氧化氢酶活性影响不显著。认为GM是一株比较理想的修复阿特拉津污染土壤的AM真菌。     

低磷土壤接种菌根真菌和解磷细菌对大田玉米生长和磷吸收的影响

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能与多数陆生植物共生,促进植物吸收养分尤其是磷。解磷细菌(Phosphate-solubilizing bacteria,PSB)可以活化土壤中难溶性无机磷和有机磷。本研究采用苯菌灵对田间低磷土壤中土著AM真菌进行灭菌,并接种外源AM真菌(Glomusversiforme,G.v)和PSB(Pseudomonassp.),研究AM真菌和PSB接种对不同生育期玉米生长、磷养分吸收和产量的影响。结果表明,施用苯菌灵能够有效地抑制土著AM真菌对玉米根系的侵染,未施用苯菌灵处理中土著AM真菌促进了玉米前期和收获期的生长,提高了玉米吸磷量;接种Pseudomonas sp.促进了玉米六叶期根系的生长;接种外源AM真菌G.v促进了玉米六叶期和收获期地上部的生长,但降低了玉米产量。双接种Pseudomonas sp.和G.v对玉米生长、吸磷量和产量未表现出显著的协同效应。     

丛枝菌根真菌对污染土壤中农产品质量安全的影响

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)是自然界中分布最广的一类菌根,常见于各种类型的污染土壤中,如重金属污染土壤、有机污染土壤及复合污染土壤。AM真菌能与陆地上绝大多数的高等植物共生,大多数的农作物如粮食作物、果树、蔬菜等均能形成菌根。研究表明,AM真菌完全能在提高污染土壤中农产品质量安全方面发挥作用,主要体现在:(1)促进有机污染物的降解和转化,降低污染物在土壤和农产品中的残留;(2)提高农作物对重金属的耐性,降低重金属在农产品中的积累;(3)改善农作物营养状况,提高其抗病性,降低肥料、农药施用量,从而间接降低污染物在土壤和农产品中的残留。因此,AM真菌在提高农产品质量安全方面具有较大潜力。当前和今后可在以下几个方面开展工作:(1)筛选和驯化能显著降低农产品中污染物的AM真菌菌株;(2)AM真菌提高农产品质量安全的效应与机制;(3)AM真菌和其他生物农药、生物肥料间的相互作用;(4)AM真菌在农产品生产中的应用基础研究等。     

铅胁迫下接种AM真菌对龙葵根际土壤微生物群落代谢特征的影响

为从微生态角度探索接种AM真菌对铅污染根际土壤微生物群落代谢特征的影响,以摩西管柄囊霉（Funneliformis mosseae）和幼套近明囊霉（Claroideoglomus etunicatum）为接种菌剂,在温室盆栽条件下以Pb⁴⁺含量为0 mg·kg^-1、200 mg·kg^-1、400 mg·kg^-1和800 mg·kg^-1土壤种植龙葵（Solanum nigrum）10周后采集根际土壤,采用Biolog微平板法测定龙葵根际土壤微生物群落的代谢变化。结果表明：1）微生物平均代谢活性（AWCD）随铅浓度增加呈降—升—降趋势;接种AM真菌显著提高了铅胁迫下根际土壤微生物的AWCD值,仅中浓度（400 mg·kg^-1）下未达显著差异。2）中浓度铅处理能显著提高根际土壤微生物对糖类及其衍生物、氨基酸类、脂肪酸和脂类及代谢产物类四大类碳源底物利用能力;接种AM真菌,高浓度（800 mg·kg^-1）铅处理显著提高了根际土壤微生物对氨基酸类底物的利用能力。3）铅胁迫下接种AM真菌提高了根际土壤微生物多样性指数,在中浓度下丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数均达显著水平。4）主成分分析显示,代谢产物类在PC1和PC2中种类最多,分别为6种和4种;糖类及其衍生物在PC3中种类最多（5种）。5）在铅胁迫和接种AM真菌共同作用下,微生物碳源利用主要受铅浓度调节,并且二者对微生物碳源利用具有显著交互效应。综上可知,接种AM真菌能够提高铅胁迫下龙葵根际土壤微生物多样性指数,增强根际土壤微生物对碳源底物的利用能力。该研究为进一步探究AM真菌强化植物联合修复技术提供了依据。     

氮素与盐碱胁迫互作对羊草-丛枝菌根共生体根系离子与有机酸含量的影响

为明确氮沉降与盐碱胁迫互作对羊草—丛枝菌根共生体根系渗透调节与离子转运的影响,利用盆栽试验分析了羊草根系中无机离子与有机酸含量的变化。结果表明:随着盐、碱胁迫浓度的增加,羊草根中积累了大量的Na~+,Ca~(2+)和Mg~(2+),并抑制了对K~+的吸收,与此同时盐胁迫下积累了大量的Cl~-来维持根部的渗透与离子平衡,而碱胁迫下Cl~-含量变化不大。接种AM真菌一定程度上降低了Na~+的积累,并缓解了K~+含量的降低,提高NO~-_3含量从而改善羊草根部的离子平衡。在氮沉降下,Na~+含量有所增加,且K~+含量降低,使羊草—丛枝菌根共生体对盐碱胁迫抵抗能力减弱。盐胁迫对羊草根中有机酸含量变化影响很小,而碱胁迫则使有机酸含量大幅提高,接种AM真菌使羊草根中有机酸含量呈下降趋势。上述研究结果表明,接种AM真菌可以显著提高羊草根的抗盐碱能力,而氮沉降的增加对丛枝菌根共生体的耐盐碱能力产生了一定程度的削弱,且铵态氮抑制作用更为显著。研究结果为探求羊草—丛枝菌根共生体对氮沉降及盐碱胁迫的响应和反馈提供一定的理论依据。     

两株细菌与丛枝菌根真菌联合接种对红壤中DEHP降解的影响

采用绿豆为供试植物,通过温室盆栽试验研究接种邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)降解菌与丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌对DEHP污染土壤的修复作用以及对植物生长的影响。试验土壤中添加DEHP浓度为100mg kg-1,试验设AM真菌Acaulospora 90034、降解菌Bacillus sp.DW1和Gordonasp.DH3单独接种以及互相组合的联合接种处理,同时设置不接种的对照处理(CK)。苗后60d收获植株。结果表明,AM真菌能很好地侵染绿豆的根系。菌根侵染提高了绿豆植株的干重,同时也促进了绿豆的磷营养,但接种DW1与DH3对菌根侵染率与绿豆生长都没有显著影响。三种菌剂无论是单独或者联合接种都能显著促进土壤中DEHP的降解,但三种菌剂同时接种对DEHP的降解能起到最好的协同作用。同时,接种AM真菌也减少了DEHP在绿豆地上部分的累积,这些都为DEHP污染农田土壤的生物修复提供了理论依据。     

蚯蚓和丛枝菌根真菌对南瓜修复多环芳烃污染土壤的影响

在温室盆栽实验条件下,研究接种AM(arbuscular mycorrhiza)真菌、蚯蚓(Eisenia fetida)对南瓜(Cucurbita moschata)修复3环以上多环芳烃(PAHs)污染农田土壤的影响,试验设置单接AM真菌、单接蚯蚓、双接AM真菌和蚯蚓、不接种的对照共4个处理,播种10周后收获。结果表明,接种AM真菌和蚯蚓促进AM真菌侵染南瓜,增加南瓜生物量;显著提高南瓜修复土壤中Phe(菲)、An(t蒽)、Py(r芘)、BkF(苯并(k)荧蒽)、BaP(苯并(a)芘)、BPe(r苯并(g,h,i)苝)等PAHs污染物的效率,促进南瓜高效地吸收3~5环PAHs,尤其是AM真菌和蚯蚓共同接种条件下对南瓜修复土壤效果最优;AM真菌利于南瓜转移根系吸收的高浓度PAHs化合物至地上部,降低PAHs对根系的胁迫,增强南瓜在高浓度PAHs污染土壤中存活,有利于南瓜应用于高浓度PAHs污染土壤的高效修复;蚯蚓对南瓜地下部吸持3~5环高分子量的PAHs化合物有积极作用。因此,选用的AM真菌和蚯蚓在土壤中具有协同作用,促进南瓜高效修复PAHs污染土壤。     

植物响应盐碱胁迫的分子机制

随着工业化的快速发展,土壤盐碱化的问题严重制约着作物的产量及种植范围,成为阻碍农业发展亟待解决的问题。植物的盐碱胁迫主要是指土壤中的中性盐以及碱性盐离子对植物的生长发育过程中产生不利影响的一种非生物胁迫。盐碱胁迫与碱胁迫都会改变植物体内外的渗透平衡,引起离子毒害与氧化毒害等,p H所形成的碱胁迫危害往往大于中性盐所造成的危害,碱胁迫会改变植物体内的p H,并降低植物对营养元素的吸收、特别是可溶性铁。本文总结了盐碱胁迫对植物的危害,植物对盐碱胁迫的感知,通过活性氧(ROS),SOS途径,多种植物激素,表观修饰等一系列方式来响应并适应环境的盐碱胁迫,最终降低盐碱胁迫对植物的危害以及植物响应盐胁迫与碱胁迫过程中存在的共同分子机制。     

多环芳烃污染土壤的植物-微生物联合修复初探

在温室盆栽条件下,通过种植紫花苜蓿单独或联合接种菌根真菌(Glomus caledonium L.)(AM)和多环芳烃专性降解菌(DB),研究了利用植物-微生物强化修复多环芳烃(PAHs)长期污染土壤的效果。试验结果表明,接种菌根真菌和PAHs专性降解菌能促进紫花苜蓿的生长和土壤中PAHs的降解。经过90天修复试验,种植紫花苜蓿接种AM、DB和DB+AM处理的PAHs的降解率分别为47.9%、49.6%、60.1%,均高于只种植紫花苜蓿的对照处理(CK)(21.7%)。另外,随着PAHs苯环数的增加,其平均降解率逐渐降低,但是接种PAHs专性降解菌能够提高4环和5环PAHs的降解率。同时也发现土壤中脱氢酶活性和PAHs降解菌数量越高的处理,土壤PAHs的降解率也越高,这也是种植紫花苜蓿接种微生物能够有效促进土壤PAHs降解的原因。