供磷水平对玉米丛枝菌根侵染及其对异质养分吸收的影响

【目的】 探究酸性土壤玉米丛枝菌根侵染对植物磷素吸收的促进作用,以加深理解根外菌丝对局部磷养分的获取如何受丛枝真菌侵染和环境磷养分的影响。 【方法】 以玉米为宿主植物,进行盆栽试验。在低磷酸性土壤上设置供P 0、50、500 mg/kg 3个水平 (P0、P50、P500),供试磷肥为磷酸二氢钾。每个处理再设置局部养分处理,即在每个重复中埋置两个各装有120 g灭菌土 (提前加 P 50 mg/kg) 的塑料小管,分别用孔径为0.45 μm(根系、菌丝均不能进入,以“–H”表示处理) 和50 μm(根系不能进入,菌丝可以进入,以“+H”表示处理) 的尼龙膜封住管口。测定了玉米的生长与磷吸收、土著丛枝菌根真菌的侵染和根外菌丝密度以及菌丝对局部磷养分的获取。 【结果】 1) 玉米株高、叶片SPAD值、全株干重、磷浓度及吸收量都随供磷水平升高而增加,以P50处理的根系干重最高,根冠比随供磷水平上升而降低。3个供磷水平下玉米根系均有不同程度的丛枝菌根真菌侵染。以P50处理的丛枝菌根侵染率、丛枝和孢囊结构发育最好;P0处理的丛枝菌根侵染率、丛枝丰度与P50处理没有显著差异,但孢囊丰度明显下降;P500处理虽然87.2%的根系具有侵染点,但整个根系形成的真菌结构、丛枝和孢囊比例远低于P0和P50处理,丛枝菌根的发育受到严重抑制。2) 土体土 (除塑料管之外的土) 菌丝密度随供磷水平升高而降低,但P0和P50处理差异不显著。–H处理塑料管中的菌丝密度在3个供磷水平下基本不变,保持在极低水平,而+H处理塑料管中的菌丝密度随供磷水平升高而下降。在相同供磷水平下,土体土的菌丝密度最高,其次是+H处理,–H处理的菌丝密度最低。根外菌丝从+H处理塑料管中获取的磷随环境供磷水平的升高而减少。 【结论】 酸性土壤条件下,适当地供磷可以促进玉米根系生长和丛枝菌根真菌的侵染。根外菌丝对局部磷养分的获取受环境磷养分的调控,在环境磷养分较低而局部磷养分高于环境磷养分时,较多的菌丝会进入局部区域获取磷。      

不同种植密度下丛枝菌根真菌对玉米磷吸收的影响

【目的】利用土著丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AM真菌)与作物形成互惠互利的共生关系提高作物对土壤磷的利用效率是解决农业生产中磷供需矛盾的主要途径之一,本研究在大田玉米不同种植密度条件下,研究AM真菌对玉米根系的侵染及磷吸收作用,为揭示集约化玉米高效获取磷的机理提供理论依据。【方法】以大田作物玉米的两种种植密度(5104 plants/hm2和9104 plants/hm2)体系为研究对象,在田间原位埋设PVC管装置,通过测定菌丝生长室中的菌丝密度和有效磷耗竭来确定不同种植密度体系条件下AM真菌对玉米磷吸收的作用。【结果】相对于低密度种植群体,高密度群体显著降低了玉米拔节期土壤有效磷的耗竭量,同时增加了玉米地上部的磷含量,即磷吸收效率,增幅达20%; 在玉米拔节期,增加种植密度使根际的根外菌丝生物量(菌丝密度)降低了4%,而非根际土壤中的根外菌丝生物量(菌丝密度)增加了37%; 高密度玉米种植密度群体中AM真菌的根外菌丝对土壤有效磷耗竭的贡献增加了22%。【结论】集约化玉米生产中土著AM真菌依然帮助植株从土壤中吸收有效磷; 高密度体系下玉米对磷的吸收更加依赖于AM真菌。高密度种植增加AM真菌对玉米的侵染、 根外菌丝量和对土壤有效磷的吸收。     

4种生物质对大豆双共生系统、土壤微生物及产量的调控

通过田间试验研究施入生物质对根瘤菌、丛枝菌根真菌与大豆双共生系统、土壤微生物及大豆产量的影响。生物质设置秸秆、土豆皮、食用菌废弃料、大豆浸出液4个处理。分别在植株生长第4片复叶展开(V5)、结荚始期(R3)和鼓粒盛期(R6)取样测定。研究结果表明: 外施4种生物质对大豆双共生系统均有不同程度促进作用, 且生物质对大豆菌根形成的促进作用较对根瘤形成的促进更显著, 持续时间更长。在4种生物质中, 秸秆处理表现效果最佳, 不仅对大豆双共生系统、土壤细菌、真菌数量有增效作用, 同时对大豆产量有协同促进作用。在R6期大豆有效根瘤数量、丛枝菌根真菌侵染率、土壤细菌数量分别较对照增加238.46%、26.28%、131.99%, 产量较对照增加69.78%, 且秸秆容易获得, 施用方便, 是有效提高大豆产量的生物质。大豆浸出液处理对大豆双共生系统促进显著, 在R6期有效根瘤数量较对照增加89.74%, 同时丛枝菌根真菌侵染率较对照增加31.23%, 但由于此处理播种前采用浸种方式, 对大豆子叶造成较大损伤, 使保苗率严重降低从而导致产量相对较低。食用菌废弃料和土豆皮处理在3个生育时期对大豆双共生系统的作用不尽一致, 但R6期2个处理的丛枝菌根真菌侵染率和土壤中真菌数量都极显著高于对照。     

不同施磷水平下 AM 真菌发育及其对玉米氮磷吸收的影响

【目的】不同丛枝菌根 (abuscular mycorrhizal,AM) 真菌菌种 (株) 因其分离地点及宿主的不同,其生理发育与生态功能差异显著,尤其是土壤养分状况对其影响更明显。研究不同土壤磷水平对 AM 真菌侵染宿主及生长发育繁殖的影响,以及不同 AM 真菌对玉米生长及氮磷吸收的影响,可以深化了解 AM 真菌与土壤磷的关系。 【方法】采用盆栽试验,以玉米为宿主植物,土壤灭菌后分别添加 0、50、200、500 mg/kg 4 个水平的磷营养 (P0、P50、P200、P500),并分别接种 6 种 AM 真菌,以不接种为对照。测定了 AM 真菌侵染率、丛枝丰度、孢子数、菌丝密度、玉米植株氮磷比 (N/P) 生态化学计量特征,讨论了不同土壤磷水平与 AM 真菌生长发育间的关系,以及 AM 真菌对玉米吸收利用氮、磷的影响。 【结果】在 P50 条件下,AM 真菌的侵染率、根内丛枝结构、根外生物量 (孢子数、菌丝密度) 显著高于不加磷 P0 和 P200 和 P500 处理,而且 AM 真菌侵染及生长发育指标在高磷水平时,显著下降。不同磷水平处理下,不同 AM 真菌对玉米的侵染能力及生物量存在明显差异。在 P0 和 P50 条件下,接种 G.m 处理侵染率达到 75%,菌丝密度达 240 m/g,显著高于其他五个 AM 真菌。AM 真菌 C.c、R.a、C.et 的菌根侵染状况及生物量次之,D.s、D.eb 最差。在高磷 P200 和 P500 条件下,仅有 F.m 真菌处理的侵染状况及生物量最高。在 P0、P50 水平下,接种 F.m、R.a、D.eb 显著降低了植株氮含量;在不加磷 (P0) 水平下,接种处理均显著促进了玉米植株中磷含量的提高,在 P50 水平下,F.m 植株磷含量显著高于不接种对照;在 P0、P50、P200 水平下,接种 AM 真菌处理降低了玉米植株中 N/P 比,且不同菌种间存在差异,接种真菌 F.m 处理的 N/P 比明显最低。 【结论】土壤添加低量磷 (50 mg/kg) 更适合 AM 真菌的侵染及生长发育,也利于菌根效应的发挥。侵染能力及效应以耐高磷菌种 F.m 最好,然后依次为 C.c、R.a、C.et。在适量磷条件下,接种 AM 真菌能够调节植株体 N/P 比达到平衡,改善植物营养状况,促进玉米生长。     

菌根对煤矿废弃物生态恢复的营养动力学影响

采取分次刈割的方法，对煤矿区废弃物中接种丛枝菌根真菌对紫花苜蓿的生长状况、营养吸收进行动态监测。结果表明，在煤矿区废弃物中，接种摩西球囊霉菌根真菌苜蓿的侵染率大于接种地球囊霉菌根真菌的侵染率。丛枝菌根真菌对宿主矿质营养吸收尤其是磷吸收有一定促进作用，接种菌根使植物从基质中吸收氮、磷的强度比对照高，在第6个月时磷含量达到高峰，而对照在第9个月时才达到高峰。     

蚯蚓与菌根提高玉米生长和氮磷吸收的互补效应

【目的】蚯蚓和丛枝菌根真菌处于不同的营养级,但在促进植物生长和提高土壤肥力等方面却都发挥着积极作用。研究蚯蚓菌根互作及其对玉米吸收土壤中的氮、磷养分的影响,可为提升土壤生物肥力及促进农业的可持续发展提供理论依据。【方法】本研究采用田间盆栽方式,以玉米为供试作物,研究蚯蚓(Eisenia fetida)与丛枝菌根真菌(Glomus intraradices)互作及其对玉米养分吸收的影响。试验设置P 25和175 mg/kg两个水平。每个磷水平进行接种与不接种菌根真菌以及添加与不添加蚯蚓,共8个处理。调查了玉米生长、养分吸收以及真菌浸染和土壤养分的有效性。【结果】两个磷水平下,蚯蚓和菌根在增加玉米地上部和根系生物量方面有显著正交互作用(P0.05)。接种菌根真菌的各处理显著增加了玉米的侵染率及泡囊丰度、根内菌丝丰度等菌根指标。同时添加蚯蚓和接种菌根真菌的处理(AM+E)显著提高了菌根的侵染率、菌丝密度、丛枝丰度和根内菌丝丰度但是泡囊丰度有所下降。两种磷水平下,AM+E处理玉米地上部和地下部含氮量和含磷量均显著高于其他三个处理。在低磷条件下,地上部氮磷总量的增加分别是添加蚯蚓和接菌的作用;而地下部磷总量的增加主要是菌根真菌的作用。在高磷条件下,单加蚯蚓显著增加玉米氮磷的总量,而接种菌根真菌对玉米氮磷吸收的影响未达显著性水平。在高磷条件下,单加蚯蚓的处理显著提高玉米地上地下部生物量(P0.05),而单接菌的处理效应不显著,蚯蚓菌根互作通过提高土壤微生物量碳、氮实现对玉米生长和养分吸收的调控。在低磷条件下,单接菌显著提高了玉米的生物量(P0.05),单加蚯蚓的处理具有增加玉米生物量的趋势。菌根真菌主要促进玉米对磷的吸收,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮磷养分增加土壤养分的有效性,蚯蚓菌根互作促进了玉米根系对土壤养分的吸收并形成氮磷互补效应。【结论】无论在高磷还是低磷水平下,蚯蚓菌根相互作用都提高了玉米地上地下部生物量、氮磷吸收量同时提高了土壤微生物量碳、氮。蚯蚓菌根相互作用对植物生长的影响取决于土壤养分条件。在高磷条件下(氮相对不足),蚯蚓菌根互作通过调控土壤微生物量碳、氮调控玉米生长和养分吸收。低磷条件下,菌根主要发挥解磷作用,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮素,蚯蚓和菌根互补调控土壤中氮、磷,从而促进植物的生长和养分吸收。     

植物激素响应和调控丛枝菌根共生研究进展

【目的】丛枝菌根是土壤中的丛枝菌真菌（arbuscular mycorrhizal,AM）与大多数陆地植物根系形成的互惠共生体。丛枝菌根的形成过程是一系列信号交换和转导的结果,受到很多基因的程序化表达调控。植物激素作为重要的信号物质被证实能够参与调控植物与AM真菌的互作过程。本文简述了植物激素在调控丛枝菌根形成的作用机理,为激素调控丛枝菌根形成的研究与应用提供理论线索。主要进展外源施加低浓度的生长素和脱落酸能够促进丛枝菌根共生,而外源施加赤霉素能够显著抑制丛枝菌根中丛枝的形成;内源缺失赤霉素,脱落酸以及油菜素内酯会抑制丛枝菌根共生;茉莉酸合成突变体推迟丛枝菌根形成;独脚金内酯合成、转运以及受体突变体都会抑制丛枝菌根共生;生长素以及脱落酸受体表达量降低会抑制丛枝菌根共生。但是生长素信号受体的降低表达不仅能够显著抑制丛枝菌根的形成还能显著抑制丛枝细胞的正常发育,而植物脱落酸信号受体表达降低突变体中丛枝细胞发育正常。研究展望激素如何调控丛枝菌根共生的研究仍处于起步阶段。随着转基因和基因编辑技术（如Crispr/cas9系统介导的基因敲除技术）的快速发展以及通过菌根植物的基因组、转录组、蛋白质和代谢组数据的挖掘,丛枝菌根共生中的众多科学问题以及与其他植物-微生物互作系统等问题都将一一得到解答。     

基于野外大田试验的接菌紫穗槐生态修复效应研究

[目的]研究接菌紫穗槐对矿区退化植被的恢复生态效应,以期为丛枝菌根真菌应用于西部干旱半干旱煤矿区生态重建提供理论基础和野外试验基础数据。[方法]以紫穗槐为宿主植物,在野外大田条件下研究接种丛枝菌根真菌和紫穗槐的共生状况,以及对煤矿开采沉陷区植物根际土壤的改良作用。[结果]4a的连续监测结果表明,接菌促进了紫穗槐的生长,接菌紫穗槐成活率比对照高30%以上;接菌紫穗槐菌根侵染率和菌丝密度显著高于对照;接种菌根提高了紫穗槐根际土壤有效磷含量且降低了pH值,取得较好的生态修复效应。[结论]在野外大田条件下,接种菌根真菌能够促进植物—菌根共生关系的形成,改善植物—菌根共生体的营养环境。     

多胺对共生条件下丛枝菌根真菌及宿主植物生长发育的影响

为探讨多胺对共生条件下丛枝菌根真菌及其宿主植物生长发育的影响,本研究以丛枝菌根真菌(Gigaspora margarita)为试验材料,通过施用不同浓度的多胺(Polyamine,PA)及其生物合成抑制剂[Methylglyoxal bis(guanylhydrazone),MGBG]处理接种丛枝菌根真菌的葡萄微繁苗,研究共生培养条件下外源多胺及多胺合成抑制剂对丛枝菌根真菌孢子萌发、芽管菌丝及其宿主植物生长发育的影响.试验结果表明,共生培养条件下,一定浓度的外源PA对丛枝菌根真菌及其宿主植物的生长发育具显著促进作用,丛枝菌根真菌孢子数、菌丝长度、侵染率、丛枝丰富度及菌根化葡萄幼苗生长势均显著提高.MGBG则表现较强的抑制作用.且该抑制作用可被外源PA部分解除,证明外源多胺对菌根化葡萄微繁苗生长发育的促进作用是通过活化根系土壤中丛枝菌根真菌,促进微繁苗丛枝菌根共生体的良好发育,最大程度地发挥菌根化效应得以表现的.     

接种丛枝菌根真菌对脱毒马铃薯微型薯生长及产量的影响

在大田条件下采用混合菌种(Glomus mosseas+Glomus intraradices)作为接种剂,研究了接种丛枝菌根真菌对脱毒马铃薯微型薯菌根侵染、磷吸收和产量的影响。结果表明,接种菌根真菌,马铃薯菌根侵染率增加73.3%,植株吸磷量增加15.4%,块茎产量增加8.0%。上述结果证明,在大田条件下,接种菌根真菌能侵染马铃薯根部,促进植株对磷的吸收,从而增加产量。     

菌根化育苗对玉米生长和养分吸收的影响

【目的】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)侵染作物根系形成菌根共生体系对于作物吸收磷具有重要作用,但该结果大多来源于室内受控试验,有限的田间试验因环境条件、试验材料与接种技术等差异致使AMF菌剂应用效果不一。本研究通过玉米菌根化育苗和田间移栽,分析了接种AMF对玉米生长、养分吸收、籽粒产量及养分含量的影响,以期推进菌根技术的实际生产应用。【方法】以自交品系玉米B73为供试作物,于2018年5月至10月在北京市延庆区进行了田间试验。田间小区设置基施磷(+P)和不施磷(–P)处理。供试AMF为Rhizophagus irregularis Schenck&Smith BGC AH01。玉米种子催芽后,分别播入加入AMF菌剂(+M)和菌剂过滤液(–M)的育苗钵内,培养两周后移栽至田间。玉米在田间条件下生长至拔节期时,使用便携式光合仪测定叶片光合速率与气孔导度,取样测定地上部与根部干重和养分元素含量,同时测定菌根侵染率;在玉米完熟期取样,测定籽粒百粒重、籽粒产量及养分含量。【结果】无论田间施磷与否,接菌植株根系的菌根侵染强度和丛枝丰度均显著高于不接菌植株。不施磷情况下,+M处理显著提高了玉米根系干重,玉米生长的菌根依赖性(163.7%)显著高于施磷情形(124.1%)。–P–M处理玉米叶片的光合速率和气孔导度显著低于其他3个处理。–P+M处理玉米叶片的光合参数、玉米地上部和根部磷含量与+P+M均无显著差异。与–P–M处理相比,–P+M显著提高了玉米籽粒产量和百粒重,同时也提高了籽粒中锌、锰、镁等矿质养分的含量,且与+P+M处理相比均无显著差异。【结论】玉米幼苗接种AMF后再移栽到田间,可以显著提高拔节期玉米根系的菌根侵染率,促进玉米地上部和根部对磷及锌、锰和镁的吸收,进而促进玉米的生长,提高籽粒产量和养分含量。本试验条件下,菌根化育苗可以达到与施磷同样的效果,在保障作物不减产的前提下减少磷肥施用量。     

The effect of mycorrhizal inoculation and phosphorus application on the growth and mineral nutrient status of apple seedlings

Apple seedlings cv. Antonovka were grown in soil taken from an orchard with a distinctive specific apple replant disease. The influence of the different available soil phosphorus (P) level (0, 20, 40 and 80 mg P dm^?3 of soil) and arbuscular mycorrhizae fungi (AMF) inoculation on the vegetative growth, chlorophyll fluorescence, and the frequency of mycorrhizae were assessed. Moreover, leaf and root mineral composition was ascertained by means of the inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) method. The inoculation with AMF influenced seedlings growth as well as the biomass production and partitioning. The method of inoculation (granular, quick root dip or irrigation) had a great impact on the frequency of mycorrhizae (83.3, 98.8 and 100%, respectively) as well as on the abundance of arbuscules (36.4, 62.9 and 67.3%) as compared to the control (11.7%). The beneficial effect of AMF on leaf PSII efficiency was established. AMF inoculated plants had a significantly higher content of nitrogen, potassium, phosphorus and boron (N, K, P and B) in the shoots and a higher content of nitrogen, sulfur, copper, iron, manganese, molybdenum and titanium (N, S, Cu, Fe, Mn, Mo and Ti) in the roots. Although roots showed a higher concentration of aluminium, barium, lithium, cadmium, lead and vanadium (Al, Ba, Li, Cd, Pb, and V) but upon AMF inoculation, the concentration of these cations was much lower.     

Regulation of mycorrhiza development in durum wheat by P fertilization: Effect on plant nitrogen metabolism

The aim of this work was to study the effect of arbuscular mycorrhizal fungus Glomus mosseae on growth and nitrogen (N) metabolism of durum wheat (Tritcum durum) under various P soil contents. The analyses were extended to macro and micronutrient tissue concentrations, nitrate reductase and glutamine synthetase activities, as well as protein, aminoacids, pyridine dinucleotides and adenine nucleotides. Arbuscular mycorrhiza increased wheat growth in soil in which P availability was low and nitrate was the dominant N form. The root colonization occurred at the highest level in plants grown in limiting soil P and was inversely related to soil P content. The micorrhizal wheat plants contained also the highest concentrations of macro (P, K, Ca, N) and micronutrients (Fe, Zn, Mn) as well as free amino acids, protein, NAD, NADP, AMP, ADP, ATP in roots and leaves. In particular, the micronutrient tissue concentrations (Zn, Mn) supported that mycorrhiza actively modulated their uptake limiting interferences and optimizing growth better than the plant roots, like a very efficient “rootstock”. Control plants grown at the highest soil P did not reach the same concentration as the mycorrhizal plants. Nitrate reductase activities in the roots of mycorrhizal plants were higher than in the control ones, while glutamine synthetase activities were highest in the leaves. Protein and amino acids concentrations, as well as AMP, ADP, ATP, NAD(P), and NAD(P)H were also higher than in the control. Among the free amino acids in the roots, the high levels of glutamine, asparagine, arginine, support the view that ammonium was transferred through the arbuscules to the root cells where it was re‐assimilated in the cortical cells, forming high N : C ratio‐amino acids. They were transferred to the leaves where all the other N compounds could be largely synthesized using the carbon skeletons supplied by photosynthesis.     

丛枝菌根真菌(Glomus caledonium)对铜污染土壤生物修复机理初探

利用盆栽试验,研究了丛枝菌根真菌(Glomus.caledonium)在不同程度铜污染土壤上对玉米苗期生长的影响。结果表明,即使在土壤施铜量达150mg/kg时,菌根真菌对玉米仍有近55%的侵染率;接种菌根真菌,能显著促进玉米根系的生长。菌根玉米的根系生物量和根系长度,平均较未接种处理分别提高108.4%和58.8%;接种处理的植株地上部生物量达到每盆(3株)10.58g,显著高于不施铜的非菌根玉米。这些结果表明,丛枝菌根真菌对铜污染具有较好的抗性;并且由于菌根的形成,使宿主植物明显地改善了对磷的吸收和运输,并能通过抑制土壤酸化、降低土壤可溶态铜的浓度等机制,增强宿主植物对铜污染的抗(耐)性。在150mg/kg施铜水平时,与非菌根玉米相比,菌根玉米地上部和根系铜浓度分别降低24.3%和24.1%,吸铜量分别提高了28.2%和60.0%,表明菌根植物对铜污染土壤具有一定的生物修复作用。     

接种丛枝菌根真菌对小麦根内氮转运蛋白基因表达的影响

通过盆栽试验,研究了在低氮(不施氮)和高氮(施氮0.2 g·kg~(-1))水平下接种不同种类丛枝菌根(AM)真菌[Funneliformis mosseae(BGC-NM03D)、Claroideoglomus etunicatum(BGC-NM01B)和Rhizophagus intraradices(BJ09)]对小麦生长、氮吸收及根内4个硝态氮转运蛋白(NRT)基因、1个辅助蛋白(NAR)基因和2个铵态氮转运蛋白(AMT)基因表达的影响。结果表明,3种AM真菌均能够侵染小麦根系,以R.intraradices菌根的侵染率最高;接种R.intraradices或C.etunicatum能够显著提高小麦的生物量或地上部氮吸收量;无论是高氮还是低氮处理,接种AM真菌后均显著下调了小麦根内NRT、NAR和AMT基因的表达水平,且不同AM真菌调控小麦根内氮转运蛋白基因表达的能力具有明显差异。     

玉米丛枝菌根真菌根外菌丝表面定殖细菌解磷功能鉴定

【目的】在田间原位条件下研究丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal, AM)真菌根外菌丝表面有无解磷细菌定殖,并对存在的解磷细菌的种类进行鉴定,对其活化有机磷的能力进行检测,从而为更好地认识菌丝际土壤有机磷的周转和磷的生物地球化学循环过程提供依据。【方法】利用河北省曲周县中国农业大学实验站的玉米长期定位试验,采用田间埋膜方式从玉米根系周围收集AM真菌的根外菌丝,用蒙金娜有机磷固体培养基筛选菌丝表面具有矿化植酸钙能力的细菌,对筛选出的细菌进行分离、 培养,然后提取细菌DNA,通过16S rDNA测序分析来确定解磷细菌的种类。分离鉴定的菌株先用蒙金娜有机磷固体培养基通过测定菌落直径(d)及溶磷圈直径(D)初步鉴定其活化植酸钙的能力,再用无菌的蒙金娜有机磷液体培养基确定每株解磷细菌矿化植酸磷的能力,并对溶液的pH进行测定,每个菌株重复3次。最后采用两室隔网根盒将分离纯化的解磷细菌回接至AM真菌根外菌丝,鉴定回接成功率,确定分离出的解磷细菌能否成功定殖于菌丝表面。【结果】从AM真菌根外菌丝表面分离得到了29株具有活化有机磷能力的细菌,分属于芽胞杆菌、 假单胞菌、 沙雷氏菌、 葡萄球菌和肠杆菌5个不同的属。通过有机磷液体培养进一步检测这些菌株活化植酸磷的能力,发现它们对植酸磷的矿化率为1.9%~21.9%。其中假单胞菌属细菌的解磷能力相对较强,对植酸磷的矿化率达14%以上,液体培养基的pH值下降2~4个单位。将分离纯化的细菌回接至两室隔网根盒的菌丝室,培养30 d后,从菌丝表面再次检测到除假单胞菌属外的芽胞杆菌属(Bacillus)、 沙雷氏菌属(Serratia)、 葡萄球菌属(Staphylococcus)和肠杆菌属(Enterobacter)细菌,另外还检测到贪铜菌属(Cupriavidus)细菌。【结论】在田间原位条件下,与玉米共生的AM真菌的根外菌丝表面有多种解磷细菌定殖,它们活化有机磷能力存在差异,其中以假单胞菌属细菌的解磷能力相对较强。     

An improved method for bright-field imaging of arbuscular mycorrhizal fungi in plant roots

Easy observation methods to assess the colonization levels of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi in plant roots are crucial for studying the biology of AM symbiosis and for considering agricultural use. Many AM studies employ Trypan Blue (TB) coupled with lactic acid to stain AM fungal structures as bright-field images; however, TB staining can be difficult to use owing to its noxiousness and high viscosity. Here, we report the development of an easy method for visualizing AM fungal structures as bright-field images using 3,3′-diaminobenzidine (DAB). Wheat germ agglutinin (WGA)-conjugated horseradish peroxidase (HRP), which specifically targets N-acetylglucosamine polymers and detects AM fungal cell walls, penetrated the cortical layers of 10% potassium hydroxide (KOH)-treated soybean roots and stained AM fungal mycelia in the presence of DAB and hydrogen peroxide (H₂O₂). Comparison between DAB and TB staining of soybean (Glycine max L.) roots suggested that the intactness of root systems and image contrast using DAB staining were superior. Background signals in stele observed by DAB staining were negligible as compared with those observed by WGA-fluorescein isothiocyanate staining. DAB staining, which combines the advantages of TB (easy bright-field imaging) and WGA-fluorophore (specific and high-quality) staining, provides a robust imaging method for macro- and micro-level analyses of AM roots and is applicable to at least six crops: soybean, onion (Alium cepa L.), potato (Solanum tuberosum L.), maize (Zea mays L.), rice (Oryza sativa L.), and sunflower (Helianthus annuus L.).     

接种丛枝菌根真菌(AMF)对施磷石膏云烟87的生长以及砷污染的影响

【目的】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能够促进作物养分的吸收及生长,且对土壤砷污染有一定的抗性。磷石膏(phosphogypsum,PG)因含有丰富的磷、硫等养分可以为作物生长提供必要的养分,同时也可能带来砷污染的风险。【方法】为了探讨接种AMF对云烟87生长的影响以及磷石膏农用可能引起的砷污染风险,通过盆栽模拟试验研究了不同PG添加量(0和40 g/kg以PG0、PG40表示)和接种不同AMF[不接种None mycorrhizal(NM)、接种G.mosseae丛枝菌根真菌(GM)、接种G.aggregatum丛枝菌根真菌(GA)]对云烟87苗期生长及其磷、硫、砷吸收的影响。【结果】试验结果表明:无论接种与否,PG40处理的云烟87植株磷含量、吸收量及吸收效率均显著增加,其地上部硫含量及吸收量也显著增加;除NM处理外,添加PG均显著增加了云烟87根系的硫含量、硫吸收量及吸收效率,并显著增加了其植株的生物量。相同PG添加水平下,与NM处理相比,接种GM显著增加了云烟87根系的磷、硫吸收效率和植株的磷、硫含量及吸收量,另外,GM处理显著降低了其地上部砷含量及吸收量但显著增加了其植株的磷砷吸收比。在PG0处理下,接种GA显著增加了云烟87植株的磷含量及吸收量,并显著增加了其地上部硫含量及吸收量。在PG40处理下,接种GA显著增加了云烟87根系的硫含量和吸收量以及植株的生物量。无论是否添加PG,接种GA不同程度地降低了云烟87地上部砷含量和吸收量从而增加了其地上部的磷砷吸收比。【结论】在所有复合处理中,以添加磷石膏40 g/kg和接种GM对云烟87生长的促进效果较好,对施用磷石膏造成的砷污染有一定程度的抵御作用。     

Effect of Concentration of Phosphate on Spore Germination and Hyphal Growth of Arbuscular Mycorrhizal Fungus,Gigaspora margarita Becker & Hall

Extract

Arbuscular mycorrhizae are symbiotic associations between plant roots and soil fungi that belong to the order Glomales. They enhance the uptake of phosphate and improve plant growth (Mos.se 1973). Those functions have not fully been utilized in Japan, where a large amount of phosphate fertilizer is usually applied, because arbuscular mycorrhizal colonisation in plant is inhibited by a large application of phosphate (Mosse 1973; Abbott et al. 1984; Tawaraya et al. 1985; Schubert and Hayman 1986; Thomson et al. 1986; Amijee et al. 1989). It is important to analyse the conditions for symbiotic association between fungi and host plant to use arbuscular mycorrhiza.     

丛枝菌根真菌对西藏高原固沙植物吸磷效率的影响

采用盆栽方法,就外源菌种、土著菌种(含混合菌种)对固沙植物白草(Pennisetum.flaccidum)生长和吸磷效率的影响进行了研究。结果表明,白草具有较高的菌根依赖性(平均达166.4%);不同AM真菌(或真菌组合)对白草根系均具显著的侵染效应。随菌根侵染率的提高,植株生物量、吸磷量均呈显著增加(相关系数分别为0.7465*、0.6000*);菌根菌丝对白草吸收土壤磷素的贡献十分明显,各接种处理菌根菌丝对植物吸收土壤磷素的贡献量、贡献率分别在3.2～11.6.mg/pot和61.5%～85.3%之间;接种菌根处理植株吸磷量呈Glomus.intraradicesG.mosseae+G.etunicatum+G.intraradices+Scutellospora.erythropaG.mosseae(外源菌种)G.mosseae+G.intraradices+Scutellospora.calosporaG.mosseae-I(土著菌种)G.etunicatum的趋势。此外,不同AM真菌对寄主植物地上部、根部生物量和吸磷量的影响程度明显不同,一般呈地上部根系的趋势,但寄主植物根系的生长速率相对较快;土著菌种中,多菌混合接种对寄主植物的侵染效应明显高于单一接种。