AM真菌改善植物磷营养吸收和转运机制的研究进展

旨在深入了解丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌在植物吸收和转运磷元素方面的机制。本研究归纳了近年来关于AM真菌能够促使植物改善磷营养（如磷酸盐转运蛋白、磷酸酶基因等）相关的最新研究成果,着重分析了AM真菌的菌根吸收途径,总结了国内外关于AM真菌对水溶性无机磷、难溶性无机磷和有机磷等3种土壤磷存在形态下的利用机制。最后指出该领域仍存在的一些问题以及未来的研究侧重点。     

Source of mycorrhizal inoculum influences growth of Faidherbia albida seedlings

Poor land use management and practice inhibit the growth and establishment of tree seedlings in dryland areas.We assessed arbuscular mycorrhizal fungi(AM)status of Faidherbia albida(Del.)A.Chev.trees grown on different land uses.We quantified the growth and nutrient uptake of F.albida seedlings inoculated with AM from different sources.These efforts were based on soil and fine root samples from the rhizosphere soils of F.albida trees.AM root colonization was determined using the gridline intersect method.Spores were extracted by the wet sieving and decanting method and identified to genus level.The seedling experiment had a completely randomized onefactorial design with four treatments and five replications.Faidherbida albida seedlings were grown in a greenhouse.All in situ F.albida trees were colonized by AM fungi.AM root colonization of F.albida trees was significantly higher(P<0.0086)in area exclosures than on lands used for grazing or cultivation.Spore abundance was significantly higher(P<0.0014)in area exclosures followed by cultivated land and grazing land.Glomus was the dominant genus in all land-uses.AM-inoculated F.albida seedlings grew better(P<0.05)than non-inoculated controls.Seedlings inoculated with AM from area exclosure had significantly(P<0.05)higher growth and nutrient uptake than those inoculated with AM from grazing and cultivated land.This emphasizes the importance of the native soil AM potential for better establishment of seedlings to achieve optimum plant growth improvement and assist in rehabilitation of degraded arid lands.     

AM真菌对桑树根围土壤团聚体的影响机制

为揭示丛枝菌根 (Arbuscular mycorrhizal，AM)真菌对植桑土壤的影响及机制，采用盆栽试验研究接种摩西管柄囊霉 (Funneliformis mosseae，Fm)和根内根生囊霉 (Rhizophagus intraradices，Ri)对土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、球囊霉素相关土壤蛋白 (Glomalin related soil protein, GRSP)及团聚体组成与稳定性的影响。结果表明：⑴ 接种Ri显著增加土壤大团聚体百分比，并提高平均质量直径 (Mean weight diameter, MWD)和几何平均直径 (Geometric mean diameter, GMD)、显著降低团聚体破坏率 (Percentage of aggregate destruction, PAD)。⑵ 接种Fm和Ri均显著增加微团聚体SOC含量，接种Fm显著降低大团聚体总GRSP含量，而接种Ri却显著增加大团聚体和微团聚体总GRSP含量及易提取GRSP含量。⑶ 接种AM真菌对整体SOC的效应为负，土壤总GRSP对SOC占比在25.5%~76.5%之间，土壤易提取GRSP对SOC占比在4.87%~5.93%之间，且Ri的接种效应高于Fm。⑷ 总GRSP、易提取GRSP和SOC对团聚体组成表现均为正向显著影响，其中易提取GRSP是主要驱动因子，而总GRSP是土壤团聚体稳定性的主要影响因子。综上，AM真菌作用下桑树根围土壤团聚体得以改善并趋于稳定，Ri的接种效应明显大于Fm；土壤团聚体的形成主要依赖易提取GRSP，而其稳定性主要受总GRSP影响。     

AMF促进植物吸收矿质元素的生理机制及对土壤硫素的影响

由于人口不断增长,人们要快速得到高产高质粮食的要求迫切,大量使用化肥,导致了有害物质残留,土壤或水污染,土壤板结或某些营养元素相对匮乏等一系列环境问题。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza, AM)是土壤内常见的共生结构,由AM真菌(AMF)与土壤根系形成。已有研究表明其可通过分泌代谢物,增大根系与土壤接触面积,调节某些土壤元素存在形式等多种途径,影响植物对土壤元素的吸收转运。硫是维持植物生长发育的必需元素之一,可由于植物对S的需要并不如N,P,K大量,现代农业在对土壤进行施肥过程中往往将其忽略,因此土壤缺S正逐渐成为中国农业发展的限制因素。为了解决以上问题,本文将主要对AMF影响植物吸收土壤元素的途径及生理机制进行总结分析。并根据其作用方式特点进一步分析AM共生对植物吸收转运硫素的影响,指出AMF作为生物化肥的可行性,以期为解决现代化肥的替代问题以及土壤缺硫问题提供新的思路。     

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。     

基于Web of Science研究丛枝菌根真菌(AMF)态势分析

为了探究丛枝菌根真菌(AMF)研究的热点与趋势,本研究基于Web of Science数据库,采用文献计量学方法,对世界上研究最前沿的研究机构、研究作者、文献语种、学术期刊、学科和国家进行了文献计量学统计,进而分析AMF研究概况和动态,旨在为相关科研人员提供一定的数据参考。结果显示:2008—2017年AMF研究论文数量共7109篇;文献产出量逐年增加,2016年文献数量最高;美国、中国、德国、印度、西班牙文献数量居世界前5位,美国文献数量最多,为1262篇;文献语种几乎都为英语,数量为6914篇;中国科学院、西班牙科学院、柏林自由大学、西澳大利亚大学、都灵大学发表的AMF文献数量居世界前5位;发表AMF研究成果的主要核心期刊是《Mycorrhiza》、《Soil Biology Biochemistry》、《Plant and Soil》、《New Phytologist》、《Applied Soil Ecology》;主要学科是农学、植物学、生态环境科学、微生物学和真菌学等相关学科。综合来看,美国、中国以及德国在AMF研究领域处于优势地位。     

丛枝菌根真菌接种对白车轴草耐盐性的影响

丛枝菌根真菌(AMF)可与植物共生形成复杂的菌丝网络,影响植物生长及抗逆能力。目前关于AMF对白车轴草耐盐性的影响尚存争议,本研究采用盆栽试验,研究在盐胁迫条件下(NaCl浓度为150 mmol·L^-1),接种AMF对拉丁诺白车轴草耐盐性的影响。结果表明,在盐胁迫条件下,与对照相比,白车轴草的生长与生理指标均受到抑制。盐胁迫下接种AMF后,白车轴草株高、干重、PSⅡ最大光能转换效率和相对含水量均有增加,丙二醛(MDA)含量以及相对电导率有所降低,渗透调节物质均有提高,其中可溶性糖(SS)和游离脯氨酸(Pro)含量分别提高了32.03%和9.42%。说明盐胁迫抑制白车轴草的生长,接种AMF增强了白车轴草抗逆适应能力,促进白车轴草的生长,增加渗透调节物质含量,提高白车轴草耐盐胁迫的能力。     

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。