AM真菌在白三叶-黑麦草体系中对抗逆信号的传导作用

白三叶-黑麦草混播草地是一种重要的栽培草地,丛枝菌根真菌(AMF)菌丝可以在地下形成菌丝桥,实现信号的传导。水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)及乙烯(ET)是重要的植物信号介导物质。在温室条件下,利用AM真菌菌丝桥连接白三叶和多年生黑麦草,并用针刺处理模拟蚜虫取食,通过测定SA、JA等相关指标,研究菌丝桥连接的植物间抗逆信号的传导途径,为利用AM真菌提高植物抗逆性提供理论依据。结果表明,菌丝桥连接分别提高黑麦草地上生物量和总生物量9.97%和10.68%(P<0.05),而未影响白三叶的总生物量;黑麦草植株过氧化物酶(POD)活性在针刺后12 h降低了43.01%(P<0.05),白三叶POD酶活性升高了104.09%(P>0.05)。同时,菌丝桥连接使黑麦草和白三叶的SA浓度在针刺后12 h分别降低了12.99%(P>0.05)和24.18%(P<0.05),JA浓度分别升高了44.69%和79.32%(P<0.05)。综上,1)在白三叶-黑麦草体系中,AM真菌可通过菌丝桥,连接白三叶和黑麦草,实现养分再分配,进而促进黑麦草地上部分生长;2)在菌丝桥连接的情况下,当白三叶和黑麦草同时受到胁迫时,二者对胁迫响应不同;3)菌丝桥能够使植物对逆境胁迫做出更加快速的反应;4)菌丝桥可以在白三叶和多年生黑麦草之间传导抗逆性信号,且这个过程主要由JA介导。     

AM真菌在白三叶-黑麦草体系中对抗逆信号的传导作用

白三叶-黑麦草混播草地是一种重要的栽培草地,丛枝菌根真菌(AMF)菌丝可以在地下形成菌丝桥,实现信号的传导。水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)及乙烯(ET)是重要的植物信号介导物质。在温室条件下,利用AM真菌菌丝桥连接白三叶和多年生黑麦草,并用针刺处理模拟蚜虫取食,通过测定SA、JA等相关指标,研究菌丝桥连接的植物间抗逆信号的传导途径,为利用AM真菌提高植物抗逆性提供理论依据。结果表明,菌丝桥连接分别提高黑麦草地上生物量和总生物量9.97%和10.68%(P0.05),而未影响白三叶的总生物量;黑麦草植株过氧化物酶(POD)活性在针刺后12 h降低了43.01%(P0.05),白三叶POD酶活性升高了104.09%(P0.05)。同时,菌丝桥连接使黑麦草和白三叶的SA浓度在针刺后12 h分别降低了12.99%(P0.05)和24.18%(P0.05),JA浓度分别升高了44.69%和79.32%(P0.05)。综上,1)在白三叶-黑麦草体系中,AM真菌可通过菌丝桥,连接白三叶和黑麦草,实现养分再分配,进而促进黑麦草地上部分生长;2)在菌丝桥连接的情况下,当白三叶和黑麦草同时受到胁迫时,二者对胁迫响应不同;3)菌丝桥能够使植物对逆境胁迫做出更加快速的反应;4)菌丝桥可以在白三叶和多年生黑麦草之间传导抗逆性信号,且这个过程主要由JA介导。     

盐胁迫对AMF介导下两种荒漠植物生长和生理特性的影响

本试验以疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和多枝柽柳(Tamarix ramosissima)分别为供、受体植物，探讨在盐胁迫下不同丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)菌丝传递距离处理对其幼苗的影响。研究通过盆栽试验，对不同盐浓度(0,0.4%和0.8%)及丛菌丝传递距离(15 cm和30 cm)处理下供、受体植物的AMF侵染率、株高基径、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量进行测定。结果表明：在受体植物中，AMF对S1水平下L1和L2处理的Fo, Fm和Fv/Fm值、MDA和渗透调节物质含量及抗氧化酶活性均具有明显的促进作用，且不同距离受体间差异不显著，但对S2水平L2处理下幼苗的生长和生理指标无促进作用。综上所述，AMF在低盐胁迫长距离下能通过显著提高叶绿素荧光参数、抗氧化和渗透调节能力缓解盐胁迫对受体植物的伤害；但高盐胁迫下，长距离不利于菌根定殖和植物生长，导致AMF无法对受体植物产生促进作用。     

接种丛枝菌根真菌对不同生育期牧草生长的影响

为探究接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)对不同生育期牧草生长的影响,本研究选取无芒雀麦(Bromus inermis)、冰草(Agropyron cristatum)、羊草(Leymus chinensis)和草地早熟禾(Poa pratensis)4种牧草进行盆栽试验,分别在苗期、拔节期和刈割后拔节期进行取样,测定植物生物量、菌根侵染率和菌丝密度等指标。结果表明：与不接种AMF相比,接种AMF显著提高了无芒雀麦和羊草的地上与地下生物量,但对刈割后拔节期冰草和草地早熟禾的地上和地下生物量无显著影响;4种牧草在不同生育期下菌根响应均为正效应,但是刈割后拔节期冰草、羊草和早熟禾菌根生长响应显著降低;4种牧草根系的菌根侵染率随生育期均呈增加趋势;刈割后拔节期土壤菌丝密度达到最高。因此,AMF与植物的共生关系具有物种特异性,共生作用随着生育期发生改变,随着生育期根内和根外AMF丰度增加,但菌根生长响应下降,说明AMF对植物幼苗有更强的促生作用,而这种促生作用与AMF丰度无关。     

AM真菌介导垂穗披碱草抗虫作用研究

为探究AM真菌参与垂穗披碱草间防御信号介导的抗虫机制,本研究设计了4个处理,分别为A：有菌丝和根连接、B：有菌丝连接无根连接、C：无菌丝和根连接、D：旋转后无菌丝和根连接。于分蘖期进行试验,测定菌根侵染率,收集和分析虫害后挥发物的嗅觉行为反应。结果表明：各处理间差异显著,且对蝗虫有一定的负趋性;有菌丝连接比无菌丝连接的植株产生的挥发性物质（Volatile organic compounds Vocs）含量和种类多;蝗虫采食供体垂穗披碱草诱导受体产生的有效成分包括（E）-2-己烯-1-醇（（E）-2-hexen-1-ol）、芳樟醇（Linalool）、十四烷（Tetradecane）、香芹酚（Carvacrol）、苯甲醛（Benzaldehyde）、石竹烯（Caryophyllene）等物质。证明AM真菌可作为垂穗披碱草株间交流的通道。     

翻埋与覆盖林木枝条对干旱区沙化土壤及紫花苜蓿根系丛枝菌根真菌的影响

沙化是全球干旱半干旱地区土壤退化的主要类型之一，而该地区的生态防护林、农田防护林及城市森林的林木修剪物为沙化土壤的改良提供了丰富的资源。本研究以宁夏易得的杨树枝条为材料，设置了覆盖（M）、翻埋（W）、翻埋+覆盖（WB）及无任何枝条添加的对照（CK）4种处理，测定了土壤理化性质、土壤酶活性、紫花苜蓿地上生物量及菌根侵染率等指标，并利用Illumina Miseq高通量测序技术研究了土壤与根系丛枝菌根（AM）真菌群落结构，分析了影响AM真菌侵染率及群落结构的主要驱动因子。研究结果表明，翻埋与覆盖处理均不同程度改善了土壤性质，提高了紫花苜蓿地上生物量，但总体以WB处理效果较佳；相比CK，处理WB还显著提高了紫花苜蓿根系总侵染率、丛枝侵染率、菌丝侵染率、泡囊侵染率及土壤孢子数（P<0.05），同时亦显著提高了根系AM真菌Chao1和ACE指数，但所有林木枝条施用方式对土壤α多样性影响均不显著（P>0.05）。此外，NMDS和PERMANOVA分析结果显示，处理WB对土壤与根系AM真菌群落结构存在显著响应（P<0.05）。相关分析和dbRDA分析结果进一步表明，AM真菌的侵染状...     

丛枝菌根真菌对高寒草地6种禾本科牧草生长的影响

为了解丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal, AM)真菌对退化高寒草地恢复中常用的多年生禾本科牧草生长的影响,本研究测定了根内球囊霉(Glomus intraradices,GI)和摩西球囊霉(Glomus mosseae,GM)2种AM真菌对扁穗冰草(Agropyron cristatum)、‘青牧1号’老芒麦(Elymus sibiricus‘Qingmu No.1’)、寒生羊茅(Festuca kryloviana)、冷地早熟禾(Poa crymophila)、‘川草2号’老芒麦(Elymus sibiricus‘Chuancao No 2’)和‘阿坝’垂穗披碱草(Elymus nutans‘Aba’)株高、生物量和根系发育的影响。结果表明：GI和GM均能侵染6种禾本科牧草;接种AM真菌对6种禾本科牧草株高的影响不显著,却能显著增加地上和地下生物量(P<0.05);除了寒生羊茅和冷地早熟禾外,总根长均是GI和GM显著高于CK(P<0.05);GI和GM对总根表面积、总根体积、总根尖数和分枝数均有一定的促进作用,对根平均直径无显著影响。综上所述,接种A...     

放牧及AM真菌对垂穗披碱草生长和白粉病抗性的影响

于兰州大学玛曲高山草原站设3个不同放牧强度样地,采集样地的土壤和优势植物垂穗披碱草(Elymus nutans)种子,在温室建立盆栽试验,研究轻度、中度和重度放牧条件下,AM真菌对垂穗披碱草生长和白粉病(Blumeria graminis)发生的影响。结果表明:中度和重度放牧处理下接种AM真菌土(AM)侵染率显著高于轻度放牧土壤(P0.05),重度放牧条件下自然土(NS)和AM处理的侵染率比轻度和中度放牧分别高32.48%、2.39%和69.2%、21.17%;轻度、中度和重度放牧条件下AM处理的发病率比SS处理分别低22.1%,57.26%和20.46%,AM真菌有效抑制垂穗披碱草白粉病的发生,降低发病率,且对抗病相关酶活性产生显著影响,随放牧强度的增强AM真菌处理的SOD酶和PPO酶活性增高,POD酶活性在中度放牧强度下最高;中度放牧土壤的植物根系全磷含量最高;AM真菌不同程度提高植物根系全磷含量、总生物量、根冠比、叶绿素含量及光合速率。因此,在玛曲高山草原,适当增加放牧强度可提高AM真菌侵染率。AM真菌通过促进植物生长,调节抗病相关酶活性,有效降低了垂穗披碱草白粉病的发生。     

AM真菌提高植物抗逆性的机制

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae,AM)真菌是自然界中最广泛的植物共生真菌,可以提高宿主对生物和非生物逆境的抗性。AM真菌能通过改善养分吸收、增加渗透调节物质的积累,提高抗氧化酶类活性、强化渗透调节作用并维持植物内源激素平衡,增加生长素的合成,调节碳氮代谢,刺激胁迫诱导基因表达,增强植物根系及菌丝本身对重金属元素的固持作用等提高植物对非生物逆境(如干旱、高低温、重金属、盐碱)的抗性;并能通过构建菌丝网络,形成对根部入侵病原真菌的机械屏障,增强抗病性相关酶活性,合成与抗病性相关的次生代谢产物,增强抗病、虫相关基因的表达,菌丝传递抗虫防御信号,能提高邻近植株的抗虫性,增强植物的抗病虫能力。本文归纳了近几年来国内外有关AM真菌影响植物抗逆性及其作用机理的研究进展,并对AM真菌在促进植物抗逆性方面的研究作了展望。     

不同养护措施对兰引Ⅲ号结缕草草坪越冬后生长和土壤性状的影响

以华南地区公园常见草坪草兰引Ⅲ号结缕草为研究对象,设置打孔（D）、覆沙滚压（FG）、打孔后覆沙滚压（DFG）和无养护（CK）四种处理,探究不同养护措施对结缕草草坪越冬后生长和土壤性状的影响。结果表明,与CK相比,D处理草坪的土壤孔隙度、含水率、有机质含量显著提高了3.43%、2.19%和1.50%(P<0.05)。不同养护措施均未显著改变草坪土壤微生物群落结构。与CK相比,D处理显著提高了结缕草的根系投影面积、根系长度、根尖数及丛枝菌根真菌（AMF）泡囊侵染率、菌丝侵染率和总侵染率（P<0.05）;FG处理显著提高了结缕草的根系长度和根尖数（P<0.05）。D处理和FG处理草坪在越冬阶段的深绿色指数和颜色评分相对较高。D处理结缕草的根系投影面积、根系长度、根尖数、AMF泡囊侵染率、AMF菌丝侵染率、土壤孔隙度、土壤含水率和土壤微生物多样性均显著高于FG处理（P<0.05）;D处理结缕草的根系投影面积、根系长度、根尖数、根系活力、AMF泡囊侵染率、AMF菌丝侵染率、总侵染率和土壤微生物多样性均显著或极显著高于DFG处理（P<0.05或P<0.01）。综...     

AMF及短期增温增雨互作对植物吸收氮磷功能的影响

为研究气候变化是否影响植物-真菌共生关系及植物的吸收功能,本试验以青藏草原优势植物垂穗披碱草（Elymus nutans）和草地早熟禾（Poa pratensis）为研究对象,选取管柄囊霉属（Funneliformis）丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrizal fungi,AMF）进行室内控制试验。结果表明：增温促进了AMF和植物的共生,接种AMF及短期增温增雨互作对植物吸收氮磷功能的影响并不一致。对垂穗披碱草而言,增温增雨对其生长的土壤pH、全氮和有效磷含量均无显著影响,增雨促进了植物磷吸收（P<0.05）,增温处理下接种AMF提高了植物氮磷含量（P<0.05）;对草地早熟禾而言,增温增雨提高了植物氮磷含量和土壤电导率、降低了土壤全氮含量（P<0.05）,增温提高了土壤有效磷含量（P<0.05）,增雨处理下接种AMF后降低了植物氮磷含量（P<0.05）。     

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。     

不同染色方法对两种禾本科牧草菌根侵染率的影响

为探讨丛枝菌根（Arbuscular mycorrhizal,AM）真菌与禾本科牧草（Gramineous forages）共生情况,推进植物-微生物联合生态修复技术在退化高寒草地恢复中的应用,本研究采用盆栽试验的方法,研究了根内球囊霉（Glomus intraradices,GI）和摩西球囊霉（Glomus mosseae,GM）对‘川草2号’老芒麦（Elymus sibiricus ‘Chuancao No.2’）和‘阿坝’垂穗披碱草（Elymus nutans ‘Aba’）的侵染情况,比较了酸性品红、台盼蓝和墨水醋染色法对菌根侵染率的影响。结果表明：根内球囊霉和摩西球囊霉均能与‘川草2号’老芒麦和‘阿坝’垂穗披碱草识别共生形成菌根结构,且菌根侵染率和孢子密度均为摩西球囊霉高于根内球囊霉（P<0.05）;3种染色方法对菌根侵染率的影响存在差异,总体表现为台盼蓝>酸性品红>墨水醋,台盼蓝与酸性品红间差异不显著,与墨水醋之间差异显著（P<0.05）。因此,为保证菌根观测效果,建议在测定禾本科牧草菌根侵染率时优先选用台盼蓝染色法。     

免耕补播对冀西北坝上地区草原植被群落特征的影响

为探究免耕补播对冀西北坝上地区草原植被群落特征的影响,本试验在国家牧草产业技术体系张家口综合试验站以中度退化草地为对象,设置补播紫花苜蓿(Medicago sativa)+冰草(Agropyron cristatum)+施肥(MAF)、紫花苜蓿+冰草(MA)、紫花苜蓿单播(M)、紫花苜蓿+披碱草(Elymus nutans)+施肥(MEF)、紫花苜蓿+披碱草(ME)、披碱草单播(E)、冰草单播(A)、不补播(CK)8个处理。测定其地上生物量、植被盖度、群落多样性等指标,结果表明,紫花苜蓿+冰草+施肥处理使地上生物量与盖度显著提高(P<0.05);该处理下提高了禾本科植物在群落中的重要值(P<0.05),丰富度指数、多样性指数显著增加(P<0.05)。因此,紫花苜蓿+冰草+施肥处理的补播效果最好。     

不同株高对醉马草生物量分配的影响

为了研究不同株高对醉马草（Achnatherum inebrians）器官生物量分配的影响,从而更好地了解其整体的生存策略,本试验以生长在草原生境下的醉马草为对象,测定大株、中株、小株3种株高的醉马草生长特性。试验结果表明,不同株高醉马草除了叶和根生物量之间没有显著性差异（P>0.05）外,穗和茎生物量以及总生物量之间均有显著性差异（P<0.05）;醉马草株高越高穗和茎生物量分配越多,叶生物量分配越少（P<0.05）,对根生物量分配没有影响（P>0.05）;3种株高醉马草生殖构件与营养构件生物量比例大小顺序依次为大株>中株>小株,其值分别为1.202、0.486和0.373,不同株高醉马草种群根冠比没有显著差异（P>0.05）;随醉马草株高的增加,叶生物量/茎生物量和根生物量/穗生物量的比值显著减小（P<0.05）,叶生物量/穗生物量、叶生物量/根生物量、根生物量/茎生物量和茎生物量/穗生物量的比值均不受株高大小变化的影响（P>0.05）。醉马草各构件间除了穗生物量和茎生物量,总生物量与茎、叶、根生物量间表现为极显著正相关外（P<0.01）,其他构件之间没有显著性差异。可见,不同株高下醉马草的生物量分配及各构件之间的关系,显示了其灵活的生长和资源分配策略。     

AM真菌对高寒草地2种禾本科牧草的接种效果研究

为探究丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌对高寒草地多年生禾本科牧草的接种效应,本研究测定了根内球囊霉(Glomus intraradices,GI)和摩西球囊霉(Glomus mosseae,GM)2种AM真菌在室内和大田环境下对‘川草2号’老芒麦(Elymus sibiricus'Chuancao No.2’)和‘阿坝’垂穗披碱草(Elymus nutans'Aba’)生长的影响。结果表明：接种GM能显著增加‘阿坝’垂穗披碱草的地上生物量和‘川草2号’老芒麦的地下生物量(P < 0.05)。然而,在大田中接种GI和GM 3个月后,2种多年生禾本科牧草的叶片数和节数等与不接种AM真菌的对照(CK)相比无显著差异,但菌根侵染率显著高于CK。施有机肥显著提高GI和GM对2种多年生禾本科牧草的菌根侵染率。综上所述,接种AM真菌可能会促进高寒草地多年生禾本科牧草的生长,但短期内促生效果不显著。     

四种宿主植物及其不同栽培密度对AM真菌扩繁的影响

为了有效的构建丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌的高效繁殖体系,本研究利用盆栽培养法研究玉米、高粱、青葱和三叶草等4种不同的宿主植物及其不同的栽培密度对AM真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)扩繁的影响。结果表明,温室条件下,4种宿主植物均可与AM真菌形成共生体,宿主植物种类和栽培密度对生物量、侵染率、孢子密度等均产生显著影响(P<0.05),除白三叶的地径和高粱的叶片数外所有植物的生长参数指标在高密度(10株/盆)栽培下均低于低密度(5株/盆)处理,但10株/盆处理的AM真菌侵染率和孢子密度均显著高于5株/盆(P<0.05)。本实验表明不同的宿主植物与AM真菌的共生状况不同,选择生物量大的玉米,并采用适度的密植栽培虽然会导致对宿主植物生长的不利条件,但却可以增加AM真菌的孢子产量,适合于AM真菌扩繁体系的构建。     

不同牧草混播对退化高寒草甸土壤养分及生物量的影响

适宜的牧草混播对于改善退化高寒草甸及高寒地区畜牧业现状具有重要的现实意义,但不同牧草混播条件下退化高寒草甸土壤养分及生物量变化特征尚不明确。为此,本研究以垂穗披碱草（Elymus nutans）、早熟禾（Poa pratensis）、呼伦贝尔苜蓿（Medicago falcata）为试验草种,在三江源区重度退化高寒草甸开展为期3年的混播试验,探讨不同牧草混播对退化高寒草甸土壤养分及生物量的影响。结果表明：不同牧草混播条件下,草甸土壤有机碳含量与全氮及不同形态氮素含量呈显著正相关（P<0.05）;草甸土壤养分含量发生显著变化（P<0.05）,EM（垂穗披碱草+呼伦贝尔苜蓿）混播的土壤养分状况最佳;草甸地上、地下生物量显著增加（P<0.05）,EM混播的效果最为显著（P<0.05）。综上,在重度退化高寒草甸恢复过程中,如采取人工草地建植手段,建议选择EM混播。     

环青海湖地区两种引种禾本科牧草根际真菌群落对有机肥的响应

本研究以环青海湖地区引进的两种禾本科牧草‘川草2号’老芒麦(Elymus sibiricus‘Chuancao No.2’)和‘阿坝’垂穗披碱草(Elymus nutans‘Aba’)为研究对象,通过田间试验,采用ITS rDNA Illumina高通量测序技术和分子生态网络的方法,分析施用有机肥后两种牧草生长及根际真菌群落结构变化。结果显示,与对照相比,有机肥显著增加两种牧草的地上及地下生物量,降低牧草茎叶比(P<0.05);有机肥处理改变了土壤理化性质,提高全氮(TN)和有机碳(SOC)含量(P<0.05),降低土壤pH。土壤真菌群落结构表明：有机肥降低老芒麦根际主要优势菌和次要优势菌的相对丰度;提高披碱草根际赤霉菌(Gibberella)、内生真菌属(Preussia)相对丰度。RDA结构显示pH和SOC是驱动微生物变化的主要环境因子(P<0.01),有机肥添加重新构建了土壤真菌群落间的网络关系。高寒地区短期施加有机肥明显促进牧草生长,提高土壤肥力,改变微生物群落结构。