内生真菌提高禾草耐重金属胁迫的研究进展

随着全球工业化和地球化学活动的日益频繁, 地表和地下水中重金属污染已经成为一个严重的环境问题。植物通过体内存在的内生真菌提高对重金属的耐受性进行修复。本研究围绕重金属胁迫对禾草的影响、禾草对重金属胁迫的响应以及内生真菌提高禾草耐重金属的机理等方面对内生真菌提高禾草耐重金属胁迫的研究进展方面进行了综述, 以期为禾草耐重金属胁迫品种的选育和植物修复机制的研究, 提供新的方法手段和理论基础。     

禾草内生真菌的多样性及意义

禾草内生真菌是一个多样性十分丰富的微生物类群,因其具有重要的生理和生态作用而成为当前国内外研究的热点。禾草内生真菌的多样性主要有种的多样性、宿主多样性、生境多样性、形态多样性以及遗传多样性。主要是感染冷季型禾草的香烛菌属(Epichloё)及其无性态Neotyphodium属。全球生态环境复杂、宿主植物多样性丰富,导致内生真菌的多样性更加丰富,从而会发现更多新的真菌分类单元,这在菌种收集和保藏方面独具优势。内生真菌可使禾草提高抗逆性并适应逆境甚至极端环境条件,这对于深入探讨内生真菌-宿主之间的相互作用,有目的性和科学性地构建新的禾草内生真菌共生体及植物微生态系统的研究都具有十分重要的意义。     

内生真菌对禾草类植物抗旱性的影响

综述了国内外近年来关于内生真菌Neotyphodium对禾草类植物抗旱性方面的研究成果。结果表明:与不带菌禾草相比,带菌禾草的抗逆性强、产量高,特别是内生真菌的侵染可增加宿主植物的抗旱性。据报道,内生真菌主要是通过促进植株根系发育、叶片生长、气孔开闭、渗透调节、抗氧化保护系统等来提高禾草类植物的抗干旱胁迫能力。但也有学者认为并非所有内生真菌对宿主禾草的抗旱性都有增益作用,内生真菌与禾草的共生关系还很大程度上决定于宿主、内生真菌基因型和生境的相互关系。在未来的研究中应以内生真菌-禾草共生体的抗旱机理、生物学特性和群体特征为重点;此外利用真菌-禾草共生体的抗旱特性开展优良牧草草坪草选育,发挥内生真菌在天然草地中的生态作用也是重要的研究方向。     

Epichloe内生真菌对禾草种子萌发影响研究进展北大核心CSCD

种子是农业生产实践中最基本的生产资料,其萌发对植物物种的生存和繁衍起着决定性作用,但此过程易受到环境因素的影响,提高种子在胁迫环境下的萌发质量对禾草建植具有重要意义。Epichloe内生真菌与禾草形成互惠共生关系,可促进共生体种子萌发并提高对环境胁迫抗性,使其在植物群落中占据优势生态位,因此对动植物及微生物生态系统产生广泛影响。将国内外关于Epichloe属内生真菌在不同生境及处理下对宿主禾草种子萌发的影响进行综述,重点探讨Epichloe属内生真菌对宿主禾草种子在正常生长条件和胁迫环境下的萌发及化感效应等方面的作用,发现内生真菌在正常萌发条件和胁迫环境中均能促进种子萌发,而在化感作用下萌发响应不一致,同时,内生真菌的侵染能显著缓解贮藏时间对种子萌发的负效应。通过对前人研究的总结,建议今后应加强对Epichloe内生真菌促进禾草种子萌发及提高抗性生理生化等方面的研究,揭示内生真菌与禾草共生对种子萌发的影响机制,从而筛选出优良内生真菌菌株,以期利用内生真菌资源为禾草种质资源的创制开辟新途径。     

基于CNKI数据库的禾草与非禾草内生真菌文献计量分析

为明确我国关于内生真菌的研究现状及热点,以1999-2019年中国知网(CNKI)数据库中内生真菌为关键词的相关文献为数据源,从检索结果中手动选择禾草与非禾草内生真菌相关文献,进行了文献计量学分析.共检索出5333篇与内生真菌相关的文献,其中377篇与禾草Epichlo?属内生真菌相关文献.结果表明,非禾草内生真菌相关...     

禾草内生真菌检测方法研究进展

从最初发现黑麦草(Lolium perenne)和高羊茅(Festuca arundinacea)引起家畜中毒到后来其携带的内生真菌被发现,以及进一步的研究证实,内生真菌的存在不但导致家畜中毒而且能显著提高宿主在群落中的竞争力,也因禾草内生真菌的这种重要生理和生态作用,使其逐步成为国内外研究的热点之一,这也给内生真菌检测技术的发展提供了契机。初期主要是借鉴病原真菌等微生物检测的一些较成熟的方法,对禾草内生真菌进行染色镜检或分离检测,但容易受宿主种类、物候期、检测部位等因素的影响,造成检测结果的不准确。随着分子生物学、遗传学等学科的快速发展,酶联免疫吸附测定法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)、聚合酶链式反应法(polymerase chain reaction,PCR)、实时荧光PCR法(realtime PCR)等现代分子技术在禾草内生真菌方面的应用和改进,使得内生真菌的检测方法不断推陈出新,这些方法能在一定程度上对传统检测方法给予有效的补充。快速有效的确定禾草内生真菌的存在、分布规律、分类地位等,需要准确合理地选择特异性较强的检测方法,例如定性或定量检测,并结合经典的染色镜检和分离法对禾草内生真菌进行确定。本研究对以上内容进行了综述,以期更深层次的借鉴和发展关于其它微生物的经典检测方法,同时开发具有禾草内生真菌特异性的检测技术,这些技术不仅能够鉴定内生真菌存在与否,而且能对内生真菌进行定量和活性的检测,是发展的重要方向和热点。对内生真菌定性、定量和活性的检测是未来值得研究的重点。     

禾草内生真菌与2种AM真菌互作对黑麦草生长的影响

在温室盆栽条件下,以侵染内生真菌和未侵染内生真菌的黑麦草为材料,接种幼套球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)和根内球囊霉(Rhizophagus intraradices)以及两种AM真菌的混合菌剂,通过比较单一及混合AM真菌和禾草内生真菌对黑麦草株高、根长、生物量、P含量、可溶性糖、可溶性蛋白以及光合指标等方面的差异,探究AM真菌与禾草内生真菌对黑麦草生长的影响。结果表明,接种幼套球囊霉、根内球囊霉和混合菌剂的黑麦草平均AM真菌侵染率分别为44.04%,34.13%和41.13%,禾草内生真菌降低AM真菌平均侵染率22.28%。接种AM真菌和侵染禾草内生真菌均提高了黑麦草形态和生理生化指标,且二者(尤其是幼套球囊霉与禾草内生真菌)共存时,黑麦草的形态和生理生化指标最高,与既不侵染禾草内生真菌也不接AM真菌的处理相比,幼套球囊霉与禾草内生真菌共同作用时总P含量、总生物量和净光和速率分别提高48.21%, 21.12%和73.53%,总可溶性糖和蛋白分别提高147.12%和24.27%。总体而言,AM真菌显著促进了植物地上、地下部分生长,而禾草内生真菌主要促进植物地上部分的生长。     

禾草内生真菌与草坪草改良

论述禾草内生真菌具有增强禾草的抗病虫害和环境适应性方面的作用，同时提出了内生真菌在草坪草改良中需解决毒性、侵染方法、侵染率、种子保存和寄主范围等问题。     

内生真菌在我国部分国产和引进禾草品种种子中的分布

对我国部分国产和引进的禾草品种进行了种带内生真菌的检验。自检验的２２属，４８种，８４个种样的国产禾草中，发现６种７个种样的种子中含有内生真菌，按带菌率的高低，它们依次是：产自甘肃山丹县的中华羊茅：１００％；产自甘肃天祝县的紫羊茅：８０％；产自新疆阿勒泰的布顿大麦草：１８％；产自青海省的羊草：１２％；产自甘肃省甘南州的大雀麦：１０％；产自甘肃省的无芒雀麦：６．０％和产自甘肃甘南州的中华羊茅：４．５％     

农业生态系统中AM真菌、禾草内生真菌及病原菌互作

丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)、禾草内生真菌和植物病原菌广泛存在于农业生态系统中。AMF和禾草内生真菌均能与宿主植物形成共生体,促进宿主植物对养分、水分的吸收,提高植物对病害、干旱等生物和非生物逆境的抗性。植物病原菌引致的植物病害可降低植物产量和品质,造成生产上的重大损失。AMF可降低植物发病率和病情指数,其机理包括AMF与病原菌竞争侵染位点,养分和空间、消耗病原菌的能量、提高菌根植物对水分和养分的利用效率、调节病程相关蛋白。禾草内生真菌可通过分泌抑菌活性物质、诱导植物体产生抗性反应及减少病害介体的传播,提高植物地上生物量和抗病性。AMF和禾草内生真菌与其它微生物的互作因植物、真菌而异,有相互促进的效应,也有相互抑制的效应。研究和明确农业生态系统中三类微生物的互作机理,进而利用禾草内生真菌和AMF提高抗逆性及产量、防治病害,对于促进和维持农业生态系统可持续发展具有重要的意义。     

硅对植物的有益作用及其对草坪草研究的启示

作为地壳中含量第二的元素,硅对植物的生长发育具有显著积极作用。通过分析硅在植物体内的分布、植物吸收硅的途径以及硅在植物抗逆过程中的积极作用,指出硅对草坪草和草坪管理的研究中具有如下几点启示:硅能够促进草坪草生长,缩短建植时间;提高植物水分利用效率,节约灌溉量;提高草坪草抗非生物胁迫能力,扩大建植区域;减少草坪和绿地管理中氮磷使用量,缓解土壤劣化;提高草坪绿地抗生物胁迫能力,减少农药使用量。     

转录组测序在林草植物抗逆性研究中的应用

生物和非生物胁迫对农作物产量和生态环境造成极大的威胁,林草植物对外界环境具有较强的适应能力,因此挖掘林草植物抗逆基因,分析其抗逆机制已经成为当下的研究趋势。随着科学技术的发展,利用生物测序技术研究植物抗逆的分子机制已成为当今植物逆境生理和分子生物学研究的一个重大课题,其中转录组测序(RNA-seq)研究是揭示植物抗逆机理以及筛选抗逆基因的主要研究技术。以Roche/454、Illumina/Solexa和ABI/SOLID为代表的二代测序技术(NGS)发展迅速,相较于传统测序手段具有成本低、测序时间短、高通量等优点,已被广泛应用于全基因组、RNA-seq和miRNA测序等研究。因此,RNA-seq技术可加快林草植物抗逆机制的研究和抗逆基因资源的挖掘,从而为农作物、优良林草植物抗逆性遗传改良和新品种培育奠定基础。本研究详细介绍了近年来NGS技术在林草植物应对病虫害、高温、冷害、盐、干旱以及土地贫瘠等方面的转录组学的研究进展,最后针对转录组测序的发展趋势和应用前景进行了展望。     

基于Web of Sciences数据库的我国禾草内生真菌学研究论文计量分析

基于美国科学信息研究所(ISI)Web of Knowledge的Web of Science数据库,对1996-2016 年期间我国发表的禾草内生真菌研究论文进行检索,并采用文献计量方法对所获资料进行统计和分析。结果表明,1996-2016年间,我国禾草内生真菌研究发展势态迅猛,论文数量大幅攀升跃居世界第4,且不断有论文发表于高水平期刊,在20年里取得了令世界瞩目的成绩。 Epichloë内生真菌生长发育,禾草内生真菌共生体产碱特性和抗生物与非生物胁迫研究为我国禾草内生真菌研究主要热点。今后,我国科研人员对禾草内生真菌的研究应着眼于内生真菌分类评价、功能基因与比较基因组研究以及次生代谢物分析鉴定。     

紫花苜蓿转基因研究进展

作为生物技术领域的前沿,转基因技术已在多种植物上取得重大进展。紫花苜蓿（Medicago sativa）是公认的优质牧草,通过转基因技术改良其遗传性状,提高其产量、抗性、品质等重要农艺性状已成为研究热点。本研究围绕与生产实践密切相关的非生物胁迫、生物胁迫、除草剂抗性、品质改良和生物反应器5个方面,归纳总结了近期紫花苜蓿转基因研究进展,并根据转基因紫花苜蓿的生物安全性和研究中存在的问题,分别提出了针对性建议并为今后的研究指明了方向,以期为我国紫花苜蓿的转基因基础研究和应用开发提供有益信息。     

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。     

Production and quality norms of certain grass species for fodder flow planning: Pretoria area

Abstract

Four subtropical (Cenchrus. Digitaria, Anthephora and Sorghum) and two temperate grass species (Festuca. Agrotricum) were grown in a replicated field experiment at three levels of N application, with adequate P and K. Species were mown at 4‐, 6‐ and 8‐weekly intervals. DM production data for 6‐ and 8‐weekly and 4‐ and 6‐weekly intervals are presented for subtropicals and temperates, respectively.

The object was to determine the seasonal accumulative DM production curves, productivity spread and quality, for use in fodder flow planning.

The subtropical grasses produced 2 to 3 times as much DM as the temperate grasses : CGR 745—1237 versus 345—440 kg/ha/wk under supplementary irrigation. The subtropicals produced ca 2^{h times as much under irrigation than under rainfed conditions.

Festuca and Agrotricum, Digitaria. Athephora and Sorghum, Cenchrus, gave peak CGR's after 9, 15, 16 and 18 weeks after end of August, respectively. Irrigation resulted in peak CGR being reached earlier in the growing season than under rainfed conditions and in subtropicals maintaining a high CGR for 1½ — 2½ months longer.

Various implications of the results for pasture management, and the fact that quality and DM yield generally are antagonistic in subtropical grasses, were discussed.     

多年生禾草混播草地初级生产力及群落动态研究

在青海环湖地区对3种多年生禾草的生态适应性、丰产性和种间相容性进行了试验,经连续4年的观测与分析,结果表明,3种牧草对试验区干旱寒冷的气候条件表现出良好的适应性.无芒雀麦和贫花鹅观草不能完成生殖生长过程,但营养体生长充分.在第2年和第3年,混播草地的初级生产力显著高于各单播草地,但这种差异在第4年已不存在.混播草地的三组分之间存在明显的种间竞争关系,垂穗披碱草竞争力最强,贫花鹅观草次之,无芒雀麦最弱.种群消长动态明显,垂穗披碱草在草群中的比例逐年增加,而贫花鹅观草和无芒雀麦逐年减少,无芒雀麦在第4年从混播草群中消失.     

新疆阿勒泰草地野生禾草资源及饲用评价

经对新疆阿勒泰草地野生禾草资源进行初步统计,约有47属162种,占阿勒泰草地饲用植物总数的12．14％,位于该区野生饲用植物榜首。调查分析表明,该区野生禾草不仅布广、数量多、种类齐全、抗逆性强,而且适口性好,品质优良,饲用价值颇高。在该区划分的83个草地型中,以禾本科牧草占优势的达37个,占类型总数的44．58％。     

地下生态系统中氮素的循环及影响因素

氮素是陆地生态系统初级生产力的主要限制因子之一。地下生态系统中绝大部分氮素以不溶的聚合物形式存在,不能直接被植物吸收,因此其转化为可吸收的离子氮的生态过程受到人们越来越多的关注。本文主要综述了土壤生物与非生物两个自然因素在地下生态系统氮素循环过程中发挥的重要作用。土壤生物通过自身代谢和分泌各种酶类来加速各种形态氮素相互转化;植物根系可以通过影响土壤物理结构和分泌大量有机物质,实现与地下生态系统氮素循环之间的"相互交流";而由于生物生存与环境因子有直接联系,二者之间的相互作用也对土壤氮素循环起着特殊作用。目前,由于土壤生物种类繁多、营养流通途径复杂、分子生物学实验技术较昂贵以及在全球气候变化背景下对许多自然规律的响应变化认识有限,因此,尚不能完全在分子水平形成一张氮素在地下生态系统的流通网络图,这应该成为今后相关研究工作的方向和重点。     

几种禾本科牧草内生细菌的分布特性

不同禾本科牧草植株内生细菌含量差异显著,杂交狼尾草闽牧六号内生细菌含量最高,达26.800×10⁴CFU/g。具体到各个部位,禾本科牧草不同部位内生细菌含量差异也显著。通过微生物鉴定系统对内生菌进行鉴定的结果表明,64株内生细菌中与MIDI数据库比较相似性指数大于0.500,可确定其菌种名称的有50株,属于19个种,隶属于12个属。以分离到的19种内生菌为样本,以各菌株在各部位出现与否为指标,用类平均法对数据进行系统聚类分析,当λ=8.35时,可将19种内生细菌分为4个大类群。从聚类结果显示,内生菌与宿主植株和不同分离部位都存在相关性,与宿主植株的关系更密切。