丛枝菌根真菌提高植物耐盐性生理机制研究进展

随着经济的发展,诸多环境问题以及不良的农业生产活动方式使得土壤盐渍化程度加重,土壤盐渍化的改良成为全球性问题,盐碱地资源再度开发利用成为各地关注重点。丛枝菌根真菌是一类可以与植物形成共生关系并为其改善多种抗逆特性的活体微生物,在协助宿主面对各类胁迫作用时,通过协助宿主在胁迫作用下的养分等物质吸收来减轻胁迫作用的负面影响,其在农业和生态环境方面的应用得到广泛关注。本文从盐胁迫下丛枝菌根真菌对宿主植物的影响及对根际土壤的影响等2个角度综述了其提高植物耐盐性生理机制,初步总结了丛枝菌根真菌在促进植物应对盐胁迫时的基本策略,旨在为了解该研究领域的现状和发展提供参考,为丛枝菌根真菌提高盐渍土生产力、扩大耕地面积以及提高作物产量等实际意义提供科学依据,为增强植物耐盐性和盐碱地改良的研究提供新的思路。     

菌根真菌与樱桃苗建立共生组织的培养基筛选

[目的]筛选适宜菌根真菌与樱桃苗建立共生组织的培养基,为提高樱桃组培苗移栽成活率提供参考依据.[方法]在培养基为DE、1/2DE、1/4DE及1/8DE的樱桃组培苗瓶中分别接种纯化菌根真菌,接种30、40、50和60 d后分别测定樱桃组培苗根系的侵染率、株高、叶片酶活性、根系分枝数及组培苗成活率,筛选出适宜菌根真菌与樱桃组培苗建立共生组织的培养基.[结果]培养基为DE和1/2DE的樱桃组培苗在接种菌根真菌30和50 d后全部死亡,培养基为1/4DE和1/8DE的樱桃组培苗在接种菌根真菌60 d后仍保持20.0%和70.0%的成活率.接种菌根真菌30 d后,培养基为1/4DE和1/8DE樱桃组培苗的根系侵染率、根系分枝数、株高及叶片过氧化物酶活性逐渐增加,在接种菌根真菌后60 d达最大值.[结论]在组培苗培养过程中接种菌剂使其根系菌根化,实际上是组培苗、菌根真菌和培养基间复杂的相互反应结果.1/8DE可作为较适宜菌根真菌与樱桃组培苗建立菌根共生组织的培养基.     

大豆与丛枝菌根真菌共生建立及菌根检测方法的探究

利用盆栽培养的方法,研究4种培养基质(蛭石、蛭石-土、沙-蛭石、沙-土)对不同品种大豆与AM真菌(Rhizophagus irregularis)共生的影响,比较Parker纯黑墨水和台盼蓝2种染色剂对大豆菌根的染色效果,探究放大网格交叉法和Trouvelot五级分级法在大批量菌根共生指标检测中的应用.结果表明:蛭石-...     

丛枝菌根真菌在植物生态系统中的调控作用

丛枝菌根（Arbuscular Mycorrhizal,AM）真菌是一类能与大多数陆地植物形成共生体的根际微生物,在自然界分布广泛。该文从4个方面介绍丛枝菌根真菌相关研究进展,即（1）在植物个体水平上,AM真菌主要提高宿主植物的养分吸收能力,并对植物生育期及生殖能力产生影响;（2）在种群水平上,AM真菌通过庞大的地下菌...     

内蒙古孑遗植物丛枝菌根真菌共生特性调查

对内蒙古荒漠珍稀、孑遗植物四合木、绵刺、白刺、霸王和强旱生植物半日花与丛枝菌根真菌的共生特性进行了调查。通过显微镜观察根系样本,采用十字交叉法统计常见科、属丛枝菌根真菌的菌丝、丛枝、泡囊的侵染率,观察侵染面积,阐明丛枝菌根真菌的侵染率。结果表明:这些孑遗植物均被丛枝菌根真菌(AMF)侵染,多数种类侵染率较高;不同种孑遗植物侵染率有一定的差异。在不同地理环境和土壤条件下,同种孑遗植物菌根侵染状况也有明显的差异。四合木、半日花等的丛枝菌根真菌的侵染率很高,菌根类型主要为疆南星型菌根。     

丛枝菌根真菌提高植物抗逆性研究进展

丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）真菌是土壤中广泛存在的一类真菌,可以降低水分、干旱、低温、盐碱、重金属胁迫和病虫害等逆境条件对植物造成的伤害,提高植物在逆境中的抗性。首先介绍了 AM 真菌的形态特征,之后对各种逆境条件下 AM 真菌的作用进行论述,为 AM 真菌在逆境条件下的进一步推广应用提供参考和借鉴。     

丛枝菌根真菌调控植物耐盐碱机制研究进展

土壤盐碱化已经成为我国乃至全球备受关注的土壤环境问题之一。盐碱胁迫会对植物造成渗透胁迫、离子胁迫、氧化胁迫以及高pH值伤害,严重威胁植物的生长。国内外研究结果表明,丛枝菌根真菌(AMF)可以通过与植物根系形成共生关系来促进植物生长,提高植物的经济价值和产量。近年来研究发现,丛枝菌根真菌侵染植物使其耐盐碱性也得到明显提高。基于此,本文从丛枝菌根真菌缓解氧化胁迫、缓解渗透胁迫、调节离子平衡、促进养分吸收、调节植物激素、增强光合作用、改善土壤环境以及调控转录因子表达等方面对其提高植物抵抗盐碱胁迫的生理和分子机制进行了综述,并在此基础上提出了展望,以期为探索AMF提高植物的耐盐碱机制以及加强盐碱土的综合治理提供一定的科学依据。     

龙脑香植物丛枝菌根真菌多样性

概述了龙脑香科植物根际丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,简称AM）真菌的物种多样性,其寄主龙脑香科植物的多样性以及龙脑香科植物对AM真菌多样性的影响。到目前为止,在龙脑香科植物根际共报道了5属50种AM真菌,而与AM真菌共生的龙脑香科植物则已经报道了24种,隶属于5个属。     

野生药用植物刺五加与丛枝菌根真菌共生性研究

为研究子午岭保护区野生药用植物刺五加根系与丛枝菌根真菌共生性,按照线性布点方式随海拔升高选设6个典型样点,测定了刺五加根围土壤理化性质,丛枝菌根真菌侵染率和孢子密度。结果表明：刺五加根围0～30 cm土壤有机质平均含量为42.86 mg/g,土壤速效氮平均值为52.97μg/g,土壤速效磷平均值为12.15μg/g,土壤速效钾平均值为125.43μg/g。刺五加根围丛枝菌根真菌孢子密度为14.35个/g干土,刺五加根中丛枝菌根真菌菌丝侵染率平均值达81.62%,丛枝侵染率平均值为14.57%,根围丛枝菌根真菌生态分布随海拔高度增加无显著差异,显示出刺五加与AM真菌良好的共生性。     

侧柏与2种丛枝菌根真菌的共生研究

【目的】探讨侧柏[Platycladus orientalis(L.)Franco]与丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）的共生情况,为合理应用AMF进行侧柏育苗造林提供参考依据。【方法】以侧柏为试材,在盆栽试验条件下,设置不接种（CK）、接种根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices,Ri）和接种摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae,Fm）3个处理,研究了接种AMF在2周、4周和6周后对侧柏侵染、生长、养分吸收及叶绿素含量的影响。【结果】2种AMF均能够与侧柏形成共生,接种2周后形成A-型丛枝结构,菌根侵染率超过80%;Ri处理和Fm处理的菌根侵染强度、丛枝丰度由相对较低水平持续增长,接种4周后趋于稳定,分别约为20%和40%。接种2周、4周和6周后,侧柏地上、地下部分生物量变化均不显著;接种2周、4周、6周后与对照相比,Ri处理和Fm处理均显著提高侧柏磷含量,分别提高57.99%和90.14%,67.44%和121.98%,64.06%和145.51%;2种AMF均可提高侧柏叶绿素含量,其中Fm处理...     

拟南芥PGK基因家族功能的初步分析

磷酸甘油酸激酶(Phosphoglycerate kinase)是一类进化上非常保守的蛋白家族,因而利用模式植物拟南芥研究PGK家族基因功能具有普遍意义。拟南芥基因组中含有三个PGK基因家族成员(PGK1,PGK2和PGK3),但是对于它们的基因表达模式和蛋白定位的研究还不是很清楚。本文利用实时荧光定量PCR技术检测了PGK基因家族的表达模式,结果表明三个PGK基因在拟南芥的各个组织器官和发育阶段中都有表达。利用拟南芥原生质体瞬时转化系统对三个PGK蛋白进行亚细胞定位,结果显示PGK1和PGK3定位于细胞基质,而PGK2定位于叶绿体。另外,我们分离得到了PGK2基因的T-DNA插入敲除突变体pgk2。pgk2在正常条件下表现出叶片黄化,PR1基因上调表达和H_2O_2过量积累等类似于超敏反应的细胞死亡表型。进一步的遗传分析表明pgk2的细胞死亡表型和T-DNA插入位点紧密连锁,暗示着pgk2的细胞死亡表型是由于PGK2的基因缺失造成的,因此PGK2可能在调控植物细胞程序化死亡过程中有重要作用。以上研究结果对于进一步探讨PGK基因家族的功能具有重要的参考价值。     

芦苇根际AM真菌生态学研究

对河北安新县南刘庄、北刘庄和白洋淀等3个自然生境下芦苇根际AM真菌空间分布和土壤成分测定分析,结果表明:芦苇能与AM真菌形成共生关系,AM真菌不同结构定殖和孢子密度与样地生态条件密切相关。泡囊定殖率和孢子密度在北刘庄最高,菌丝定殖率在南刘庄最高。采样深度对孢子密度有显著影响,在0~10cm或20~30 cm土层出现最大孢子密度,40~50 cm土层孢子密度最低;AM真菌定殖率在20~30 cm或30~40 cm土层有最大值。孢子密度与泡囊、菌丝定殖率和总定殖率呈极显著正相关。孢子密度与土壤速效氮呈显著正相关。     

土壤类型和树种对根际土丛枝菌根真菌群落及其根系侵染率的影响

为合理利用丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza,AM)真菌促进喀斯特退化土地植被恢复,采用形态学方法研究了土壤类型(石灰土和黄壤)和宿主植物种类(紫弹树(Celtis biondii Pamp)、红锥(Castanopsis hystrix)和单性木兰(Kmeria septentrionalis Dandy))对AM真菌群落结构的影响。研究共分离鉴定了2属14种AM真菌,其中幼套球囊霉(Glomus etunicatum)是石灰土和黄壤共有的优势种,石灰土特有的AM真菌包括地球囊霉(G.geosporum)、白色球囊霉(G.albidum)、双型球囊霉(G.ambisporum)、象牙白球囊霉(G.eburneum)和细凹无梗囊霉(G.scrobiculata),而波状无梗囊霉(A.undulata)是黄壤特有的AM真菌。土壤类型对AM真菌孢子密度,Shannon多样性指数以及侵染率具有显著影响;宿主植物种类与AM真菌Shannon多样性指数呈显著相关。石灰土紫弹树和单性木兰根际土AM真菌孢子丰度显著高于黄壤相同植物的,而红锥无显著差异;石灰土紫弹树和红锥的AM真菌物种丰富度及Shannon多样性指数均高于黄壤同种植物的。土壤类型对AM真菌孢子密度、物种丰富度、Shannon多样性指数和侵染率均有显著影响,对均匀度指数也有显著影响;植物种类对Shannon多样性指数有显著影响,且AM真菌物种丰富度、Shannon多样性指数和侵染率受土壤类型与植物种类交互作用的显著影响;土壤p H和全钾含量对AM真菌群落影响显著。因此,利用AM真菌促进喀斯特植物定植生长与植被恢复过程中,应该考虑喀斯特土壤AM真菌具有区域特异性和物种偏好性。     

水稻DnaJ蛋白的生物信息学分析

DnaJ蛋白是一类很大的蛋白家族,因含有保守的DnaJ结构域而得名。本文对水稻DnaJ蛋白进行了生物信息学分析表明,水稻中共有101个DnaJ蛋白,分为典型的三大类。通过表达证据搜索发现,除了11个基因没有表达证据外,其他基因在水稻中都有表达。此外,对水稻的DnaJ蛋白家族进行了初步的进化分析。     

濒危植物崂山百合根围AM真菌分布特征

为探明崂山百合种群密度降低过程中根围丛枝菌根(AM)真菌空间分布特征,2014年10月从崂山3个土层采集崂山百合及伴生植物玉竹(Polygonatum odoratum)根围土壤样品,分离鉴定AM真菌种类、测定菌根发育状况和孢子密度、分析AM真菌分布及其与种群密度、土壤因子(土壤有机碳、p H、碱解氮、速效磷等)相关性。从崂山百合根围分离AM真菌4属14种,玉竹根围分离3属11种。崂山百合分布于10~20 cm土层内,根系侵染率随种群密度增大而增加;大密度种群样地玉竹菌根侵染率显著高于小密度种群。崂山百合种群密度对其根系丛枝定殖率无显著影响。10~20 cm、20~30 cm土层崂山百合和0~10 cm、10~20 cm土层玉竹根系泡囊定殖率随各种群密度增大而降低。30~40 cm土层崂山百合、10~20 cm土层玉竹菌丝定殖率随高种群密度增大而增加。种群密度对崂山百合和玉竹根围孢子密度有显著影响。10~20 cm和20~30 cm土层崂山百合根围总球囊霉素含量随崂山百合种群密度增大而降低。10~20 cm和20~30 cm土层酸性磷酸酶和脲酶含量随崂山百合种群密度增大而提高。     

沙坡头地区猫头刺(Oxytropis aciphylla)根际AM真菌时空分布研究

2007年5月、8月和10月分别从宁夏沙坡头地区的猫头刺根际分5个土层采集土壤样品,系统研究了AM真菌时空分布以及与土壤因子的相关性。结果表明:土层深度对AM真菌定殖率和孢子密度有显著影响,最高定殖率出现在10~30 cm土层,最大孢子密度出现在0~10 cm土层;猫头刺在3个时期均有较高的AM真菌定殖率和孢子密度,AM真菌平均总定殖率为86.98%,孢子密度平均为836.97个/100g土。孢子密度与有机质和碱解氮显著正相关,与速效磷极显著正相关,菌丝定殖率与碱解氮极显著正相关,总定殖率与碱解氮极显著正相关,与pH值显著负相关。蛋白酶活性与泡囊定殖率显著负相关,脲酶活性与菌丝定殖率和总定殖率显著正相关,与孢子密度极显著正相关。     

玉米XYLPs基因家族表达模式及其蛋白结构分析

通过生物信息学的方法对玉米木质形成素类阿拉伯半乳糖蛋白(xylogen-like arabinogalactan proteins,XYLPs)基因家族的表达模式和蛋白结构进行了分析。ZmXYLPs基因家族成员在染色体上的分布具有一定的偏好性。基因复制事件不仅在基因家族成员数量的扩张和进化中发挥重要作用,同时还可能引起基因表达部位的扩张。根据ZmXYLPs蛋白结构特点,可将其分为两大类。其中仅ZmXYLP10/13/14蛋白存在N连接的糖修饰位点,其余ZmXYLPs蛋白均为O连接糖修饰位点。结果显示,玉米ZmXYLPs的生物学功能可能与其糖基侧链有关,并且其作用并不局限于维管组织发生过程,可能也参与生殖发育过程。     

羊柴根围AM真菌群落结构和遗传多样性研究

为了探明受风蚀和水蚀双重影响下内蒙古荒漠地区羊柴(Hedysarum leave Maxim)根围AM真菌群落结构和遗传多样性特征,以内蒙古正蓝旗青格勒图具有代表性的梁地作为采样地点,按海拔高度在梁地选择梁底、梁中和梁顶3个样地,分0~10,10~20,20~30,30~40,40~50cm 5个土层采集羊柴根围土壤样品,通过Nested-PCR-DGGE技术,结合DGGE图谱分析、DNA克隆测序及系统发育分析进行研究。结果表明,不同样地和土层,AM真菌具有不同DGGE指纹图谱特征,AM真菌丰度、优势度及其多样性指数均有差异,其中梁中和梁顶样地0~10cm土层AM真菌丰富度最高,均为20;多样性指数梁中样地0~10cm土层最高,为2.88。DGGE条带测序和系统发育分析显示,全部序列归为5属15种,分别为Glomus属10种、Rhizophagus属1种、Funneliformis属2种、Paraglomus属1种、Septoglomus属1种;根据UPGMA算法绘制15个样品间AM真菌群落相似性图谱,全部序列归为3个类群,聚类分析显示羊柴根围AM真菌群落具有丰富的遗传多样性,相似性指数最高仅为0.54,说明梁地生境空间异质性对AM真菌遗传多样性有显著影响。受风蚀和水蚀影响,3个样地土壤速效氮差异明显,梁底受侵蚀作用最弱;梁中受侵蚀最强,土壤最贫瘠;球囊霉属Glomus和管柄囊霉属Funneliformis是内蒙古荒漠地区AM真菌优势属,这为进一步筛选高效优势AM菌种,促进荒漠植被恢复提供了依据。     

Genome-wide analysis of the calcium-dependent protein kinase gene family inGossypium raimondii

Plant calcium-dependent protein kinases(CDPKs) play important roles in diverse physiological processes by regulating the downstream components of calcium signaling. To date, only a few species of the plant CDPK gene family have been functionally identified. In addition, there has been no systematic analysis of the CDPK family in cotton. Here, 41 putative cotton CDPK(Gr CDPK) genes were identified via bioinformatics analysis of the entire genome of Gossypium raimondii and were classified into four groups based on evolutionary relatedness. Gene structure analysis indicated that most of these Gr CDPK genes share a similar intron-exon structure(7 or 8 exons), strongly supporting their close evolutionary relationships. Chromosomal distributions and phylogenetics analysis showed that 13 pairs of Gr CDPK genes arose via segmental duplication events. Furthermore, using microarray data of upland cotton(G. hirsutum L.), comparative profiles analysis of these Gh CDPKs indicated that some of the encoding genes might be involved in the responses to multiple abiotic stresses and play important regulatory roles during cotton fiber development. This study is the first genome-wide analysis of the CDPK family in cotton, and it will provide valuable information for the further functional characterization of cotton CDPK genes.     

Genome-wide analysis of the calcium-dependent protein kinase gene family in Gossypium raimondii

Plant calcium-dependent protein kinases(CDPKs) play important roles in diverse physiological processes by regulating the downstream components of calcium signaling. To date, only a few species of the plant CDPK gene family have been functionally identified. In addition, there has been no systematic analysis of the CDPK family in cotton. Here, 41 putative cotton CDPK(Gr CDPK) genes were identified via bioinformatics analysis of the entire genome of Gossypium raimondii and were classified into four groups based on evolutionary relatedness. Gene structure analysis indicated that most of these Gr CDPK genes share a similar intron-exon structure(7 or 8 exons), strongly supporting their close evolutionary relationships. Chromosomal distributions and phylogenetics analysis showed that 13 pairs of Gr CDPK genes arose via segmental duplication events. Furthermore, using microarray data of upland cotton(G. hirsutum L.), comparative profiles analysis of these Gh CDPKs indicated that some of the encoding genes might be involved in the responses to multiple abiotic stresses and play important regulatory roles during cotton fiber development. This study is the first genome-wide analysis of the CDPK family in cotton, and it will provide valuable information for the further functional characterization of cotton CDPK genes.