丛枝菌根真菌提高植物非生物逆境胁迫适应性研究进展

近年来,自然界中低温、干旱等灾害频繁爆发,多种逆境胁迫严重影响了植物的正常生长发育。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是广泛分布在土壤中的一种真菌,可以与植物共生形成庞大的菌丝网络,扩大植物汲取土壤水分的面积,增加对土壤营养元素的吸收,提高宿主植物的产量、质量以及应答逆境胁迫等。本文对AMF提高宿主植物非生物胁迫(温度、干旱、盐碱、重金属)抗性的研究进展进行综述,并对今后的研究方向作出展望。     

VA菌根对白三叶吸收水分和养分的影响

采用土培试验,研究水分胁迫条件下,施磷肥接种VA菌根菌对白三叶的生长,养分吸收和水分利用的影响.结果表明,土壤干旱严重则抑制地上部和根系的生长,影响植株吸收养分,降低水分利用率.随着施磷量的提高,该状况则得以缓解.在水分胁迫和正常供水条件下,施磷量相同,接种菌根组的地上和根系生物量干重显著高于不接种组,干物质累积增加,减轻水分胁迫对植株生长的抑制程度,改善了植株体内磷素养分状况,提高了白三叶对土壤磷的有效利用及水分利用率.     

丛枝菌根真菌和磷对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗生长与生理特征的影响

丛枝菌根真菌(AMF)是一种存在于生态系统中重要的土壤微生物,广泛应用于植物的防旱、抗旱。本研究选用紫花苜蓿(Medicago sativa)为试验材料,分别研究了接种丛枝菌根真菌、磷和水分对其生物量、株高、脯氨酸和丙二醛含量的影响。结果表明,磷浓度变化对紫花苜蓿生长发育状况影响不显著,而接种AMF后可大幅度改善紫花苜蓿的抗旱性能。其中,水分充足(即田间持水量75%~80%)条件下紫花苜蓿生长状况最好;随着水分降低,紫花苜蓿生物量与株高显著下降,脯氨酸、丙二醛含量增加,酶活性下降。接种AMF对紫花苜蓿的生长状况以及相关生理生化指标均有显著改善作用。综合接种AMF和磷处理结果显示,施加0.25 mmol·L-1KH2PO4Hogland营养液并接种AMF的试验组抗旱效果最好,说明在干旱胁迫下,一定施磷水平下接种AMF可有效地提高紫花苜蓿的抗旱性。     

丛枝菌根真菌对干旱胁迫下鹅绒委陵菜生理指标的影响

为了探究鹅绒委陵菜（Potentilla anserina L.）-丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhiza fungi,AMF）共生体应答干旱逆境的机制,了解鹅绒委陵菜抗旱机理。本研究以鹅绒委陵菜与根内根生囊霉（Rhizophagus intraradices）为试验材料;采用控制变量的方法,以栽植在未接种根内根生囊霉的灭菌土壤的鹅绒委陵菜为对照组,以栽植在接种根内根生囊霉的灭菌土壤的鹅绒委陵菜为处理组;并分别测定其丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）活性、过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性及可溶性蛋白含量。结果表明：干旱胁迫会影响土壤中丛枝菌根真菌的正常生长;与未接AMF的鹅绒委陵菜相比,鹅绒委陵菜-AMF共生体在干旱条件下,MDA含量降低、SOD和POD活性升高、可溶性蛋白含量升高,表明AMF能够有效减轻干旱胁迫对鹅绒委陵菜的伤害。     

丛枝菌根真菌对草地植物生长表现的研究进展

近几年来,丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)在草地植被恢复重建中的应用受到广泛关注。AMF与陆地上80%植物形成共生关系。AMF从植物中获取自身所需要的能量,同时帮助植物吸收N、P等矿质营养元素,改善植物的品质,提高产量。草地植物生长时期的不同也会影响到AMF对其生长的作用。本文重点从时空特征、物候差异、养分状况和逆境胁迫的角度综述AMF对草地植物生长的影响,并对未来的工作进行了展望,旨在能够对未来草地的补播建植以及退化草地的恢复重建提供指导。     

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。     

干旱胁迫下丛枝菌根真菌对羊草功能性状的影响

羊草是欧亚温带草原的主要优势植物,在生态系统保护及恢复利用中起着至关重要的作用。丛枝菌根真菌与植物共生,能够提高植物的抗旱能力,但目前干旱胁迫下AMF与羊草共生机理仍不明晰。基于此,采用盆栽试验研究轻度干旱（田间持水量56.25%）和重度干旱（田间持水量37.50%）下接种摩西斗管囊霉、幼套近明球霉菌及混合接种对羊草功能性状的影响,结果表明：（1）与对照（田间持水量75%）相比,轻度干旱处理下地上生物量、地下生物量分别降低了24.00%、17.02%,重度干旱处理则分别降低了53.00%、34.04%。（2）在重度干旱下,幼套近明球霉菌显著增加了两种羊草的叶片数、叶宽及根长（P<0.05）;在轻度干旱下,混合接种显著增加了羊草的叶片数、叶宽及根长（P<0.05）。（3）叶片数、株高、叶面积、叶宽、茎高度性状对地上生物量变化的解释率为78.52%,是地上生物量主要调控因子;根表面积、根体积、根分叉数、根长性状对地下生物量变化的解释率为67.10%,是地下生物量主要调控因子。     

AM真菌与禾草内生真菌对黑麦草抗旱性的影响

通过温室盆栽试验,从植物生长、养分吸收和抗逆相关酶等方面探究了AM真菌与禾草内生真菌互作对黑麦草(Loliumperenne)抗旱性的影响,以期为充分利用两类微生物来提高植物抗逆性提供理论依据。本研究包括单独接种AM真菌、禾草内生真菌,AM真菌+禾草内生真菌以及无AM真菌和无禾草内生真菌4种处理,黑麦草分别由含有禾草内生真菌(E+)和不含禾草内生真菌(E-)种子建植获得。并于黑麦草生长38 d后,按照土壤最大持水量的15%、30%、45%和60%设置4个水分梯度,共16种处理。结果表明,接种AM真菌与禾草内生真菌显著促进了45%和60%土壤水分条件下黑麦草的生长,促进了其对N、P的吸收,增强了黑麦草体内过氧化物酶活性,降低了丙二醛浓度,表明本研究所用共生微生物仅在较为干旱条件下提高了植物的耐旱性。     

接种丛枝菌根真菌对低温胁迫下垂穗披碱草影响的研究

低温是影响植物生长的主要限制因子。采用沙培法研究了接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）对2份不同海拔梯度下的购买自北京正道公司（ZD）和采集自西藏康马县（KM）垂穗披碱草（Elymus nutans）生长与生理特性的影响。结果表明：接种AMF的植株根系均受到不同程度的侵染,且侵染率随时间的变化呈先增加后减少的趋势。低温胁迫下,2种垂穗披碱草的生长均受到一定程度的抑制。然而,接种活性AMF能显著提高低温胁迫下ZD和KM的地上和地下生物量、根系形态结构指标、光合色素含量和抗氧化物酶类活性,且显著降低低温胁迫下植株相对电解质渗透率（REL）、丙二醛（MDA）含量、超氧阴离子（O₂^·-）含量和过氧化氢（H₂O₂）含量（P<0.05）。综上所述,接种活性AMF能够明显提高45 d垂穗披碱草ZD和KM幼苗对低温胁迫的耐受性。     

丛枝菌根真菌对紫花苜蓿凋落物降解的研究

试验采用根袋法研究了接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae对紫花苜蓿Medicago sativa凋落物降解的影响。4、14、21和28 d后取样测定,结果表明：随时间的延长,凋落物的质量逐渐减少,接种显著提高了紫花苜蓿根系的降解速率;凋落物地上部和地下部含氮量均表现出先迅速降低后逐渐升高的趋势;凋落物地上部含磷量先上升后趋于平稳,根系含磷量则总体趋于平稳。与不接种相比,接种丛枝菌根真菌显著提高了根系含N、P量及降解系数,但对地上部的影响未达显著水平。     

丛枝菌根真菌(AMF)介导植物矿质元素吸收机制的研究进展

近年来,由于城市工业的不断发展和化学肥料的过度使用,土壤矿质元素匮乏以及污染等问题严重影响我国农业的可持续发展。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)作为天然的生物菌肥,可以有效促进植物对矿质元素的吸收并改善其生长状况,同时在重金属污染的土壤中又可以减轻重金属对植物的毒性,增强植物对环境变化的适应性。目前,AMF调控植物矿质元素吸收的生理及分子机制的研究已取得了重大进展,大量的菌根诱导基因被识别,但缺乏系统全面的总结。基于此,本文对国内外AMF调控植物矿质元素吸收的相关研究进行了归纳与总结,从AMF影响植物摄取大量元素和微量元素的生理机制及分子机理、AMF缓解植物重金属毒性的作用机制进行了综述,并根据现有研究的挑战与不足提出了展望,旨在为深入理解AMF影响植物对矿质元素的吸收机制和生物菌肥的农业应用等提供一定的科学依据。     

丛枝菌根真菌对两种草坪草耐盐性的影响

以高羊茅(Festuca arundinacea)和草地早熟禾(Poa paratensis)两种冷季型草坪草为材料,选用广谱型菌种Funneliformis mosseae和Rhizophagus intraradices,采用盆栽的试验方法,研究丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)真菌对盐胁迫下(0、0.8%、1.2%和1.6% NaCl)草坪草的生长和生理的影响。结果表明,随着盐浓度的增加,AM真菌对草坪草的侵染率显著降低(P0.05),且接种AM真菌草坪草的菌根依赖性、生物量、叶绿素含量、耐盐系数和草坪外观品质也呈降低趋势。在NaCl胁迫下,接种AM真菌能明显促进高羊茅和草地早熟禾的生长,提高叶片中叶绿素的相对含量、耐盐系数和草坪外观品质,增加耐盐性。但不同的AM真菌对草坪草的侵染率以及促进效果不同,接种AM真菌混合菌种的效果优于接种单一AM真菌,且接种F.mosseae的效果优于接种R.intraradices的处理。     

丛枝菌根真菌与褪黑素对多年生黑麦草耐热性的影响

高温胁迫是限制冷季型草生长发育的主要因素。为探究单独接种丛枝菌根真菌（AMF）和外源褪黑素以及联合应用对多年生黑麦草生长和耐热性的影响,采用盆栽试验测试分析高温胁迫下丛枝菌根真菌和外源褪黑素处理对多年生黑麦草的生长,内源褪黑素含量及其合成基因的表达,抗氧化能力和渗透调节物质含量的影响。结果表明,高温胁迫明显抑制多年生黑麦草的生长,而外源褪黑素处理提高了AMF在多年生黑麦草根系中的定殖率。接种AMF和/或褪黑素处理均能促进高温胁迫下多年生黑麦草的生长,增加多年生黑麦草根系内源褪黑素含量和上调褪黑素合成基因的表达,降低相对电导率（EL）、丙二醛（MDA）含量和多酚氧化酶（PPO）活性,同时提高根系抗氧化酶（SOD、POD、CAT和APX）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性,以及类黄酮、脯氨酸、总酚、可溶性糖和甜菜碱的含量。其中接种AMF和褪黑素联合应用对提高多年生黑麦草耐热性效果最佳。总的来说,AMF接种和褪黑素处理可上调多年生黑麦草根系褪黑素合成基因表达,提高内源褪黑素含量,增强抗氧化酶活性,降低氧化损伤,同时提高渗透调节能力以增强多年生黑麦草的耐热性。     

接种丛枝菌根真菌对柑橘不同钙剂吸收及苗木生长效应的影响

以柑橘苗为试材,分别对未接种植株、接种摩西球囊霉和幼套球囊霉的植株外施5nmol/L硝酸钙和醋酸钙,比较了三种处理下植株茎粗、株高、侵染率、根系活力和植株根系、叶片中钙和氮含量。结果表明,接种丛植菌根真菌促进植株的生长,其根系和叶片中钙元素和氮元素含量均比未接种的植株的高;施用硝酸钙的植株根系和叶片中钙、氮元素含量比施用醋酸钙的植株高。     

丛枝菌根真菌对垂穗披碱草吸收不同氮源效率的影响

为了研究丛枝菌根真菌(AM)对垂穗披碱草(Elymus nutans)吸收不同氮源效率的影响,通过在石英砂中不接菌、接种灭活真菌和激活真菌来探讨植株对谷氨酸和硝酸铵的吸收效率,以期为优质高产垂穗披碱草新品种选育及野生种质资源的开发利用提供理论指导.结果表明:接种激活真菌处理的植株根系均受到不同程度的侵染,且侵染率随时间变化呈先增加后减少的趋势.在不同氮源条件下,接种AM真菌均能显著提高垂穗披碱草的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、总氮、总游离氨基酸、可溶性蛋白的含量和硝酸还原酶的活性(P <0.05),但对植株的叶绿素a与b的比值影响不大.当单独利用有机氮或无机氮作为氮源时,接种AM真菌能显著提高植株生物量,且在有机氮条件下效果更加明显.表明接种AM真菌有助于提高垂穗披碱草对有机氮吸收,增加牧草品质和产量.     

不同生境下Epichlo(e) gansuensis对醉马草根际土壤丛枝菌根真菌的影响

本研究通过根系染色和根际土壤丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)孢子形态学鉴定分析了榆中栽培(内生真菌感染,endophyte-infected,E+;无内生真菌感染,endophyte-free,E-)和野生条件下醉马草(Achnatherum inebrians)根系丛枝菌根侵染率、根际土壤中孢子密度以及AMF的多样性.结果表明,栽培条件AMF侵染率显著高于野生条件(P<0.05).栽培条件下,甘肃内生真菌(Epichlo(e) gansuensis)对醉马草AMF侵染率具有显著促进作用(P<0.05);栽培条件下土壤孢子密度显著低于野生条件(P<0.05),栽培条件下内生真菌对醉马草根及土壤孢子密度具有显著促进作用(P<0.05).栽培条件下共发现3属9种,其中E+根际土壤中球囊霉属(Glomus)6种和无梗囊霉属(Gigaspora)1种,E-根际土壤中球囊霉属(Glomus)3种,其中无梗囊霉属(Gigaspora)1种和盾巨孢囊霉属(Scutellospora)1种;在野生条件下共发现AMF 2属9种,其中球囊霉属8种和巨孢囊霉属1种,两种生长条件下球囊霉属所占比例均最大.野生条件下,AMF群落组成丰富度显著高于栽培条件(P<0.05);栽培条件下,内生真菌对AMF群落组成丰富度无显著影响(P>0.05).以上结果表明,内生真菌和生长条件对AMF侵染以及AMF多样性有显著影响.     

丛枝菌根真菌有益于露地杧果植株生长

据《Scientia Horticulturae》(2012年5月)的一篇研究报道,来自印度理工学院园艺研究所的研究人员研究了丛枝菌根真菌对露地杧果植株生长的影响。研究人员调查了3年生杧果砧木Vellakulamban、Bappakai、Olour、Chandrakaran、Necker、Peach、Totapuri和Vellakulamban 15cm和30cm深处的丛枝菌根真菌     

丛枝菌根真菌和高羊茅对压实土壤的改良效应

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在改善土壤肥力、调控根围土壤微生物群落和修复退化土壤的作用备受关注。近年来,由于城市建设与旅游业的发展,特别是城郊流动人口增加,对城郊土地产生一定土壤压实作用,进而影响城郊园林植被的生长与景观状况。为探究不同AMF和高羊茅组合对压实土壤的改良作用,设土壤不同容重1.2、1.3、1.4、1.5 g·cm^-3下,以AMF摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)分别单接种和共同双接种,进行温室盆栽试验。结果表明,1.5 g·cm^-3土壤容重下,共同接种F. mosseae+R. intraradices处理的土壤含水量比对照提高38%,土壤孔隙度提高9%,土壤pH下降7.6%,土壤容重下降9%;真菌增加166%,细菌增加64%,放线菌增加127%;速效钾含量增加123%,速效磷含量增加176%;土壤中蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性显著高于单接种处理和不接种对照;与不接种对照相比,蔗糖酶活性提高271%,脲酶活性提高249%,过氧化氢酶活性提高98%,多酚氧化酶活性提高268%;易提球囊霉素相关土壤蛋白含量和总球囊霉素相关土壤蛋白含量分别是不接种对照的3.4和3.8倍。结果表明,本试验条件下共同双接种F. mosseae+R. intraradices+高羊茅组合在改善土壤理化性质、根围微生物群落和养分有效性,以及提高土壤酶活性和球囊霉素含量等改良压实土壤方面的效果最大。研究结果不仅丰富了生物共生学的知识和内容,而且在改良城郊园林植被土壤中具有较大的应用潜力和价值。     

施氮下丛枝菌根真菌对羊草化学计量特征的影响

丛枝菌根真菌(AMF)能与大多数陆地植物形成共生关系,提高植物对碳(C)、氮(N)、磷(P)等营养元素的利用效率,改变植物碳氮磷化学计量特征.以禾本科牧草羊草(Leymus chinensis)为研究对象,研究对照、施氮、施AMF及施氮+AMF 4种处理对羊草碳氮磷生态化学计量特征的影响.结果表明:施AMF对羊草氮含量...     

镉污染和接种丛枝菌根真菌对紫花苜蓿生长和氮吸收的影响

采用盆栽试验研究在3个镉污染(0,6和12 mg Cd/kg)水平下,接种5种丛枝菌根真菌[分别接种聚丛球囊 Glomus aggregatum(Ga)、幼套球囊霉 G. etunicatum (Ge)、扭形球囊霉 G. tortuosum(Gt)、根内球囊霉 G. intraradices(Gi)和地表球囊霉 G. versiforme(Gv),以不接种为对照]对紫花苜蓿生长和氮吸收的影响。结果表明:与不加镉(0 mg Cd/kg)处理相比,接种Ga、Gi 和Gt菌种处理的紫花苜蓿菌根侵染率在12 mg Cd/kg条件下降低了33.90%、19.17%和31.95%;0 mg Cd/kg水平下接种Gt菌种紫花苜蓿总生物量分别比接种 Ga、Ge、Gi和Gv菌种处理显著高出33.19%、67.74%、57.29%和34.91%,但在12 mg Cd/kg水平时总生物量与以上菌种处理相比,分别降低16.67%、34.07%、32.96%和52.76%;在镉浓度为12 mg Cd/kg时,接种Gv菌种处理的紫花苜蓿株高、根瘤菌数量、地上生物量、总生物量、地上植株氮含量和整株含氮量与不接种处理相比,分别增加 65.41%、95.24%、61.87%、50.30%、5.83%和71.55%;随镉浓度增加接种Gv菌种处理紫花苜蓿土壤中铵态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(N₃^--N)浓度显著下降。综上分析,在镉污染条件下,接种Gv菌种能促进紫花苜蓿生长和氮吸收;当土壤镉浓度超过6 mg Cd/kg时,接种Gt菌种不利于紫花苜蓿的生长。