菌根真菌增强植物抗盐碱胁迫能力的研究进展

土壤盐碱化是一个全球性问题,我国盐碱化土壤面积较大,严重影响当前农业发展,因此提高植物抗盐碱胁迫能力,盐碱土壤改良已成为当前我国生物科学面临的重大课题之一。菌根真菌是生态系统中普遍存在的土壤微生物,它在增强寄主植物的抗盐碱胁迫能力中的作用逐渐引起国内外学者的广泛关注。笔者从盐碱胁迫下菌根真菌对植物生长、营养吸收的影响,和菌根真菌提高植物抗盐碱胁迫能力的机理两方面,对近年来国内外有关研究成果进行了综述。同时也对当前研究中存在的问题以及今后的研究方向进行了探讨。     

植物响应盐碱胁迫的机制

土壤盐碱化对农林业生产和发展的影响日渐严重,已经成为全球范围内所面临的重大环境问题。研究盐碱胁迫的危害以及植物对盐碱胁迫的响应机制,有助于挖掘植物耐盐碱基因,选育耐盐碱品种,改良盐碱地,提高农作物的产量,扩大园林植物的栽培应用。盐、碱实际上是两种不同的非生物胁迫,碱胁迫在盐胁迫的基础上还增加了高pH胁迫,其危害程度较盐胁迫更深。本综述分析了土壤盐渍化现状,盐碱胁迫对植物产生的渗透胁迫、离子毒害、高pH伤害、活性氧胁迫等危害,从渗透调节物质的合成、离子的吸收转运与pH调节、增强抗氧化酶活性及内源激素响应等方面阐述了植物耐盐碱的生理机制;从盐碱胁迫的信号转导、转录因子调控响应及抗盐碱相关基因的表达等方面梳理了植物耐盐碱的分子机制。最后对植物适应盐碱胁迫的研究方向及多组学联合分析在全面研究植物抗盐碱机制中的应用作出了展望。     

丛枝菌根真菌对植物氮素吸收作用的研究进展

氮素是植物生长发育的必需元素,同时也是植物体内众多化合物的重要组成元素,对植物生长发育有着重要的意义。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizas fungi, AMF)可以与80%的陆生维管植物形成互利的丛枝菌根共生结构,丛枝菌根真菌一方面通过寄主植物获得碳源,另一方面根外菌丝的存在增加了氮素的吸收范围,有效增强了土壤—丛枝菌根—植物三者之间氮素的交流,提高了植物对外界胁迫的适应能力,并且促进了生态系统中的氮循环。因此,以丛枝菌根共生体作为传输媒介,探索其在整个共生系统间氮素的吸收、转运及代谢机制成为生态学以及农业生产中的热点。本文从菌丝氮代谢、氮素的吸收形态以及共生体对氮素转运、交换三个方面,对丛枝菌根共生体氮素吸收循环机制的研究进展进行了一个系统的阐述,揭示了丛枝菌根氮素的利用特点及其在氮素循环中的重要作用,并提出了关于丛枝菌根共生体氮循环中的一些需要深入研究的科学问题。     

丛枝菌根真菌和植物寄生线虫的相互作用

丛枝菌根是土壤里的一类真菌和植物根系形成的共生体。本文综述了丛枝菌根真菌和植物寄生线虫之间的相互作用,一般说来,丛枝菌根真菌可以抑制植物寄生线虫的发生,而植物寄生线虫也会反过来影响丛枝菌根的侵染和产孢;并指出了丛枝菌根真菌在不同接种时间、不同接种势、是否土著、以及土壤环境中的磷水平均会对植物寄生线虫产生不同影响。深入研究这些相互关系,有助于正确理解菌根抗线虫病的作用,从而为其用于生物防治提供理论依据。     

苜蓿菌根对土壤中阿特拉津降解及酶活性影响

为进一步揭示丛枝菌根(AM)对土壤中阿特拉津的降解机理,建立了新型T型培养体系,并以阿特拉津敏感植物紫花苜蓿(Medicago sativa)接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)形成的共生体系为研究对象,分别测定了苜蓿菌根对阿特拉津的降解效率及其根际土壤酶活性。当阿特拉津胁迫浓度为 20 mg/kg时,苜蓿菌根侵染率在25天时高达85.70%,阿特拉津降解率为70.22%,其中菌根贡献度为77.28%,表明苜蓿菌根对阿特拉津具有较强的降解能力。与此同时,添加阿特拉津能够提高菌根根际土壤中蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和纤维素酶的活性。在接种G. mosseae和添加阿特拉津的双重作用下,4种土壤酶活性进一步增强。总之,本研究结果为应用AM真菌修复农药污染土壤提供了理论依据。     

干旱胁迫下丛枝菌根真菌对水稻生长的影响

通过控制水稻的水分供给模拟干旱胁迫,对比接种丛枝菌根真菌和未接种的水稻在营养生长方面的差异,探究干旱胁迫下丛枝菌根真菌对水稻生长的影响。结果发现,在干旱胁迫下,接种过丛枝菌根真菌的水稻植株的根长、侧根数、叶片数和生物量都显著高于未接种过的水稻植株,丛枝菌根真菌提高了水稻在营养生长期的耐旱能力。     

丛枝菌根技术与优质茶的生产

丛枝菌根是土壤中某些真菌和宿主植物的互惠共生体。茶是菌根依赖性植物,茶苗接种菌根菌,可改善植物矿质营养,提高植物抗旱、抗逆能力,且有抗病、耐病和促生产的作用,同时提高茶叶品质,减少环境污染。     

盐碱胁迫对农牧作物种子萌发的影响研究进展

种子萌发期是植物生长发育的起点和关键环节,受环境影响尤为敏感。盐碱胁迫是影响种子萌发的重要环境压力和限制性因子。土壤盐碱化已危及人类生存和生活,研究盐碱胁迫对种子萌发的影响具有紧迫性和重要性。本研究论述了盐碱胁迫对种子萌发抑制的原理、生理生化变化和提高种子萌发耐盐性对策,为作物耐盐碱性研究和盐碱土地改良利用提供理论参考。     

外源脱落酸在水稻盐碱胁迫作用中的进展

在水稻的生长发育过程中,土壤盐碱化程度向来都是生长发育和产量的重要指标之一。盐碱胁迫对于水稻的危害已经成为全球水稻生产核心问题。脱落酸作为植物生长过程中的必要生长素,具有抑制与促进生长,维持植物幼芽与种子休眠的作用。此外,对于果实与叶的脱落和植物叶片气孔关闭等现象,脱落酸都有一定影响,对盐碱胁迫下的水稻生长发育更是有着重要影响。本综述着重介绍脱落酸对水稻盐碱胁迫下的水稻表观形态、生理生化、分子机制等方面的影响的研究进展。     

宿主植物对AM真菌生长发育的影响

研究了宿主植物对丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌(Glomus mosseae)生长发育的影响。结果表明:温室条件下,4种宿主植物都能与丛枝菌根真菌共生,综合比较菌根长度、根外菌丝量及孢子数3项指标,高粱敖杂1号对真菌的生长发育最为有利。宿主植物菌根长度及根中的可溶性糖质量分数与根外孢子数呈显著正相关,而宿主植物中磷质量分数与菌根真菌的生长发育没有显著的相关性。说明不同宿主植物甚至同种宿主植物不同基因型的品种与丛枝菌根真菌的共生状况不同,宿主植物的菌根长度及根中可溶性糖质量分数对菌根真菌的生长发育有显著影响。     

盐碱胁迫下植物生理和钙信号通路分子机制的研究进展

土壤的盐化和碱化往往伴随发生,在盐碱胁迫下,植物会遭受许多类型的非生物胁迫,严重影响植物的正常生长发育.本综述首先介绍了盐碱土的分类;其次从四个方面对植物在盐碱胁迫下体内产生相应生理机制进行详细介绍;接下来以植物在盐碱胁迫下产生的钙信号为重点进行阐述,包括植物首个非离子通道型盐胁迫下离子感受器GIPCs的发现、盐碱胁迫...     

盐胁迫下AM真菌对玉米生长及耐盐生理指标的影响

在自然盐渍土壤上和人工模拟盐胁迫条件下, 采用盆栽方法研究了长期(86天)和短期(1周)盐胁迫条件下丛枝菌根真菌对玉米植株生长和耐盐生理指标的影响。 结果表明： 在自然盐渍土壤和人工模拟长期盐胁迫条件下, 菌根真菌显著提高了玉米的相对产量; 在短期盐胁迫条件下, 接种菌根真菌处理的玉米叶片细胞质膜透性低于不接种     

矿区复垦土壤接种丛枝菌根对玉米生长及营养吸收的影响

采用盆栽试验方法,研究了不同培养基质条件(10cm土5cm尾矿、8cm土7cm尾矿、5cm土10cm尾矿)下,接种丛枝菌根真菌和不接种丛枝菌根真菌(对照)两种处理对玉米生物量及植株中营养元素吸收的影响。结果表明,无论接种与否,植株的生物量都随覆土厚度增大而增大;与非菌根植物相比,接种菌根真菌的植株可以吸收更多的营养元素,而向地上部运移的Na较少,抑制了植株积累过量的Na盐;地上部Zn和Cu的含量受接种菌根的影响不大,而接种菌根降低了地上部Mn的含量。植株生物量及其植株体内的营养元素含量,接种菌根真菌后,覆土少的(覆5cm厚的土壤于10cm厚的尾矿上)相应高于不接种且覆土厚(覆10cm厚的土壤于5cm厚的尾矿上)的,说明接种菌根可以抵消由于覆土少而导致的植株生物量降低,并且对尾矿充填复垦土壤的植被重建具有重要作用。     

利用丛枝菌根真菌(AMF)提高植物抗旱性的研究进展

丛枝菌根是分布最广泛的一类内生菌根,它可以促进植物对水分的吸收和利用,提高植物的抗旱能力。丛枝菌根真菌可以通过以下几个方面增强植物抗旱性:通过菌丝增加植物对土壤水分的吸收;改善植物的磷营养及其他矿质元素营养;能显著提高蒸腾速率和气孔导度;干旱条件下降低植株叶片水势、永久凋萎点、叶片饱和亏、气孔阻力和恢复时间;改变激素平衡。     

丛枝菌根真菌(AMF)提高植物抗旱性的研究进展

丛枝菌根是分布最广泛的一类内生菌根,它可以促进植物对水分的吸收和利用,提高植物的抗旱能力。丛枝菌根真菌可以通过以下几个方面增强植物抗旱性：通过菌丝增加植物对土壤水分的吸收;改善植物的磷营养及其他矿质元素营养;能显著提高蒸腾速率和气孔导度;干旱条件下降低植株叶片水势、永久凋萎点、叶片饱和亏、气孔阻力和恢复时间;改变激素平衡。     

外生菌根提高植物抗铝性机理研究进展

外生菌根真菌是土壤中一类重要的微生物,能与70%￣75%的森林树种形成外生菌根。它可以促进植物对养分的吸收和利用,提高酸性土壤上植物的抗铝性。外生菌根主要通过以下几方面来增强植物的抗铝能力:(1)扩大吸收面积,增加植物对养分的吸收;(2)排斥或吸附铝离子,阻止其向植物根系运输;(3)有机酸或其它有机物质的分泌增加,提高对铝离子的螯合和对钙、镁等离子的溶解能力;(4)增加激素的分泌,促进植物生长;(5)促进植物生长稀释铝和液泡区域化隔离铝。     

盐碱胁迫下棉花幼苗对外源褪黑素的生理响应

新疆土壤盐碱化严重影响棉花种子的萌发及幼苗生长,本试验通过分析外源褪黑素对盐碱胁迫下棉花幼苗生长指标的影响,了解褪黑素对盐碱胁迫下棉花幼苗的调控效应;通过盆栽试验,分析了盐碱胁迫下喷施外源褪黑素对棉花幼苗生长、抗氧化酶活性及有机酸含量的影响。结果发现,在盐碱胁迫下,棉花幼苗的生长受到了抑制,过氧化氢与丙二醛含量显著增加,过氧化氢酶、超氧化物酶活性降低,有机酸含量提高。在盐碱胁迫下,施用外源褪黑素可缓解棉花幼苗的盐碱毒害症状,增加植株生物量。SOD、CAT的活性显著提高,H2O2与MDA的积累减少,从而减轻了盐碱胁迫对棉花的损害,提高了棉花苗期对盐碱胁迫的耐受性。     

草原植物叶片水势的研究综述

由于地理环境和人类活动等原因,我国草原面临着降水季节分配不均导致的水分胁迫、土壤盐碱化等环境问题.多年来,许多学者在植物水势概念、变化特征及其对水分、盐碱、气温和太阳辐射量等不同环境因子的响应等方面取得了丰富的研究成果,为相关领域发展积累了许多宝贵经验.目前已有许多关于草原植物叶片水势的研究,但缺乏系统的综述,文章作相...     

宿主不同对丛枝菌根真菌扩繁效应的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在土壤生态系统中发挥着巨大作用,但目前AMF还不能纯培养,只能通过与宿主植物共生的方式扩繁.为研究不同宿主植物对AMF的扩繁效应,本研究选择玉米(Zea mays)、高粱(Sorghum bicolor)、黑麦草(Lolium perenn...     

AMF对观赏植物生长发育影响的研究进展

从植物营养转运、表观形态、光合作用以及非生物胁迫抗性4个方面总结丛枝菌根真菌(AMF)对观赏植物生长发育的影响。分析表明,AMF通过调控营养转运基因的表达和提高观赏植物吸收养分的面积促进观赏植物体内营养元素的积累,改善植物营养吸收;通过提高植物体内叶绿素含量、光合酶活性等提高植物的碳固定能力和改善源-库关系,进而增强植物光合作用效率;通过调控渗透调节物质、抗氧化等酶活性提高植物的抗旱、耐盐碱及高温等抗逆性。今后应进一步研究AMF参与钾离子、叶绿素荧光参数以及胁迫相关转录因子（如GRAS家族、AP2/ERF家族、MYB家族）的调控机制,以探究AMF的共生机制。