外源钙添加量对外生菌根-樟子松共生体苗木及根际土壤的影响

针对辽西北地区干旱缺水、土壤贫瘠、造林成活率低等问题,研究在对樟子松接种外生菌根真菌的基础上施加一定浓度的外源Ca~(2+),目的是研究菌根真菌和Ca~(2+)的互作对樟子松根际微环境改良作用。于生长季节,利用盆栽方法,在种子出苗后人工接种外生菌根菌(ECMF)-褐环乳牛肝菌(Suillus luteus),并施用0 mmol L~(-1)~50 mmol L~(-1) CaCl_2,以不接菌和不加CaCl_2为对照。在苗木生长3个月后,分别测定苗木的菌根侵染率、苗木根际土壤过氧化氢酶等土壤酶活性、根际土壤微生物数量、有效磷含量等土壤指标,评价外源钙和外生菌根菌对樟子松根际土壤的改良作用。结果表明:1)适当浓度的外源Ca~(2+)和外生菌根菌协同能够更好的提高苗木根际土壤酶活性,提高根际土壤养分含量。2)适当浓度的外源Ca~(2+)和外生菌根菌协同能够更好的增加樟子松苗木根际微生物数量,增加根际土壤生物活性。3)适当浓度的外源Ca~(2+)和外生菌根菌协同能够更好的促进樟子松苗木的生长。综上,施加外源钙能够达到改良樟子松苗木的根际土壤,提高土壤生物活性的目的。在苗圃育苗初期或者造林时,在接种外生菌根真菌进行菌根化育苗的同时,施加适当浓度的外源钙来实现改良土壤是可行的。     

间作小麦和接种AM真菌协同提高蚕豆抗枯萎病能力和根际微生物碳代谢活性

【目的】接种丛枝菌根 (arbuscular mycorrhizal,AM) 真菌和间作均是防治蚕豆枯萎病的有效方法,从土壤微生物学角度研究两者协同减轻蚕豆枯萎病的机理,对控制蚕豆枯萎病传播具有重要意义。【方法】利用盆栽试验方法,进行了间作和接种AM真菌摩西管柄囊霉 (Funneliformis mosseae,Fm) 和扭形球囊霉 (Glomus tortuosum,Gt) 试验。设蚕豆单作对照 (MF)、蚕豆小麦间作 (IF)、蚕豆单作接种Fm (MFFm)、蚕豆小麦间作接种Fm (IFFm)、蚕豆单作接种Gt (MFGt)、蚕豆小麦间作接种Gt (IFGt) 6个处理。于蚕豆开花期 (生长70天) 取土壤样品,测定蚕豆幼苗生长、枯萎病发生、根际镰刀菌数量和微生物碳代谢活性。【结果】间作显著增加蚕豆幼苗干重93.0%、降低蚕豆枯萎病病情指数71.4%,接菌显著增加蚕豆幼苗干重55.3%、降低病情指数76.6%,其中接种Fm真菌对蚕豆幼苗干重的影响更大,对病情指数的抑制效果更好。间作接菌显著增加蚕豆幼苗干重100%、降低病情指数89.8%。Biolog微平板测试结果显示,间作提高根际微生物碳代谢活性32.3%;接菌提高微生物活性85.4%;间作接菌提高微生物活性122%。主成分分析结果表明,间作和接菌均明显改变了根际微生物的群落结构,并主要改变了对碳水化合物类、氨基酸和羧酸类碳源的利用。相关性分析结果显示,枯萎病发病率和病情指数与根际镰刀菌数量呈极显著正相关关系,与AWCD值、Shannon多样性指数和丰富度指数均呈极显著负相关。【结论】蚕豆与小麦间作和接菌对抑制蚕豆枯萎病和促进蚕豆生长均具有积极效应,间作显著提高了AM真菌的定殖率,二者协同提高了根际微生物活性,改变了微生物群落结构,并抑制了病原菌增殖,进而控制蚕豆枯萎病发生。     

两种丛枝菌根真菌对黄瓜苗期枯萎病的防效及根系抗病相关酶活性的影响

由尖孢镰刀菌引起的黄瓜枯萎病是设施黄瓜生产的主要障碍之一,丛枝菌根真菌(AM真菌)可以和包括黄瓜在内约80%的维管植物的根系形成菌根共生体,适宜的共生体组合对于寄主的生长与抗病性的提高十分有益。为明确Glomus versiforme与Glomus intraradices两种AM真菌对"津绿3号"黄瓜苗期枯萎病的防治效果。试验采用盆钵培养的方法,研究了两种AM真菌对幼苗生长及其根系3种抗病相关酶活性的影响。结果表明:两种AM真菌均可促进黄瓜幼苗的生长,并能减轻病害,但以G.versiforme的促生及生防作用更显著,接种G.versiforme处理的黄瓜幼苗株高、茎粗、叶面积及干重均显著大于对照,该处理的幼苗病情指数较对照降低26.6%。菌根化黄瓜幼苗抗病性的提高一方面与接种病原菌Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum前幼苗生长健壮有关;另一方面与根系抗病相关酶活性的提前诱导有关。接种F.oxysporum f.sp.cucumerinum前,G.versiforme处理的黄瓜幼苗壮苗指数显著高于G.intraradices处理与对照,分别为G.intraradices处理与对照的1.19倍与1.22倍;G.versiforme处理的黄瓜幼苗根系几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶与PAL酶分别比对照提前2 d、7 d、7 d被诱导,且酶活性分别为对照的1.44倍、2.16倍和92.00倍。     

接种菌根真菌对不同磷效率基因型大豆生长和磷吸收的影响

接种丛枝菌根真菌(AMF)能显著促进大豆生长和对磷的吸收,但不同磷效率基因型大豆对AMF接种的响应还少有报道。为探究接种AMF对不同磷效率基因型大豆生长和磷转运基因表达的影响,以磷高效大豆BX10和磷低效大豆BD2为试验材料进行盆栽试验,设置接菌和不接菌处理,对大豆干重、菌根侵染性状、氮磷养分含量、根系性状,以及菌根诱导的磷转运基因表达进行了分析。结果表明, AMF接种显著促进了大豆的磷吸收,并且接菌效果存在显著的基因型差异,接种AMF显著增加了BD2的地上部干重、磷含量以及植株总磷吸收量,但只增加了BX10的地上部磷含量和总磷吸收量,对植株地上部干重没有显著影响。无论接种与否,BD2的地上部磷含量均显著高于BX10,表明磷低效的BD2具有较高的植株体内磷转运能力。不接菌条件下,两个大豆基因型根系性状无显著差异;接种AMF后BX10的根系体积和根系平均直径均显著高于BD2。BD2的菌根生长反应(MGR)和菌根磷反应(MPR)均显著高于BX10,对菌根依赖性更高。此外,在接菌处理的BD2根系,代表菌根途径磷吸收的磷转运基因GmPT8、GmPT9和GmPT10表达均显著高于BX10;相应地,BD2的总磷吸收量也显著高于BX10。以上结果表明,接种AMF对促进磷低效大豆BD2生长和磷吸收的作用更大,这可能主要是由于BD2菌根途径的磷吸收量较高,体内磷转运效率较高。以上结果将为研究AMF接种对磷吸收的贡献提供理论依据。     

Bt基因导入对侵染丛枝菌根真菌的玉米生长生理及磷转运基因表达的影响

为了分析Bt玉米与常规玉米对接种丛枝菌根真菌响应的异同,本文在接种摩西球囊霉(Funneliformis mosseae)和不接种的条件下,对比分析了两个Bt玉米品种‘5422Bt1’(Bt11)和‘5422CBCL’(Mon810)以及同源常规玉米品种‘5422’根系中丛枝菌根真菌侵染率、磷转运基因的表达量、生长和养分利用状况。结果表明:生长50 d和80 d时,Bt玉米‘5422Bt1’和‘5422CBCL’根系丛枝菌根真菌侵染率显著高于常规玉米‘5422’,分别比‘5422’高13.54%、11.24%和9.83%、6.70%;50 d取样时,接菌和不接菌处理玉米‘5422Bt1’、‘5422CBCL’和‘5422’根系内的磷转运基因表达量均没有显著差异;接菌和不接菌处理下玉米‘5422Bt1’的干重显著高于‘5422CBCL’相应的处理,而与‘5422’没有显著差异;80 d取样时,不接菌处理玉米‘5422Bt1’的根长、根表面积和根体积显著高于‘5422’和‘5422CBCL’不接菌处理。Bt基因的导入主要影响了两个Bt玉米品种(‘5422Bt1’和‘5422CBCL’)苗期(50 d)和成熟期(80 d)的氮素吸收利用,与常规玉米品种‘5422’相比,合成Bt蛋白消耗了部分氮素和磷;3个玉米品种对接种AMF的响应不同,接菌处理提高了‘5422Bt1’和‘5422CBCL’苗期(50 d)和成熟期(80 d)的氮素吸收利用。在磷养分条件满足玉米生长需要的条件下,接种丛枝菌根真菌对Bt玉米磷转运基因表达量和磷的吸收利用没有显著影响。Bt基因的导入以及接种F.mosseae对Bt玉米生长和养分利用的影响与不同转化事件形成的品种特性相关。     

基于野外大田试验的接菌紫穗槐生态修复效应研究

[目的]研究接菌紫穗槐对矿区退化植被的恢复生态效应,以期为丛枝菌根真菌应用于西部干旱半干旱煤矿区生态重建提供理论基础和野外试验基础数据。[方法]以紫穗槐为宿主植物,在野外大田条件下研究接种丛枝菌根真菌和紫穗槐的共生状况,以及对煤矿开采沉陷区植物根际土壤的改良作用。[结果]4a的连续监测结果表明,接菌促进了紫穗槐的生长,接菌紫穗槐成活率比对照高30%以上;接菌紫穗槐菌根侵染率和菌丝密度显著高于对照;接种菌根提高了紫穗槐根际土壤有效磷含量且降低了pH值,取得较好的生态修复效应。[结论]在野外大田条件下,接种菌根真菌能够促进植物—菌根共生关系的形成,改善植物—菌根共生体的营养环境。     

苯并[a]芘污染土壤的丛枝菌根真菌强化植物修复作用研究

研究了种植紫花苜蓿 (MedicagosativaL )在接种和不接种菌根真菌 (GlomuscaledoniumL )情况下对土壤中苯并 [a]芘 (B[a]P)的降解动态。历经 90天的温室盆栽试验表明 ,较高浓度 (10 0mgkg-1)B[a]P能降低菌根真菌对植物根的侵染率。种植紫花苜蓿和接种菌根真菌能促进土壤中可提取态B[a]P的降解 ,在接种情况下 ,有植物时对三种浓度 (1mgkg-1,10mgkg-1,10 0mgkg-1)B[a]P的降解率分别达 86 2 %、86 6 %、5 7 0 % ;而没有植物时B[a]P的降解率为 5 3 5 %、5 3 0 %、33 0 %。不接菌根真菌时的降解率比接菌根真菌的低得多 ,不接种菌根真菌时 ,有植物的B[a]P降解率分别达 75 9%、77 7%、5 3 4 % ;而不种植物的降解率分别为 5 4 9%、5 2 6 %、34 1% ,低、中浓度 (1mgkg-1,10mgkg-1)两处理的降解率明显地高于高浓度处理(p <0 0 5 )。B[a]P添加对土壤中多酚氧化酶活性有较大的影响 ,特别是高浓度B[a]P处理土壤的酶活性明显地低于其它三个处理 ,接种菌根真菌能够提高土壤中的酶活性 ,从而促进了土壤中B[a]P的降解。     

丛枝菌根真菌对镉污染土壤中黑麦草幼苗生长的影响

通过不同浓度的镉污染土壤接种丛枝菌根真菌的黑麦草盆栽试验,研究了丛枝菌根真菌对镉污染条件下黑麦草幼苗生长的影响。结果表明:重度镉污染(Cd2+:180 mg/kg)条件下,Glomus mosseae对黑麦草根系的侵染率仍达到30.23%,对黑麦草的生长有较好的促进作用;丛枝菌根在一定程度上缓解了镉污染对黑麦草株高、根长和生物量积累的抑制;镉污染显著降低黑麦草叶片的叶绿素含量,叶绿素a在重度镉污染时下降幅度最大,不接种丛枝菌根真菌的黑麦草较对照下降37.9%,而接种的黑麦草下降26.7%,接种菌根真菌在中重度镉污染条件下显著提高了黑麦草叶片的叶绿素含量;重度镉污染下接种和不接种的黑麦草根系活力都开始显著下降,但接种植株根系活力下降的幅度小于不接种植株。     

两株细菌与丛枝菌根真菌联合接种对红壤中DEHP降解的影响

采用绿豆为供试植物,通过温室盆栽试验研究接种邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)降解菌与丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌对DEHP污染土壤的修复作用以及对植物生长的影响。试验土壤中添加DEHP浓度为100mg kg-1,试验设AM真菌Acaulospora 90034、降解菌Bacillus sp.DW1和Gordonasp.DH3单独接种以及互相组合的联合接种处理,同时设置不接种的对照处理(CK)。苗后60d收获植株。结果表明,AM真菌能很好地侵染绿豆的根系。菌根侵染提高了绿豆植株的干重,同时也促进了绿豆的磷营养,但接种DW1与DH3对菌根侵染率与绿豆生长都没有显著影响。三种菌剂无论是单独或者联合接种都能显著促进土壤中DEHP的降解,但三种菌剂同时接种对DEHP的降解能起到最好的协同作用。同时,接种AM真菌也减少了DEHP在绿豆地上部分的累积,这些都为DEHP污染农田土壤的生物修复提供了理论依据。     

生物炭和AM真菌配施对连作辣椒生长和土壤养分的影响

研究生物炭和丛枝菌根(arbuscularmycorrhizal,AM)真菌对连作辣椒生长和土壤养分的影响,可为辣椒连作土壤改良和新型肥料的开发提供理论依据。采用温室盆栽试验,设置4个生物炭添加水平(0、1%、2%、3%), 2个接菌水平[接菌(+AM)和不接菌(-AM)]。辣椒生长60 d后收获并测定其生理指标、土壤酶活性及土壤养分含量。结果表明,施加生物炭和接种AM真菌处理促进了连作辣椒的生长,提高了辣椒叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量。接种AM真菌对辣椒的促生效果弱于生物炭,而生物炭和AM真菌配施的促生效果最佳。接种AM真菌促进辣椒对P吸收的效果优于生物炭;但对于K吸收来说,施加生物炭的效果优于接菌。生物炭(3%)和AM真菌配施条件下,辣椒根部N、P、K含量分别较对照(0生物炭和-AM处理)显著提高74.04%、106.42%和78.82%。生物炭(3%)与AM真菌配施处理菌根侵染效果最佳,侵染率高达58.96%,较0生物炭+AM处理提高41.59%。土壤pH随生物炭添加量的增加呈增加趋势,但差异不显著。土壤脲酶、蔗糖酶活性随生物炭添加量的增加呈增加趋势,且差异显著,接种AM真菌处理对其影响不显著。土壤速效钾、有效磷、有机质含量随生物炭添加量的增加而增加,接种AM真菌对土壤有机质含量、阳离子交换量(CEC)无显著影响。土壤速效钾、有效磷、碱解氮含量均在生物炭(3%)和AM真菌配施条件下达最大。与单一处理相比,生物炭和AM真菌配施在促进连作辣椒生长、改善连作土壤养分方面具有显著的协同增效作用,尤其是3%生物炭与AM真菌配施条件下效果最佳。