AM真菌对箭筈豌豆响应豌豆蚜取食的影响

豌豆蚜（Acyrthosiphon pisum）是危害箭筈豌豆的重要害虫,利用共生微生物的定殖可有效控制其危害。本研究以兰箭3号春箭筈豌豆（Vicia sativa Lanjian No.3）为试验材料,在温室条件下探究丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌扭形球囊霉（Glomus tortuosum）是否可以影响箭筈豌豆对豌豆蚜的响应。结果发现：接种扭形球囊霉后豌豆蚜存活率显著低于未接种（NM）处理。扭形球囊霉显著促进了箭筈豌豆生长及氮（nitrogen,N）、磷（phosphorus,P）吸收,调节植物防御信号物质合成。菌根植物的茎叶干重、根干重、根长及根系面积分别较对照提高53.98%,179.69%,24.34%和38.85%;地上及地下N含量、地下P含量分别增加50.62%,113.07%和62.42%;AM真菌提高植物超氧化物歧化酶活性48.64%,过氧化物酶活性72.04%,AM真菌与蚜虫互作,植物多酚氧化酶等防御酶活性提高20~30倍;脱落酸含量降低19.53%,茉莉酸、水杨酸含量和胰蛋白酶抑制剂活性分别增加52.74%,3.44%和95.95%。扭形球囊霉能够有效抑制豌豆蚜的存活,显著促进植株生长和养分吸收,调控植物抗逆指标,提高其抗虫性,因此可作为箭筈豌豆虫害防治潜在的生防菌剂。     

箭筈豌豆炭疽病病原菌分离鉴定

箭筈豌豆炭疽病是一类重要的真菌性病害。采用形态学特征观察结合基于内转录间隔区(ITS)、肌动蛋白(ACT)、几丁质酶(CHS1)和3-磷酸甘油醛脱氢酶(GADPH) 4个基因序列的多基因系统发育分析方法来鉴定甘肃夏河箭筈豌豆炭疽病的病原菌。结果表明,菌株WQ在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基上的菌落平坦,正面为深灰色-橄榄色至橄榄色-黑色,边缘菌丝白色,背面灰色-橄榄色至铁灰色。分生孢子单胞透明,大小为(17.5~25.0) μm×(3.75~5.00) μm,略呈镰刀形。菌株WQ与编号为CBS 128.57的菌株同源性最高,在70%水平上聚为一支。病原菌可以通过伤口侵染箭筈豌豆叶片。确定箭筈豌豆炭疽病病原菌为菠菜炭疽菌,这是箭筈豌豆菠菜炭疽菌在中国的首次报道。寄主范围测定结果表明,病原菌对红豆草和燕麦均具有强致病性,对4个品种的箭筈豌豆具有中等致病性,对苜蓿和三叶草的致病性最低,而对黑麦草无致病性。     

箭筈豌豆真菌病害研究进展

箭筈豌豆是一年生野豌豆属植物,也是野豌豆属的重要栽培种。截止2015年年底,世界范围内箭筈豌豆真菌病害共有14种,分布于28个国家或地区,茎叶部病害、根部病害和系统性病害分别有10种(黑腐病、炭疽病等)、3种(丝囊霉根腐病、镰孢根腐病、腐霉病)和1种(黄萎病)。这些病害中,链格孢黑斑病、丝囊霉病、腐霉病、黄萎病4种病害仅在国外报道。附球菌叶斑病和葡柄霉叶斑病两种病害仅在我国发生。我国共10种病害,在10个省区有报道,其中病害发生数最多的地区为甘肃(8种),其次为云南(6种)。箭筈豌豆的真菌性病原共有43种,25种为半知菌,占总数的58%,其余为7种子囊菌、6种担子菌、5种鞭毛菌,分别占总数的16%,14%和12%。43种病原真菌中,有15种真菌引起的病害仅在国外报道,有7种真菌引起病害仅在我国报道。还有7种真菌只在箭筈豌豆上发现,再无其他寄主报道。另外,我国还在箭筈豌豆种子上检测出6种种带真菌,其中4种均能不同程度地降低箭筈豌豆种子的萌发和幼苗的生长。国内外对箭筈豌豆真菌病害的危害程度、发生规律和防治等方面研究较少,主要集中在炭疽病、白粉病、锈病、灰斑病等几种病害上。随着箭筈豌豆栽培面积和需求的扩大,应该关注影响我国箭筈豌豆生产的主要真菌病害,在确定病原真菌的基础上,加深对病原真菌发生规律的研究,制定出有效的防治策略。     

温度和水分对箭筈豌豆幼苗生长的影响

试验研究了温度和土壤水分交互效应对兰箭2号箭筈豌豆(Vicia sativa ‘lanjian No.2’)幼苗生长的影响,确定了其苗期适宜生长温度和需水状况。设定5个土壤含水量(90% FMC、80% FMC、70% FMC、60% FMC、50% FMC,FMC为田间最大持水量),4个生长温度(10、15、20、25 ℃),共20个处理。结果表明,箭筈豌豆在苗期受温度和水分影响作用显著, 80% FMC和90% FMC水分条件均不利于箭筈豌豆幼苗生长,与70% FMC相比,80% FMC和90% FMC时,在10、15、20和25 ℃条件下,箭筈豌豆出苗率和总生物量干质量均显著下降(P0.05)。70% FMC水分条件和20 ℃时箭筈豌豆幼苗生长发育最好,其出苗率最高(96.87%),总生物量干质量最大(3.083 3 g),与其他各处理间差异显著(P0.05)。因此,幼苗出土后,土壤含水量保持在50% FMC～70% FMC,外界环境温度控制在15～20 ℃,对箭筈豌豆幼苗生长最有利。     

箭筈豌豆引种试验

通过引种试验,发现箭筈豌豆适应重庆冬季的气候,鲜草产量和营养价值也较高,尤其是对改善农田土壤生态环境具有重要的意义,值得大面积推广利用.     

光照对箭筈豌豆及其子代生长和繁殖特性的影响

光照不仅会影响植物自身的生长,也可能会对其子代的生长具有潜在作用。以箭筈豌豆品种兰箭1号和兰箭3号为材料,分析遮荫和自然光照下箭筈豌豆及其子代的生长特性。结果表明:光照对箭筈豌豆生长和繁殖特性的影响因基因型而异。与光照条件相比,遮荫显著降低兰箭1号生物量及茎叶比,但对繁殖分配的比例影响不显著。与此相反,遮荫对兰箭3号的生长与繁殖无显著影响;母本光照环境对箭筈豌豆子代生长特性具有一定程度的影响,且这种影响因子代植株生长的光照环境而异。当子代在遮荫环境下,母本环境显著影响兰箭1号分枝数、地上生物量、总生物量、地上/地下生物量以及兰箭3号的分枝数。但当子代在光照环境下生长时,除兰箭3号分枝数外,其他生长特性均不受母本环境影响。     

根瘤菌对箭筈豌豆结瘤固氮的影响

在温室中低氮营养液培养条件下,用3株不同根瘤菌菌株(CCBAU01069、CCBAU01085和J3)对3个箭筈豌豆(Vicia sativa)品种进行结瘤固氮效果的研究,旨在从中筛选出与箭筈豌豆植株共生匹配最佳的有效根瘤菌菌株,为箭筈豌豆菌肥的研制奠定试验基础。结果表明,与不接菌处理相比,根瘤菌接种可显著促进箭筈豌豆的单株株高、根长、根瘤数、根瘤鲜重、植株全氮含量以及固氮酶活性,所用菌株以CCBAU01069促生,固氮效果最佳。     

盐分胁迫下箭筈豌豆生长前期生物量的变化

利用盆栽试验模似复合盐十个不同梯度，按期对箭豆幼苗灌溉5次后，观察幼苗生长状况，测定地上地下生物量等指标说明：箭豆属中等耐盐牧草，用0～0．6g／100ml的盐溶液灌溉5次即土壤总含盐量＜0．3％时，幼苗可正常生长；用0．9～1．8g／100ml盐溶液灌溉5次即土壤总含盐量在0．41～0．75％时，对幼苗的生长出现不同程度的抑制作用，但对地上生物量影响尚不显著；用2．1～2．7g／100ml盐溶液灌溉5次即土壤总含盐量在0．87～1．09％时，对幼苗生长有显著危害，甚至造成幼苗死亡。同时在生理耐盐极限范围内，箭豆对较高土壤盐分含量会产生适应性生理调节，植株含水量减少，积累干物质量相对增加。     

AM真菌对百合生长和生理特性的影响

以冷藏处理的百合种球为试材,采用盆栽的方法,研究了接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae)及地表球囊霉(G. versiforme)和G. mosseae+G. versiforme的混合菌种对百合种球生长及生理生化特性的影响。结果表明,单一、混合接种真菌摩西球囊霉和地表球囊霉菌种均促进百合的生长,百合株高、茎粗、地上部分干重、地下部分干重和叶表面积有明显增加,与对照之间存在显著差异;接菌处理后,接种混合菌种的百合根系侵染率最高;与对照相比,接种混合菌种能够显著提高百合叶片中叶绿素含量、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶含量。接菌百合的丙二醛含量比对照降低30%,可溶性蛋白、可溶性糖含量分别比对照提高了25%和46%,表明AM真菌可减轻膜脂氧化的伤害,减少植株体内RNA降解酶,增强非酶促防御系统能力,增强植物细胞的保水能力。此外,接种AM菌对叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度具有显著的促进作用,百合生长量增加;对百合生长指标和生理特性各指标的影响均以混合菌种接种效果最佳,且接种混合菌种显著高于单一菌种,两菌种间差异不明显。从综合接种效应来看,摩西球囊霉、地表球囊霉均是培育百合菌根苗优良备选菌株,而在条件允许下混合接种G. mosseae+G. versiforme对百合花卉生长更为有利。     

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。     

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。     

AM真菌提高宿主植物耐受重金属胁迫的生理机制

本文围绕重金属胁迫条件下丛枝菌根（AM）真菌的生理生态响应特征,从生理和分子水平上综述AM真菌对重金属离子吸收和控制的机理：1）AM真菌菌丝的吸附作用减缓重金属向植物地上部分的迁移,从而达到保护植物免受重金属毒害的目的;2）AM真菌的菌丝体分泌物与重金属之间的螯合作用;3）AM真菌促进宿主植物对矿质营养元素的吸收;4）调节重金属在宿主植物地上部分和地下部分的分布;5）AM真菌调节宿主植物体内抗氧化酶的活性和内源激素的水平;6）AM真菌调节参与吸收和转运重金属离子的基因的表达。综上所述,本文提出在广泛调查、筛选超累积菌根植物的基础上,不断探索植物－微生物－菌根复合体的修复机制,并结合基因工程技术,以促进重金属污染土壤的生物修复。     

草地生态系统丛枝菌根真菌多样性研究进展

在描述丛枝菌根真菌在草地生态系统中的功能和作用的基础上,阐述了丛枝菌根真菌的多样性及影响其多样性的因素。指出丛枝菌根真菌是草地生态系统中不可忽视的组成部分,在草原退化植被的恢复重建中起重要作用。为草地生态恢复以及资源合理开发利用提供参考。     

丛枝菌根真菌与个体植物的关系及其对群落生产力和物种多样性的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是陆地生态系统的重要组成部分,能够与大约80%的陆地植物种类形成AMF-植物共生体。AMF能够影响个体植物的养分吸收,调节物种间的相互作用和植被更新,进而对群落生产力和物种多样性产生重要影响。为了把握AMF与个体植物、植物种间作用以及植物群落关系的研究现状,阐明AMF对群落生产力和物种多样性的作用机制,本研究拟从以下几个方面进行论述。首先,分析了物种水平上AMF与植物间的共生关系及其影响因素,提出预测AMF在不同土壤磷水平下对植物生长影响的概念模型。其次,总结了AMF对植物种间相互作用关系以及幼苗定植的影响。最后,分析了AMF对群落生产力和物种多样性的作用机制,提出相应的预测模型。对于实际生产,本文的研究结果能够应用到牧草生产和草地管理中,为利用人工草地土壤中AMF的养分吸收功能和天然草地的多样性保育及稳定性维持提供了科学根据。对于学术研究,本文综合了国内外最新研究进展,分析了当前研究中存在的科学问题,并对今后的研究方向进行了展望。     

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。     

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。