木霉菌提高植物抵御非生物胁迫能力的研究进展

木霉菌是自然界中广泛存在的丝状真菌,主要分布于植物、植物残体、根际和土壤中,通过强势定植与植物建立密切联系,固定养分实现增殖,同时刺激植物生长和释放诱发植物局部和系统防御反应的化合物,缓解非生物胁迫对植物造成的伤害。木霉菌作为一种有益土壤微生物,安全高效、生长迅速、适应能力强,在促进植物生长方面发挥重要的作用。本文综述了干旱、盐碱、重金属等非生物胁迫下木霉菌对植物的促生作用以及相关的研究进展,为研究植物抗逆性提供了新的思路和方向。     

土壤微塑料影响植物生长的因素与机制研究进展

土壤中的微塑料可通过多种方式影响植物生长,并且其在植物体内积累会最终通过食物链进入人体,厘清微塑料对植物生长的影响及机制,有助于系统掌握其在土壤-植物体系中的环境行为。微塑料的赋存状态和理化特征均可影响其对植物的作用效果,本文从粒径、形状、浓度、种类、塑料添加剂和老化程度等方面,梳理了土壤微塑料影响植物生长的主要因素及作用机制,并对未来研究的重点内容提出展望,以期为进一步明晰微塑料对土壤生态系统的影响提供参考。     

植物根际分泌物与土壤微生物互作关系的机制研究进展

近年来对土壤微生物和植物之间互作关系的研究越来越受到关注,植物的根际分泌物直接或间接的影响了根际微生物群落结构,同样,根际微生物也以各种不同方式影响着植物根际的土壤理化性质、根际分泌物释放、土壤物质循环等。本文从根际有益微生物对植物生长发育的促进作用以及植物根际分泌物对土壤微生物多样性的影响这两方面对土壤根际微生物与植物之间相互影响的途径与机制进行了综述。     

根表功能细菌生物膜及其在土壤有机污染控制与修复中的潜在应用价值

土壤中的有机污染物可从根系进入植物体内,并可进一步通过食物链富集,从而威胁人群健康。植物根际微生物种类繁多、数量巨大,其中很多根际细菌可通过成膜作用在植物根表形成细菌生物膜,协助植物抵抗外界的不良环境或促进植物生长。有机污染物在被植物根系吸收的过程中,多需经过根表细菌生物膜这一特殊界面。综述了根际细菌在植物根表的成膜作用,以及根表功能细菌生物膜对污染物根际环境过程的影响及作用机理,分析了利用根表功能细菌生物膜调控植物吸收有机污染物的可行性,试图为防治土壤有机污染、降低作物污染风险、保障农产品安全等提供理论依据。     

上海闵行地区狗牙根草坪草与藓类植物生长小环境因子的比较分析

研究狗牙根(Cynodon)草坪中藓类植物与狗牙根草坪草生长的小环境因子的差异,有利于狗牙根草坪中藓类植物的防治。于2013年至2014年采用配对取样法,分析了着生狗牙根草坪草的土壤(简称"狗牙根土壤")和着生藓类植物的土壤(简称"藓类土壤")中的相对含水量、电导率、pH值以及土壤和狗牙根及藓类植物体中的23种无机元素的相对含量和9种环境污染元素(7种重金属元素、Al和As)的绝对含量。分析结果表明,大雨后6d内藓类土壤的相对含水量(24.7%)均高于狗牙根土壤(23.5%);藓类土壤的pH值(7.93)显著低于狗牙根土壤(8.03);2类土壤的提取液的电导率(EC)没有显著差异。9种环境污染元素的绝对含量以藓类土壤(6.7~10 608.5mg/kg)和藓类植物(2.3~1 906.6mg/kg)中的Al离子和Fe、Zn、Cr、Cu及Ni重金属离子分别显著高于狗牙根土壤(1.4~2 730.9mg/kg)和狗牙根植物(0.16~80.5mg/kg);藓类植物体内的Pb(3.4mg/kg)含量显著高于狗牙根草坪草(0.2mg/kg),而在2类土壤中含量几乎为零;狗牙根草坪草中检测到Cl、Br元素相对含量为分别8.5%和0.2%,但在藓类植物体和2类土壤中均未检测到;藓类植物体中检测到Ti、Sr、Cu、Cr、Ni、Zr元素,而狗牙根草坪草中未含有这6种元素。由结果推测,在碱性土壤上具有相对较高的含水量、较低的pH值、相对较高的重金属和Al等环境污染元素含量和极低的Br、Cl元素含量,有利于藓类植物的滋生和生长。通过改善草坪坪床结构,使之有利于排水,可以削弱藓类植物的长势。而要根治狗牙根草坪上的藓类植物还需要根据化学元素的分析结果,进一步进行化学防治技术的研究。     

施用沼液和接种丛枝菌根真菌对甘草生长及重金属累积的影响

甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch)是一种重要的补益中草药。由于野生甘草面临过度采撷和资源耗竭,人工种植甘草规模日益扩大,发展低耗高效的甘草种植技术成为迫切需要。通过盆栽试验考查了不同沼液添加水平(沼液/去离子水体积比:10/0、9/1、5/5、1/9及0/10)下,接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌Rhizophagus intraradices对甘草生长及重金属累积的影响。试验结果表明,AM真菌能够对甘草根系形成良好侵染,菌根侵染率在25.0%~48.4%之间。AM真菌对甘草表现出显著促生作用,接种处理使植株生物量、磷浓度及叶片叶绿素含量分别提高了171%~271%、64%~143%和98%~127%。施用沼液显著提高了植株磷浓度和叶片叶绿素含量,在提高土壤有机质含量和土壤全磷的同时,也增加了植物及土壤铬、铜和铅浓度。在沼液稀释比为10/0和9/1水平下,植物铬、铜和铅浓度超标,而接种AM真菌显著降低了植株重金属浓度至安全阈值以内。施用沼液同时接种AM真菌可在促进甘草生长的同时保障甘草品质,因而在甘草人工种植中具有潜在应用价值。     

miRNA在植物适应土壤胁迫中的作用

基本养分缺乏和含有有毒元素的土壤全球范围内广泛存在,严重影响作物生产。为了减少土壤胁迫的伤害,植物进化了适应不良土壤环境的机制。研究发现植物miRNA在植物适应土壤胁迫中具有重要作用。总结了在植物响应土壤养分缺乏胁迫和土壤元素毒害胁迫中植物miRNA的作用,强调植物miRNA在胁迫响应调控网络中的作用,提出改良植物不良土壤适应能力的思路。     

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。     

Mapping stressed wheat plants by soil aluminum effect using C-band SAR images: implications for plant growth and grain quality

Precision Agriculture - Under toxic aluminum (Al) levels in the soil, wheat (Triticum aestivum L.) suffers stress and plant growth is affected. A method for diagnosis of plants is proposed that...     

两种土壤中钙镁磷钾向根系的运移机理

 于人工气候室盆栽试验研究了黄绵土和垆土中钙镁磷钾向根系运移中质流和扩散的相对重要性。结果表明，小麦、玉米和大豆根-土系统Ca、Mg的运移以质流为主，质流养分量为作物吸收量的数倍至数十倍；P、K的运移以扩散为主，扩散对吸收量的贡献率P通常为90%以上，且此贡献率基本不受作物种类、生育期及土壤水分、大气蒸发力等环境条件的影响；苗期扩散K占吸收量的90%以上，但在土壤含水量高的小麦生长盛期，其扩散贡献率可降低到70%左右，说明作物钾供应质流时常也有较大的作用。     

酸性土壤植物磷铝互作研究进展

铝毒和缺磷是酸性土壤上作物生产的2个主要限制因子,解决酸性土壤铝毒和缺磷问题是提高作物产量及保障粮食安全的重要途径。酸性土壤中铝毒和缺磷经常共存,磷与铝在土壤、根-土界面和植物体内关系密切,其相互作用对植物生长发育具有重要影响。该文总结了酸性土壤中铝的存在形式、磷的现状及存在形式,简述了近年来磷与铝元素交互作用对植物生长发育的影响,并对进一步的研究作了展望。     

植物氮磷营养的长距离信号转导

植物应对土壤多变的营养环境需整合和协调地上部和根系的养分感知信息，通过精细而复杂的信号转导机制，调控植物养分应答和生长发育进程。长距离信号转导机制的实现需经由维管系统进行信号分子的长距离运输(故称长距离信号)。在众多矿质营养元素中，氮和磷是限制植物生产力的主要元素。研究表明，蛋白质、小肽和microRNAs等多种分子均可作为长距离信号分子参与调控系统性氮磷信号转导。本文总结了目前鉴定到的氮磷营养长距离信号分子及相关信号转导机制，概述了光对氮磷长距离信号转导的影响，并对长距离信号未来研究方向进行了展望。     

植物占位立体营养调控研究

目的:分析研究植物占位立体空间营养及其调控。方法:以4种不同玉米田间种植型式为素材,采用系统分析的方法。结果:群体作物密植过程中,植物占位立体空间与光、热、水、气(CO2)、肥(矿质元素)同是影响植物生长发育和群体产量的要素;是植物存活和生长发育冠层营养和土体营养的承载依托;可以用植物单株内切圆面积或单株内切圆冠层圆柱体和根系土体的圆柱体体积大小对群体作物的营养状况进行量化比较。结论:人类可通过植物田间株、行距调节和采用不同田间配置型式对植物占位立体空间营养进行调控。     

Polyaspartic acid mediates the absorption and translocation of mineral elements in tomato seedlings under combined copper and cadmium stress

Polyaspartic acid(PASP)is a nontoxic,biodegradable,environmentally friendly polymer and is widely used as a fertilizer synergist in agricultural production.In many old orchards and vegetable gardens,highly fertile soil is often accompanied by severe heavy metal contamination.The present study was designed to investigate mineral element interactions mediated by PASP under copper(Cu)+cadmium(Cd)combined stress to provide reasonable suggestions for scientific fertilization.A pot experiment was conducted in which tomato seedlings served as plant materials.A concentration of 700 mgPASP and foliar spraying application methods were selected based on previous experiments.Four treatments were applied:normal soil(control(CK)),Cu+Cd(combined stress),Cu+Cd+PASP,and normal soil+PASP.The plant biomass,root activity,and mineral elements were measured,and these data were analyzed by Data Processing System(DPS)statistical software.The results showed that,under Cu+Cd combined stress,PASP promoted stem diameter growth,root activity and chlorophyll content and ultimately increased the biomass of tomato seedlings to different degrees.Moreover,the content of both Cu and Cd and their individual accumulation in plants decreased.PASP increased the distribution of Cu and Cd in the roots under Cu+Cd combined stress,and the translocation ability from the roots to shoots was significantly restricted.With respect to essential elements,PASP promoted mainly the absorption and translocation of potassium(K),calcium(Ca),and magnesium(Mg),which greatly exerted physiological roles.However,the variation trends of Cu and Cd under normal soil conditions contrasted with those under stress conditions.With respect to essential elements other than K,Ca,and Mg,PASP mostly restrained their absorption but promoted their translocation.The regulatory mechanism of PASP differed between the combined stress conditions and normal soil conditions.Under the combined stress conditions,PASP seemed to mainly promote these advantageous factors that exert physiological regulatory functions.Under normal soil conditions,PASP mainly acted as a biological stimulant or signaling molecule for increased nutrient efficiency,which caused greater biomass productivity.     

Understanding the biochar's role in ameliorating soil acidity

Extensive acidic soils, which suffer from accelerated soil acidification, are found in southern China. Soil acidity, aluminum toxicity, and nutrient deficiencies severely limited crop productivity in acidic soils. It has been widely reported that crop residue biochars can ameliorate acidic soils and increase crop productivity. Here, we summarized the positive effects and mechanisms involved in the correction of soil acidity, the alleviation of aluminum toxicity and the increase of soil pH buffering capacity by crop residue biochars. The carbonate, oxygen-containing functional groups and silicates in biochars are the major components responsible for their efficacy in amending acidic soils and resisting soil re-acidification. We conclude that application of crop residue biochars may be a better option than traditional liming to ameliorate acidic soils. Nonetheless, further researches into soil acidification are still required to address some issues that are controversial and poorly understood.     

丛枝菌根真菌修复重金属污染土壤及增强植物耐性研究进展

丛枝菌根真菌（AMF）作为一种能与大多数植物共生的土壤有益菌,其与植物共生形成的菌根体系在提高植物重金属耐性、强化植物修复重金属污染方面发挥着重要作用。为系统阐述AMF在重金属污染土壤中的作用及其增强植物耐性的机制,本文综述了AMF在植物生长及环境治理方面的应用,着重对其在重金属修复方面的效果进行讨论,并总结了其增强植物重金属耐性的机制（生长稀释及限制吸收作用、抗氧化机制、螯合重金属机制、吸附固持重金属机制）,以期为AMF在重金属污染环境中的应用提供科学和理论支撑。     

植物根际促生菌作用机制的研究进展

常年施用化肥会对土壤、大气以及水体等产生有害影响,不符合我国农业发展的绿色环保理念。植物根际促生菌（Plant Growth Promoting Rhizobacteria,PGPR）广泛生存在植物根际,是具有生防并起促生作用的有益微生物菌群,对作物生长发挥重要作用,正逐步成为目前的研究热点。本文回顾了PGPR促进植物生长的机制,包括直接促进植物生长作用及间接控制病原菌作用。同时,综述了PGPR菌剂的应用状况。最后,对PGPR的研究重点进行了展望,以期为PGPR生物肥料的研发与应用提供理论支持。     

有机,无机改良剂对酸性硫酸盐土化学动力学与水稻生长的影响

研究了稻秆、碳酸钙和二氧化锰改良剂对淹水的酸性硫酸盐土的电化学、化学动力学、水稻生长及产量的影响. 施用稻秆(干土重的0.25％)显著影响土壤的还原作用.高浓度的亚铁使水稻前期生长受阻;但亚铁的浓度随后逐渐降低,水稻生长繁茂,谷粒和茎秆产量反较高,植株的含钾量也增高. 加入酸酸钙(相当于干土重的0.25％)明显提高了土壤的pH值,降低土壤的Eh和EC值,并显著降低了水溶性亚铁、亚锰和铝的浓度.碳酸钙或碳酸钙加二氧化锰的处理,都能降低土壤溶液中亚铁的浓度,显著增加稻谷和稻杆的产量,此外,这两种处理都会降低生长前期植株中锌的含量. 加入二氧化锰(干土重的0.005％),使土壤溶液中的亚锰量增多,植株的铁锰比率降低,水稻产量比对照显著增加. 研究结果表明,稻杆是一种改良酸性硫酸盐土较经济的改良剂,其价值值得进一步研究.     

多组学分析在解淀粉芽孢杆菌相关功能机制研究中的应用进展

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)具有多种有益生物学特性,可产生多种抗菌活性物质,具有重要的生理生化功能,如生物膜形成与定殖、促进植物生长、诱导植物产生耐盐性等。综述了基因组、转录组和蛋白质组等多组学分析方法在解淀粉芽孢杆菌的抗菌活性、定殖、促生、植物耐盐性诱导等方面的研究进展。