Influence of arbuscular mycorrhizal fungi on storage metabolites,mineral nutrition,and nitrogen-assimilating enzymes in potato (Solanum tuberosum L.) plant

Mycorrhizae are fungal symbionts forming mutualistic relationship with plant roots. In this study, surface-sterilized potato tubers were sown in earthen pots filled with sterile soil. Half of the pots were inoculated with sterilized arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) spores and sterilized inoculated maize root fragments, and another half without any AMF inoculation representing control. Inoculation was done twice 3 days before sowing the tubers and on the onset of seedling emergence. Plants, along with their controls, were sampled at 20-day intervals upto 80 days after tuber initiation. The tubers of potato are shown to present a higher level of metabolites and mineral nutrition in the mycorrhizal inoculated compared to the non-inoculated. The results showed that AMF has a potential in enhancing potato production by increasing the storage metabolites, mineral nutrition in tubers and nitrogen assimilating enzymes in plant.     

Arbuscular mycorrhizal fungi diversity associated with two halophytes Lycium barbarum L. and Elaeagnus angustifolia L. in Ningxia,China

The Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) community in saline soils of Ningxia, China, was rarely reported. Soils in the rhizosphere of two important food plants, Lycium barbarum L. (Goji) and Elaeagnus angustifolia L. (Oleaster), were sampled from Ningxia (Goji from Huinong, HNGQ; Goji from Yinchuan, YCGQ; Oleaster from Yinchuan, YCSZ) to investigate the AMF community. Thirty-three AMF species from 11 genera were identified in total. The dominant family and genera were Glomeraceae, Acaulospora and Glomus, respectively. Septoglomus constrictum was the most abundant species. The AMF community composition of Goji was different from that of Oleaster (R = 0.26, p < 0.05), while the AMF community from Huinong differed from Yinchuan (R = 1.0, p = 0.01). These findings suggest a high AMF diversity in Ningxia saline soils and the effect of host plant identity on AMF community composition. Furthermore, the AMF diversity index positively correlated with available potassium (AK), available phosphorus (AP), available nitrogen (AN) and organic matter (OM), but negatively correlated with electric conductivity (EC). This result demonstrated that a high level of salinity might reduce soil fertility and AMF diversity. The saline area with high diversity of the AMF community in Ningxia is promising for screening AMF isolates for utilization in crop production.     

干旱胁迫下丛枝菌根对大豆抗氧化代谢及根围微生物的影响

丛枝菌根真菌(AMF)可促进作物营养吸收和提高抗逆性,成为寄主抵御干旱胁迫的有效途径。为探明AMF提高大豆抗旱性的机制,以‘桂春豆103’为材料接种幼套近明囊霉(Claroideoglomus etunicatum,简写为C.e),研究干旱条件下C.e对田间大豆叶抗氧化酶及根围土中C/N/P循环相关酶活性等的影响,并用变性梯度凝胶电泳等方法探索土壤微生物群落结构的变化。结果表明:干旱处理前,接种C.e(+AM)处理大豆SOD、POD活性及游离脯氨酸(FP)含量,磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性,土壤细菌、真菌和放线菌数量及物种多样性、丰富度和群落均匀度指数,大豆生物量和株高均显著高于(-AM)处理(P0.05),MDA含量显著降低(P0.05)。干旱(D)处理后,+AM+D处理的上述各项指标,除MDA含量比-AM+D或+AM处理分别显著降低或升高(P0.05),FP含量比两处理显著提高(P0.05)外,其余指标值及细菌和真菌r DNA条带数均比-AM+D处理显著升高,比+AM处理显著下降(P0.05)。-AM+D与-AM处理的细菌和真菌群落均分别聚类于两不同分支,+AM与+AM+D处理聚于同一分支。可见,+AM+D处理能显著促进大豆抗氧化酶系统活性,维持较强的活性氧清除和渗透调节能力,缓解干旱对土壤酶活性的抑制,保持较高的细胞膜稳定性、土壤微生物数量和群落多样性,有利于C/N/P循环转化,提高抗旱性,最终促进大豆生长。本研究可为促进农业生态系统可持续发展奠定基础。     

长期保护性耕作对丛枝菌根真菌多样性的影响

为了明确我国北方干旱地区长期保护性耕作以及深松对丛枝菌根真菌(AMF)多样性的影响,笔者于2014年在山西省临汾市连续22年实施保护性耕作的长期定位试验基地,针对免耕覆盖(NTS)、深松免耕覆盖(SNTS)及传统耕作(TT)3种处理方式,进行了不同耕作条件下土壤AMF物种丰度、孢子密度、Shannon多样性指数以及AMF侵染率等因素的比较研究。结果显示,长期保护性耕作(NTS和SNTS)共分离鉴定出AMF 7属9种,其中根孢囊霉属(Rhizophagus)和斗管囊霉属(Funneliformis)各2种,球囊霉属(Glomus)、近明球囊霉属(Claroideoglomus)、无梗囊霉属(Acaulospora)、硬囊霉属(Sclerocystis)和隔球囊霉属(Septoglomus)各1种;而传统耕作(TT)共分离鉴定出AMF 6属8种,没有检测到无梗囊霉属。NTS、SNTS和TT处理在不同土层的AMF优势种基本一致,0~40 cm土层为摩西斗管囊霉(Fu.mosseae)和变形球囊霉(G.versiforme),40~80 cm土层为摩西斗管囊霉、变形球囊霉和聚丛根孢囊霉(Rh.aggregatum),80~120 cm土层为聚丛根孢囊霉,120 cm土层以下只有NTS和SNTS处理中存在聚丛根孢囊霉,说明保护性耕作措施促进了AMF向土壤深层发展。NTS和SNTS处理在同一土层的AMF物种丰度、孢子密度和Shannon多样性指数均高于TT处理,SNTS处理高于NTS处理。同一耕作措施不同土层的AMF物种丰度、孢子密度和Shannon多样性指数均随土层加深而逐渐降低;NTS和SNTS处理在小麦各生育期的丛枝侵染率和孢子密度均高于TT处理;各处理在小麦拔节期的AMF侵染率最高,分别为14.9%、16.1%和10.6%,而在收获期的土壤孢子密度最高,分别为111.7个·(100g)~(-1)、125.0个·(100g)~(-1)和90.3个·(100g)~(-1)。研究认为,长期免耕覆盖、尤其深松免耕覆盖,提高了AMF多样性。该研究结果可为中国北方旱作农田生态系统中AMF自然潜力的充分发挥,以及保护性耕作技术的合理应用提供科学依据。     

长期施用氮肥和磷肥对东北黑土丛枝菌根真菌群落组成的影响

【目的】丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌在促进作物养分吸收、提高作物抗病和抗逆性等方面具有重要意义,探讨长期施用化学氮肥和磷肥对东北黑土AM真菌的影响及其主效环境因子,为进一步揭示AM真菌对化肥的响应机制,指导农田施肥以及利用AM真菌提高土壤养分有效性提供依据。【方法】以长期定位试验为平台,选取5种不同处理:不施肥(CK),单施常量氮肥(N_1),混施常量氮肥和磷肥(N_1P_1),单施2倍常量氮肥(N_2),混施2倍常量氮肥和磷肥(N_2P_2)。采用Illumina Miseq高通量测序技术研究连续施用37年氮肥和磷肥的AM真菌群落组成差异,并对AM真菌群落组成与环境因子进行相关性分析。【结果】随着氮、磷施用量的增加,黑土p H和速效钾含量显著降低,而全氮、硝态氮、铵态氮和有机质含量显著提高。单施氮肥(N_1和N_2)对黑土中AM真菌多样性影响不显著(P0.05);然而氮、磷混施(N_1P_1和N_2P_2)显著降低黑土中AM真菌多样性(P0.05)。土壤中AM真菌以Glomeraceae科为主,占AM真菌45.5%。在属水平上,施肥降低Funneliformis和Septoglomus丰度,而提高Paraglomus丰度;在N_1和N_2基础上施磷显著提高Glomus和Funneliformis丰度,而降低Gigaspora和Paraglomus的丰度。非度量多维度分析表明,长期施用氮、磷肥改变了土壤中AM真菌群落组成。不施肥处理、单施氮肥处理和氮、磷混施处理AM真菌群落差异显著,且磷肥影响较为显著。冗余分析表明,土壤p H,有效磷含量是影响黑土中AM真菌群落组成的主效环境因子(P0.05)。【结论】长期施用氮肥以及氮、磷肥混施改变了黑土中AM真菌群落组成,单施氮肥对黑土中AM真菌多样性影响不大,而氮、磷肥混施降低其多样性,施肥导致的土壤p H和有效磷含量变化是主要因素。     

接种丛枝菌根菌对盆栽孔雀草生长的影响

在盆栽孔雀草上接种两种丛枝菌根真菌(Glomus mosseae 和Glomus versiforme).在两个月的试验期内,前40 d两种处理在株高、茎粗、主叶片数上都表现出显著的促进宿主植物营养生长的作用,在单株花蕾数上表现出延缓生殖生长的作用;后20 d两种处理在茎粗方面以及处理G. versiforme在株高上仍然表现出显著的促进宿主植物营养生长的作用,而两种处理在单株花蕾数上表现出促进生殖生长的作用,但对花冠直径没有影响.     

丛枝菌根真菌在不同基质下对枳砧容器苗生长

为促进AM真菌在柑桔砧木容器苗生产中的高效应用,本研究以枳砧为供试植物,选取腐叶土、麦糠和菌渣为主要栽培基质,以摩西球囊霉（Glomus mosseae）、地表球囊霉(Glomus versiforme)、地球囊霉(Glomus geosporum)和透光球囊霉（Glomus diaphanum）为供试菌种,采用容器育苗方法,研究了7种丛枝菌根真菌及其组合处理在三种基质下对枳砧木容器苗生长及其氮、磷吸收的影响,以筛选出适合枳砧木苗生长的菌根种类及基质组合。试验结果表明自然接种的侵染率不超过40%,而人工接种的侵染率可高达80%;混合接种的侵染率显著高于单一接种;枳砧木苗以地表球囊霉（GV）接种和腐叶土或麦糠组合侵染率为最高,侵染率分别为80.7%和78.7%;以GV接种和麦糠组合促生效果最为显著,其菌根依赖性达到342.4%,生物量比对照高出278%;该组合促进植株氮素吸收效果也最为显著,其吸氮总量比对照高482%,而以GV接种和腐叶土组合促进枳砧苗磷素吸收效果最为显著,其吸磷总量比对照高466%。适合枳砧容器苗生长的最佳AM真菌和基质组合是GV和麦糠。     

丛枝菌根菌丝桥传递作用对烟草抗病性相关酶活性的影响

为明确供体与受体植株间菌丝桥传递抗病信号对受体植株生长以及抗病性相关酶活性的影响,利用丛枝菌根真菌在供体与受体烟苗植株间建立菌根菌丝桥,对供体植株接种青枯菌的方法进行研究。结果表明:在供体烟苗接种丛枝菌根真菌条件下,再接种青枯菌,比只有菌丝连接的受体烟苗叶片内的过氧化物酶(peroxidase,POD)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)、苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyas,PAL)的活性分别提高了21%、29%和14%,地上部干重和植株磷含量也有相同的趋势;而在不接种丛枝菌根真菌条件下,供体烟苗接种青枯菌与否对酶的活性、植株干重及氮、磷含量均无显著影响。表明供体烟苗产生的抗病信号可以通过菌丝桥传递给受体烟苗,增强受体烟苗的抗病性。     

丛枝菌根对高温胁迫下牡丹生理生化的影响

采用盆栽试验,研究了高温胁迫下AM真菌对牡丹幼苗生理生化指标的影响。结果表明:在相同高温下,接种真菌的幼苗根系活力、叶绿素(a+b)含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均高于对照,相对电导率、丙二醛含量均低于对照;随温度的升高,接种AM真菌处理的叶绿素(a+b)含量、可溶性蛋白含量下降幅度均低于对照,相对电导率、丙二醛含量增加幅度低于对照,游离脯氨酸含量、可溶性糖含量增加幅度高于对照,说明AM真菌提高了牡丹抗热性。