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真菌与细菌(Fungal:Baterial)的比值代表什么?

发布时间:2023-08-27   来源:ssss   标签:菌根 真菌 植物 土壤 菌丝 点击:4
内容提要:通过盆栽土培试验研究了玉米幼苗生长期间对芘污染土壤微生物活性及多样性的影响。结果表明,玉米加快了土壤中芘的降解,提高了芘在土壤中的降解速率。试验期间,根际土中可提取态芘含量显著低于非根际土,根际土微生物生物量碳、微生物熵、多酚氧化酶和脱氢酶

真菌与细菌(Fungal:Baterial)的比值代表什么?,第1张

通过盆栽土培试验研究了玉米幼苗生长期间对芘污染土壤微生物活性及多样性的影响。结果表明,玉米加快了土壤中芘的降解,提高了芘在土壤中的降解速率。试验期间,根际土中可提取态芘含量显著低于非根际土,根际土微生物生物量碳、微生物熵、多酚氧化酶和脱氢酶活性均高于非根际土,代谢熵低于非根际土。脂肪酸(FAME)分析结果表明,与非根际土相比,芘污染玉米根际土微生物群落结构发生了显著的变化,主要表现在真菌特征脂肪酸以及真菌/细菌的比值显著升高,细菌和GN^-细菌特征脂肪酸显著降低,且这种效应随着培养时间的推移在P〈001水平显著。根际土和非根际土中丛枝菌根真菌、GN^+细菌和放线菌特征脂肪酸差异随着培养时间的延长逐渐加大,45 d时其差异均在P〈005水平显著。

菌根的形成是一种共生关系,因此栖地内植群的改变亦会对它产生冲,植群数量减少相对地菌根菌的宿主也就减少,因此许多菌根菌,尤其是囊丛枝菌根菌,在严重干扰的栖地中无法迅速入侵定殖,因为它们的孢子相对较大,较难藉由风力传播,而是由未受干扰栖地上植物的根部移入。因此菌根菌的种类也会随植群歧异度的变小而减少。菌根菌的菌丝在土壤结构中亦扮演了重要的角色,土壤结构攸关着迹地复育的成功与否,一些退化的森林土壤之所以被认为不适合造林,多半系因为其土壤结构改变所致。 内生菌根菌又可称为囊丛枝内生菌根菌,据研究指出,至今大约70%的植物与内生菌根菌共生。以往内生菌根菌的研究多将焦点放在它能促进植物生长的效应上,然而内生菌根菌接种于栖地复育或造林用的苗木上,所产生的效益或许更能显示其重要性,菌根菌的共生增强了植物的抗旱力与抗病力,并改善了土壤结构。更有研究指出,植群的物种歧异度亦因而提高,促使整个生态系的机能性更形完整。栖地遭到严重破坏后,阳性的草本植物通常会最早侵入,它们通常都有较短的生活史,并且对水分、养分的竞争力亦较强,由于具备这些优势,导致杂草丛生的栖地中,菌根菌缺乏宿主,而使得菌根菌数量亦减少,因此许多国外的生态学家将菌根视为栖地复育是否成功的一部分。 或许我们会怀疑,既然植物能与菌根菌自然产生共生,为何不让栖地原生的菌根菌与栽植的苗木形成自然的共生。然而现实的状况中,诸多的造林迹地及复育栖地,每每都是些生育条件极度恶劣的不良地。这些栖地由于森林火灾、地震造成的崩塌,或长期的不当放牧等因素,皆会使土壤中微生物消失,尤其是菌根菌,而形成造林不易成功的恶地。 菌根形成以后,可以明显地增加植物对各种营养元素的吸收,如磷、锌、铜、氮、钾、锰、硫等元素的吸收,尤其是当营养元素储藏在土壤复杂有机物中时,植物主要依赖菌根获取营养。另外菌根真菌能够调节植物体内酶活性、改变植物体内内源激素平衡状况、分泌植保素等,从而改善植物营养和水分状况,提高抗旱性、抗病性,促进生长,增加产量和改善品质。

不同植物及植物的不同发育阶段对菌根的依赖性不同。有些植物必须有菌根的辅助才能存活,而有些植物形成菌根会生长更好。许多树种为专性菌根营养植物,菌根是成功引种栽培的必要条件。如南美洲波多黎各与1928年开始引种27种外国松树均告失败,直到1955年把菌根土施用在一年生的湿地松苗上,引种才获得成功。兰科菌根可以帮助兰花微粒种子发芽,即使形成叶绿素后仍需要菌根为其提供部分营养元素。水晶兰属的植物则是一种无叶绿素,全靠菌根提供养分的植物,菌根真菌是其生长发育不可或缺的。欧石南类菌根则可以辅助杜鹃花、蓝莓、欧石南等杜鹃花科植物生长发育,提供抵抗环境胁迫的能力。AM菌根可以提高月季、樱花、木槿等花木的生长速度和开花率。

现美国、德国、日本等国家已经有部分“菌根制剂”生物肥料推出,用于逆境造林、垃圾山绿化,可以提高苗木的成活率与生长势。菌根机制应用于菌根化苗木培育是非常奏效的。尤其是组培苗接种菌根可克服其生长缓慢的弱点,增加对环境的适应能力,缩短缓苗期,同时还可降低组培苗在未消毒土壤中染病的机率。所以组培苗菌根化将会成为培育优质种苗的重要途径和发展趋势。

菌根在促进植物生长发育方面的重要作用今天已经得到充分肯定。1977年菌根研究目前在全世界备受关注。经济发达国家如美国、英国、加拿大、澳大利亚、德国、法国等都重视菌根的研究,发展中国家如印度、中国、马来西亚等也都在加紧研究和开发菌根。“绿化与菌根”已成为国际科学基金资助的7大领域之一。

植物根系被丛枝菌根真菌感染形成菌根后, 根系的外部形态很少或几乎没有发生变化, 用肉眼一般很难区别出有无丛枝菌根形成。丛枝菌根真菌进入植物根系皮层细胞后, 在适当条件下原初的菌丝可发育成泡囊、丛枝、根内菌丝或(和) 根内孢子等结构, 经染色等技术处理后, 在显微镜下才能观察到。

最接近的意义应该是丛枝菌根(AM) 1885 年, 德国植物生理学和森林学家Frank 首创“菌根” ( Fungus - root 即Mycorrhiza) 这一术语。菌根是自然界中一种普遍的植物共生现象, 它是土壤中的菌根真菌菌丝与高等植物营养根系形成的一种联合体。共生真菌从植物体内获取必要的碳水化合物及其他营养物质, 而植物也从真菌那里得到所需的营养及水分等, 从而达到一种互利互助、互通有无的高度统一。它既具有一般植物根系的特征, 又具有专性真菌的特性。 菌根是植物在长期的生存过程中, 与菌根真菌一起共同进化的结果。它的存在, 既有利于提高植物抗御不良环境的能力, 促进植物生长, 也有利于菌根真菌的生存。这种关系有时会发展到双方难分难舍的程度, 植物缺乏菌根无法生存下去, 而菌根菌缺乏必需的植物根系共生则无法完成生活史, 不能继续繁殖。 1989 年, Harley 根据参与共生的真菌和植物种类及它们形成共生体系的特点, 将菌根分为7 种类型, 即丛枝菌根、外生菌根、内外菌根、浆果鹃类菌根、水晶兰类菌根、欧石楠类菌根和兰科菌根。 早在1900 年, 人们就知道分布最广、与农业生产关系最为密切的一种内生菌根真菌, 它们能在植物根细胞内产生“泡囊”(vesicules) 和“丛枝” (arbuscles) 两大典型结构, 名为泡囊- 丛枝菌根(vesicular - arbuscular mycorrhiza , VAM) 。由于部分真菌不在根内产生泡囊, 但都形成丛枝, 故简称丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza , AM)。植物根系被丛枝菌根真菌感染形成菌根后, 根系的外部形态很少或几乎没有发生变化, 用肉眼一般很难区别出有无丛枝菌根形成。丛枝菌根真菌进入植物根系皮层细胞后, 在适当条件下原初的菌丝可发育成泡囊、丛枝、根内菌丝或(和) 根内孢子等结构, 经染色等技术处理后, 在显微镜下才能观察到。 丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae, AM),它是土壤共生真菌中分布最广泛的一类真菌,至少可以与200个科的20万个种以上的植物行共生生活。 ①AM菌根对宿主的有益功能AM菌根侵染到宿主根部形成椭圆形泡囊,还将菌丝伸延到土壤中去,从而扩大了吸收面,帮助宿主吸收磷、钾、硫、钙、锌、铁、铜等营养元素及水分,使宿主的产量增加和品种提高。最近又发现AM菌根对重金属的”解毒”功能及其他抗逆作用。 ②AM菌根的生产和应用在其纯培养目前未能突破下,国内外的研究者利用各种人工培养大量的接种AM菌根的植物根,然后用这些侵染了VA菌根的植物根段和有大量活孢子的根际土为接种剂去接种作物,可以获得较好的增产和提高品质的效果。由于生产量受限制,目前主要用于名贵花卉、苗木、药材和经济作物的接种,效果稳定,应用前景良好。另外在植物组织培养快速育苗时接种AM菌根,形成AM菌根的侵染苗也是一个较好的应用途径。AM菌根的大面积应用与其纯培养的突破密切相关,应用中也会遇到与土著AM菌根竞争的问题,这些问题需要进一步研究解决。这一产品的标准和产品质量问题也需研究和探讨。

通过多年研究工作创建了AM菌根菌原位培养技术和真菌生物学特性的测定方法,其中定量研究菌丝养分吸收潜力的网膜隔室方法被国际菌根权威专家、澳大利亚科学院院士SSmith教授编写的研究工具书《菌根研究技术》收录,并被国际菌根研究同行广泛采用,推动了菌根共生作用机理研究的发展;阐明了丛枝菌根真菌活化土壤难溶磷的主导机理,通过同位素失踪等技术证明丛枝菌根真菌具有分泌质子,活化菌丝际土壤难溶性磷酸盐的能力,和分泌磷酸酶活化介质有机磷的能力,展示出菌根真菌协助植物高效利用土壤潜在难溶性磷素等紧缺养分库的巨大潜力;揭示了地下同种植物之间及其不同植物之间均能形成菌丝桥的普遍性,通过同位素失踪技术明确了同种植物之间以及不同种植物之间通过菌丝桥进行磷、碳和氮素养分传递的双向性特征,定量了三叶草-黑麦草和玉米-大豆体系间的菌丝桥养分传递潜力,明确了菌丝桥在自然生态系统中的物质传递功能和重要生态意义;利用转移RitDNA胡萝卜根器官无菌培养技术,首次在人工培养条件下成功完成菌根真菌的无菌培养,并系统研究了该菌根真菌的生物学特性;对污染土壤植被的调查发现,绝大多数植物都可形成菌根共生体,详细研究发现菌根的形成可明显提高植物对污染环境的适应性,并首次证实砷超积累植物蜈蚣草与特定菌根真菌形成菌根后可改进对砷污染的生物修复效率;初步建立了我国极端环境中丛枝菌根真菌种质资源保藏库,筛选出适用于多种作物的高效菌株,并在生产中显示出安全无污染菌根生物技术的广阔应用前景;根据水氮平衡管理机制,综合考虑作物养分需求和土壤养分供应特点,开发了无公害蔬菜生产的氮素调控专家系统,为无公害蔬菜生产的水分养分合理调控提供了新方法。

近年来先后主持国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重大项目课题、国家自然科学基金面上项目、国家教委优秀青年教师基金、国家公关和国际合作等研究项目。发表论文200余篇,其中被SCI收录40多篇,主编和合作主编专业著作6本。1992年获国家教委霍英东教育基金会研究类一等奖,同年享受政府特殊津贴;1994年获国家教委科技进步一等奖,1995年获国家杰出青年科学基金,1996年入选国家人事部首批“百千万人才工程”计划,1997年获农业部有突出贡献的中青年专家称号,同年获宝钢教育基金特等奖,1998年被评为国家有突出贡献的中青年专家,2001年获北京市科技进步二等奖,2002年获北京市科技进步二等奖,2011年4月29日获“邯郸市十大科技创新人物”称号。

教育简历

1978-1981 北京农业大学土化系 本科

1982-1984 北京农业大学土化系 硕士

1987-1990 北京农业大学土壤与植物营养专业 博士

目前承担的教学课程

本科生必修课《植物营养学》

研究生选修课《植物根际营养》

过去承担的课题

植物菌丝桥的物质传递研究 教委优秀青年教师基金项目 主持 1996-98

内蒙武川试区水肥耦合效应研究 国家八五攻关子课题 85-07-01-10 主持 1991-94

植物根间菌丝桥传递矿质养分机理研究 国家自然科学基金 394704122 主持 1996-98

植物根间物质传递及菌根作用 国家杰出青年科学基金 39525019 主持 1996-98

VA菌根菌丝吸收土壤养分机理研究 国家自然科学基金 39100004 主持 1992-94

钾营养与植物抗性关系研究 中-加合作 主持 1993-98

苹果平衡施肥研究 国际合作 副主持 96-97 山东蔬菜平衡施肥研究 国际合作 副主持 1996-97

间作体系中玉米改善花生铁营养机理研究 国家教委博士点基金 960102 课题主持 1997-99

目前承担的项目

菌根际微生物活化吸收土壤养分机理研究 国家自然科学基金重大项目课题 39790100 主持 97-2000

高效菌根真菌增强栗树营养吸收的机理及应用技术研究 北京自然科学基金重点项目 参加 19989-20019

蔬菜营养与品质 中德合作项目 主持 1999-2002

北京菜田土壤养分动态与环境效应研究 北京市重点基金 6991004 参加 199910-200210

外生菌根菌丝桥在森林系统物质循环中的作用极其生态意义 国家自然科学基金 39970139 主持 2000-2002

菌根在重金属污染修复中的作用及其蔬菜品质 国家重点基础研究发展规划(973项目) G1999011807 参加 2000-2004

根际 973 G1999011707 参加 2000-2004

无公害蔬菜生产的控氮节水技术与环境效益 中华农业科教基金项目 99-03-B-2 主持 2000-2002

Mycorrhizal technology for staple food crop production in small scale sustainable agriculture in China 欧共体项目 ICA4-1999-30077,专题主持 2000-2003

菌根对重金属污染土壤的生物修复作用 南京土壤所联合实验室课题 99122202 主持 20001-200112

发表的主要论著

李晓林 主编,1992,《土壤资源的特性与利用》,北京农业大学出版社

张福锁 樊小林 李晓林 主编,1995,《土壤与植物营养研究新动态(第二卷)》农业出版社

张福锁 龚元石 李晓林 主编,1995,《土壤与植物营养研究新动态(第三卷)》农业出版社

刘润进 李晓林 著 2000,《丛枝菌根及其应用》,科学出版社

李晓林 冯固 著 2001,《丛枝菌根真菌生态生理学》,华文出版社

李晓林 米国华 主编 2000,《蔬菜营养、品质与环境》,中国农业大学出版社

陆欣 主编 马国瑞 李晓林 副主编 2002《土壤肥料学》,中国农业大学出版社

张爱民 张福锁 主编,1992,《德汉农业词典》,北京农业大学出版社 本人编写5000词条

陆景陵 主编,1994,全国统编教材《植物营养学》,北京农业大学出版社 本人编写其中两章约6万字

曹一平 陆景陵等 译,1991,《高等植物的矿质营养》,北京农业大学出版社。本人翻译8万字。

由振国 主编,1994,《汉德农业词汇》,科学出版社。 本人编写5000词条

李晓林 主编 九五国家重点出版教材《植物营养学导论》(编写中)

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF) 在系统发育上属于球囊霉亚门(Glomeromycotina),能与陆地上超过80%的植物物种(约20万种)的根系形成互利互惠的共生关系—— 丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM) 。这种极其古老(> 45亿年)且共进化的关系被认为是早期植物在陆地上定殖的关键因素而且也已经被大量证实一般对共生双方都是有利的。通过AMF庞大的菌丝网络,宿主植物能够获取根际范围之外的水分和养分,尤其是土壤中难以移动的磷元素。大量的研究已经证实,AMF能不同程度地提高宿主植物对干旱、盐碱、重金属、低有效态养分、极端温度(高温和低温)、酸性土壤(低pH)、铝毒和污染物(砷污染和多环芳烃)等的耐受力。AMF提高宿主植物对多种非生物胁迫的耐受力的潜在机制包括增强宿主的养分吸收、水分利用的优化、光合作用增强以及活性氧(reactive oxygen species,ROS)的清除活性增强等。鉴于AMF极为广泛的宿主范围和多样化的生理生态功能,因此在众多有益土壤微生物中地位突出。

到目前为止,仅有 334个AMF菌种 被有效鉴定出来,它们隶属于球囊霉亚门(Glomeromycotina)球囊菌纲(Glomeromycetes)的球囊霉目(Glomerales)、多样孢囊霉目(Diversisporales)、类球囊霉目(Paraglomerales)和原囊霉目(Archaeosporales)中的12个科的36个属(http://wwwamf-phylogenycom/,2020年2月17日)。尽管已知的AMF物种数量有限,但它们广泛地分布于各种陆地生态系统中,有着极强的生态适应性。除了农业土壤和森林土壤外,在各种恶劣的自然陆地环境和人为导致的极端陆地环境中都发现了AMF的分布,例如,沙漠、盐碱地、沿海滩涂、极地冰原、珊瑚礁以及工业污染区和尾矿区。

网站链接:http://wwwi-begeu/

随着高通量测序成本的降低和测序技术的成熟,越来越多的动物、植物和微生物已经被全基因组测序,有些物种还被全基因组重测序。这些大大加深了我们对自然界的认识,也极大地方便了我们对物种进行更深一步的基因层面研究。近些年,关于AMF基因组的文章也陆续发表,趁着五一假期的空闲归纳整理了目前已经发表基因组的AMF物种。

1  异形根孢囊霉( Rhizophagus irregularis  DAOM197198 )

在较早的文献中, Rhizophagus irregularis 也被称为 Glomus intraradices 。实际上这是两个完全不同的物种,前者的中文译名为异形根孢囊霉,而后者则为 根内根孢囊霉( Rhizophagus intraradices ) 。关于这个区别,王幼珊和刘润进两位老师已经在2017年发表的 《球囊菌门丛枝菌根真菌最新分类系统菌种名录》 做了系统性地校正和说明。 Rhizophagus irregularis  DAOM197198也就是 Rhizophagus irregularis  DAOM 181602,毫无疑问是国内外AMF研究中出镜率最高的菌种/株,因此该物种的基因组备受关注,而且也有比较成熟和完善的基因组网站。

原文链接:https://wwwpnasorg/content/110/50/20117short

网站链接:https://mycocosmjgidoegov/Gloin1/Gloin1homehtml

原文链接:https://journalsplosorg/plosgenetics/articleid=101371/journalpgen1004078

原文链接:https://nphonlinelibrarywileycom/doi/full/101111/nph14989

网站链接:https://mycocosmjgidoegov/Rhiir2_1/Rhiir2_1homehtml

网站链接:https://wwwncbinlmnihgov/Taxonomy/Browser/wwwtaxcgimode=Info&id=747089&lvl=3&lin=f&keep=1&srchmode=1&unlock

原文链接:https://wwwnaturecom/articles/s42003-018-0094-7

网站链接:https://coreacuk/download/pdf/226952245pdf

原文链接:https://nphonlinelibrarywileycom/doi/full/101111/nph15687

2  明根孢囊霉( Rhizophagus clarus  HR1 )

Rhizophagus clarus  HR1分离于日本爱知县,是日本菌根界较为常用的一个模式菌种/株。目前, 该菌种/株已实现高效的非共生产孢 。

原文链接:https://bmcgenomicsbiomedcentralcom/articles/101186/s12864-018-4853-0

网站链接:https://ddbjnigacjp/DRASearch/studyacc=DRP004250

3  地表多样孢囊霉( Diversispora epigaea  IT104 )

Diversispora epigaea 以前被称为 Glomus versiforme 。但是根据 《球囊菌门丛枝菌根真菌最新分类系统菌种名录》 , Diversispora epigaea 中文种名译为地表多样孢囊霉,而 Glomus versiforme 中文种名译为变形球囊霉,这里我们使用“地表多样孢囊霉”。

原文链接:https://nphonlinelibrarywileycom/doi/full/101111/nph15472

网站链接:https://wwwncbinlmnihgov/bioproject/PRJNA407335

4  Rhizophagusdiaphanous MUCL43196

暂时未找到这个菌种的中文译名。

文章链接:https://nphonlinelibrarywileycom/doi/full/101111/nph15687

网站链接:https://mycocosmjgidoegov/Rhidi1/Rhidi1homehtml

5  脑状球囊霉( Rhizophagus cerebriforme  DAOM227022 )

文章链接:https://nphonlinelibrarywileycom/doi/full/101111/nph15687

网站链接:https://mycocosmjgidoegov/Rhice1_1/Rhice1_1homehtml

6 玫瑰红巨孢囊霉( Gigaspora rosea  DAOM194757 )

文章链接:https://nphonlinelibrarywileycom/doi/full/101111/nph15687

网站链接:https://mycocosmjgidoegov/Gigro1/Gigro1homehtml

7  梨形地管囊霉( Geosiphon pyriformis )

原文链接:https://wwwsciencedirectcom/science/article/abs/pii/S0960982221001238

8 球状巨孢 囊霉( Gigaspora margarita  BEG34 )

球状巨孢囊霉,也被称为珠状巨孢囊霉。 Gigaspora margarita BEG34这个菌种/株频繁出现在近20年的菌根研究中,也是一个较为知名的菌种/株。该基因组测序是由意大利都灵大学(University of Turin)的Paola Bonfante教授团队完成。

原文链接:https://sfamjournalsonlinelibrarywileycom/doi/full/101111/1462-292014827

网站链接:https://wwwncbinlmnihgov/genome/term=txid4874[Organism:noexp]

编辑 ∣ 冯曾威

审核 ∣ 姚青

广东省科学院微生物研究所菌种组 - 华南农业大学园艺学院土壤微生物组联合团队

郭涛,2006年在中国农业大学资源与环境学院植物营养系获得博士学位。现为中国植物营养与肥料学会青年工作委员会副主任、西南大学资源环境学院副教授。主要从事根际生态与土壤微生物生态方面的研究。先后主持科研课题20余项,发表论文20余篇。已培养硕士研究生5名,4名获得校级优秀硕士论文奖励,在读研究生4名。

基本介绍 中文名 :郭涛 国籍 :中国 出生日期 :1978 年 职业 :西南大学副教授 人物经历,主讲课程,主要贡献, 人物经历 郭涛,2006年在中国农业大学资源与环境学院植物营养系获得博士学位。现为中国植物营养与肥料学会青年工作委员会副主任、西南大学资源环境学院副教授。 主讲课程 本科生课程:生态学,土壤肥料学。 研究生课程:菌根生物学。 主要贡献 主持科研项目: 1丛枝菌根真菌侵染影响土壤结构作用与机制研究(40701085),国家自然科学基金; 2Effectofsulfurandnitrogenonflavourof Allium plantscultivarsinChina(C/4305-1),InternationalFoundationforScience; 3中国国家土壤肥力与肥料效益监测网国家紫色土土壤肥力与肥料效益长期监测站(2014年); 4农业部公益性行业专项子课题:重庆主要作物最佳养分管理技术研究与套用(201103003) 科研论文 TaoGuo ,ZhangJ,ChristieP,andLiX2006Effectsofarbuscularmycorrhizalfungiandammonium:nitrateratiosongrowthandpungencyofonionseedlingsJournalofPlantNutrition29(6):1047-1059 TaoGuo ,ZhangJ,ChristieP,andLiX2006InfluenceofnitrogenandsulphurfertilizersandinoculationwitharbuscularmycorrhizalfungionyieldandpungencyofspringonionJournalofPlantNutrition29(10):1767-1778 TaoGuo ,JunlingZhang,PeterChristie,andXiaolinLi2007PungencyofspringonionasaffectedbyinoculationwitharbuscularmycorrhizalfungiandsulfursupplyJournalofPlantNutrition30(7):1023-1034 TaoGuo ,JunlingZhang,andXiaolinLi2005Effectofsulphursupplyandmycorrhizalcolonizationonthegrowthandpungencyof Allium cepaL860-861第十五届国际植物营养大会,北京 郭涛 等氮、磷供给水平对丛枝菌根真菌生长发育的影响植物营养与肥料学报2009,15(3):690-695 郭涛 ,王明霞申鸿2009丛枝菌根真菌影响蔬菜品质研究进展中国蔬菜,6:1-6 郭涛 ,邓胤2008丛枝菌根真菌影响土壤结构的生态机制研究生态科学进展,高等教育出版社,3-10 邓胤,申鸿, 郭涛 2009丛枝菌根利用氮素研究进展,生态学报,29(10):5627-5635 邓胤,申鸿, 郭涛 2009不同氮素形态比例条件下接种AMF对玉米氮同化关键酶的影响植物营养与肥料学报,15(6):1380-1385 彭思利,申鸿, 郭涛 2010接种丛枝菌根真菌对土壤水稳性团聚体特征的影响植物营养与肥料学报,16(3):695-700 彭思利,申鸿,袁俊吉, 郭涛 2010分根装置中接种AMF对1-2mm土壤水稳性团聚体的影响植物营养与肥料学报16(6):1546-1550 彭思利,申鸿,袁俊吉,魏朝富, 郭涛 2011丛枝菌根真菌对中性紫色土土壤团聚体特征的影响,生态学报,31(2):498-505 HongShen, TaoGuo 2011Influenceofarbuscularmycorrhizalfungiandammonium:nitrateratiosongrowthandpungencyofspringonionplantsJournalofPlantNutrition,34(5):743-752 张宇亭,罗珍, 郭涛 2011供硫和丛枝菌根真菌对洋葱生长和品质的影响植物营养与肥料学报,17(5):1283-1287 罗珍,张宇亭, 郭涛 2011蚕沙发酵有机肥对菸草生长及其品质的影响蚕业科学,37(4):775-779 郭涛 ,张龙,王兵,申鸿2011不同培养基中蛹虫草中的虫草素和腺苷含量的测定蚕业科学,37(6):1117-1122 彭思利,申鸿,张宇亭, 郭涛 2012不同丛枝菌根真菌侵染对土壤结构的影响生态学报,32(3):863-870 申鸿,张龙,王兵,徐汉福, 郭涛 2012蚕体和蛹粉代料培养基上的蛹虫草生长于品质检测,蚕业科学,38(1):0130-0134 张宇亭,王文华,申鸿, 郭涛 2012接种AMF对菌根植物和非菌根植物竞争的影响生态学报,32(5):1428-1435 罗珍,朱敏,线岩相洼,张宇亭, 郭涛 2012丛枝菌根真菌侵染对紫色土水稳性团聚体特征的影响土壤通报,43(2):310-314 罗珍,王晓峰,朱敏,线岩相洼, 郭涛 2012接种丛枝菌根真菌对玉米秸秆降解的影响水土保持学报,26(4):267-270 张宇亭,朱敏,线岩相洼,申鸿,赵建, 郭涛 2012接种AM真菌对玉米和油菜种间竞争及土壤无机磷组分的影响生态学报,32(22):7091-7101 SiliPeng,TaoGuo,GangcaiLiu2013TheeffectsofarbuscularmycorrhizalhyphalneorksonsoilaggregationsofpurplesoilinsouthwestChinaSoilBiologyandBiochemistry,57:411-417 秦子娴,朱敏, 郭涛 2013干旱胁迫下丛枝菌根真菌对玉米生理生化特性的影响植物营养与肥料学报,19(2):510-516 罗珍,朱敏,王晓峰,刘先良, 郭涛 2013分根装置中接种AM真菌对玉米秸秆降解及土壤微生物量碳、氮和酶活性的影响中国生态农业学报,21(2):149-156 秦子娴,张宇亭,周志峰,石孝均, 郭涛 2013长期施肥对中性紫色水稻土氮素矿化和硝化作用的影响中国农业科学,46(16):3392-3400 ZhifengZhou,XiaojunShi, TaoGuo 2014Abundanceandcommunitystructureofammonia-oxidizingbacteriaandarchaeainpurplesoilunderlong-termfertilizationEuropeanJournalofSoilBiology,60:24–33 张思兰,石孝均, 郭涛 2014不同土壤湿润速率下中性紫色土磷素淋溶的动态变化,环境科学,35(3):1111-1118 郭涛 ,罗珍,王晓峰2014丛枝菌根真菌对玉米秸秆降解的影响及其作用机制研究,生态学报,34(14):4080-4087 郭涛 ,朱敏,罗珍2014分根装置中丛枝菌根真菌影响蚕豆秸秆降解作用研究,草业学报,待刊 发明专利:一种丛枝菌根真菌在菸草大面积栽培中的套用方法授权号:CN103125251B 郭涛 国家紫色土土壤肥力与肥料效益监测基地;西南大学资源环境学院 重庆市北碚区天生路2号西南大学资源环境学院400716

在现代农业生产中,施化肥已经是一种不可或缺的种植方式,化肥中的氮磷钾等营养元素促进作物生长,提高产量。而长期大量使用化肥,也会造成亚硝酸盐、土壤板结、富营养化、资源浪费等一系列损害。丛枝菌根(AM)的出现,改变了这一状况。

AM真菌普遍存在于土壤中,通常在植物的根中定植,是土壤中的菌根真菌菌丝与高等植物营养根系形成的一种联合体。菌根真菌可以感染生态系统中约95%的植物,形成共生。共生真菌从植物体内获取必要的碳水化合物及其他营养物质, 而植物也从真菌那里得到所需的营养及水分等, 从而达到一种互利互助、互通有无的高度统一。它既具有一般植物根系的特征, 又具有专性真菌的特性。

丛枝菌根到底有哪些作用呢?

一、改善植物的营养状况

研究表明,AM真菌可以改善植物对养分的吸收。AM真菌与根系共生后,能显著促进根系对土壤矿质营养元素特别是磷(P)的吸收,甚至在土壤温度降低、植物生长和磷吸收受抑的情况下,AM真菌仍能增加植物体内的磷含量。碳水化合物在AM共生结构界面上的转移(从根系细胞到AM菌丝体)对AM吸收磷及磷在植物体内的运输有促进作用。

菌根的侵染率也与植物的生长呈正相关。AM真菌通过产生大量菌丝来增加植物根表面积,并通过菌丝从四周吸收营养物质并将其输送到植物体内。这些真菌可以通过增加养分的吸收来促进植物的生长和繁殖。

二、提高植物的抗病性

AM真菌可以不同程度地抑制土传病原细菌、真菌和线虫的生长、繁殖和危害,提高植物的抗病性。AM表面着生和延伸着大量的根上菌丝与跟外菌丝组成的庞大菌丝网络系统,对病原物的入侵形成了机械屏障,而且通过AM真菌与病原真菌的侵染进行的活力竞争,也提高了植物的抗病性。此前有专家调查了24个杨树种和无性系的溃疡病自然发病情况,结果表明,7-8年生杨树外生菌根的侵染率与病情指数呈负相关。

丛枝是AM真菌与植物之间进行养分交换与拮抗病原物诱导植物抗病性的核心构造。除此之外,AM真菌还可以提高植物的抗旱性、耐涝性、耐盐性和抗高温能力,全面提升植物的品质。

三、修复污染与退化土壤

业已证实,AM真菌能在不同程度上分解石油、有机磷(氯)农药、多环芳烃(PAHs)等有毒有机物。接种AM真菌能促进土壤中PAHs的降解,接种球囊霉(AM真菌产生的一种土壤蛋白)可以促进土壤中苯并[a]芘的降解,接种处理比不接种最大可以提高34%的降解。尤其是对于矿区环境的修复和生态的恢复起到重要作用。

AM菌丝体还能够提高土壤团聚体的水稳定性,改善土壤结构。AM真菌的根外菌丝可以穿过土壤颗粒间极为细小的孔隙,由于根外菌丝与土壤颗粒密切接触,其分泌的有机小分子物质可以作为土壤颗粒的黏着吸附剂,促进土壤颗粒形成团聚体,提高其水稳性,使土壤可以保持较好的水渗透速率、耕作条件和通气情况,从而抵抗风和水的侵蚀。

总之,AM真菌在促进植物营养吸收、生长,改良植物的健康状况和抗病性,修复污染和提高土壤质量等方面有着密切的关系。科学家也观察到,与无菌根存在情况相比,AM真菌的存在显著增强了生态系统的多功能性。这些观察也证实了土壤生物多样性与生态系统多功能性呈正相关的观点。AM真菌是土壤生物多样性在发挥生态系统多功能性作用的主要驱动因素之一,对生态系统多样性的影响十分关键。

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