中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-BR-17)
- 作品数：8 被引量：215H指数：8
- 相关作者：陈保冬郝志鹏胡亚军张莘李涛更多>>
- 相关机构：中国科学院生态环境研究中心南京农业大学北京市农林科学院植物营养与资源研究所更多>>
- 发文基金：中国科学院知识创新工程重要方向项目城市与区域生态国家重点实验室国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学生物学环境科学与工程更多>>
- 丛枝菌根提高宿主植物抗旱性分子机制研究进展被引量：20
- 2012年
- 丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)对于植物适应各种逆境胁迫具有重要生态学意义。有关菌根共生体对植物抵御干旱胁迫的积极作用已有较多文献报道:无论在植物个体层面——AM调节植物水分生理,还是在生态层面——干旱条件下菌根真菌和宿主植物之间的互动关系,人们都已有一定的认识。然而,目前对于菌根植物适应干旱胁迫的生理和分子机制还缺乏系统深入的研究。综述了近年来相关研究成果,从干旱胁迫相关植物基因入手,讨论了AM对晚期胚胎富集蛋白(LEA)、脯氨酸合成限速酶△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、水孔蛋白(MIPs),及脱落酸合成途径重要酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)编码基因的可能调控机制,旨在揭示AM共生体提高植物抗旱性的分子基础和实质贡献,同时通过分析当前研究工作薄弱之处及未来研究热点,期望推动相关研究进展。
- 李涛杜娟郝志鹏张莘陈保冬
- 关键词：丛枝菌根真菌干旱抗旱基因
- 丛枝菌根真菌通过上调根系及自身水孔蛋白基因表达提高玉米抗旱性被引量：25
- 2012年
- 在模拟干旱条件下,研究了接种丛枝菌根(AM)真菌Glomus intraradices对玉米(Zea mays)根部13种质膜水孔蛋白基因表达的影响,同时观测了AM真菌自身水孔蛋白基因的表达情况。结果表明,干旱条件下,除Zm PIP1;3、Zm PIP1;4、ZmPIP1;5和Zm PIP2;2之外的接种处理能显著提高根部其他8种质膜水孔蛋白基因的表达(Zm PIP2;7表达量未检测出),并且AM真菌菌丝中水孔蛋白基因GintAQP1表达也显著增强。与此同时,接种处理明显改善了植物水分状况,提高了叶片水势。AM真菌增强宿主植物根部及自身的水孔蛋白基因的表达对于提高植物抗旱性具有潜在的重要贡献。
- 李涛陈保冬
- 关键词：水孔蛋白AM真菌抗旱性叶片水势玉米
- 长期围封对不同放牧强度下草地植物和AM真菌群落恢复的影响被引量：16
- 2013年
- 为探明人为干扰对草地生态系统生态恢复的影响,以不同放牧强度试验草地为研究对象,调查了围封14a后草地植物群落的多样性,并应用第二代高通量测序技术454测序法分析了植物根际土壤中AM真菌的群落结构。研究结果显示,14a围封保育使得不同放牧强度小区与长期封育小区植被盖度及植物多样性指数基本恢复至同一水平。土壤速效磷含量在重度放牧小区最低(1.00 mg/kg),轻度放牧区最高(2.25 mg/kg),其它土壤理化性质指标在不同小区之间没有显著差异。通过分子鉴定发现所有土壤样品中AM真菌共有87个分类单元(VT),隶属于Diversispora、Otospora、Scutellospora、Glomeraceae Glomus、Rhizophagus、Paraglomus和Archaeospora等7个属。对不同放牧强度小区AM真菌进行多样性分析,结果表明长期封育小区AM真菌Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数最低,且显著低于中度放牧区,而AM真菌多样性在各放牧小区之间差异不显著。本研究表明长期围封可以有效促进退化草地植物群落的恢复,而AM真菌表现出与植物群落恢复的不同步性。对于草地生态系统退化及恢复过程中植物和土壤功能微生物类群的协同关系还需要进一步系统深入的研究。
- 周文萍向丹胡亚军李志芳陈保冬
- 关键词：放牧强度封育
- 土著菌根真菌和混生植物对羊草生长和磷营养的影响被引量：11
- 2013年
- 植物种间相互作用直接影响植物生长、根系可塑性及养分吸收,而与植物共生的丛枝菌根真菌可以改变植物个体和种间养分资源的分配,具有协调种间竞争的潜力。以我国北方草甸草原建群种羊草(Leymus chinensis)和混生植物紫花苜蓿(Medicago sativa)及独行菜(Lepidium spetalum)为供试植物,通过模拟盆栽试验,研究了土著菌根真菌和混生植物对羊草生长、根系形态及磷营养的影响。试验结果表明,土著菌根真菌能够与羊草及紫花苜蓿形成良好共生,而独行菜根内基本未形成菌根共生结构。土著菌根真菌显著降低了羊草及独行菜的生物量,但促进了紫花苜蓿的生长;混种紫花苜蓿显著促进了羊草的生长,而混种独行菜则显著抑制了羊草的生长。土著菌根真菌对羊草根系形态的影响表现出与植株生物量类似的趋势,但不同混生植物对羊草根系生长均无显著影响。土著菌根真菌和混生植物对羊草植株磷含量均无显著影响。与混生植物相比,羊草具有较高的比根长和磷吸收能力,这也解释了其负向菌根依赖性。研究证实了菌根真菌和植物种间相互作用均是影响草原优势植物生长和根系发育的重要因素,深入研究其交互作用对于科学管理草地生态系统,维持植物群落的稳定性和生态系统生产力具有重要意义。
- 雷垚郝志鹏陈保冬
- 关键词：丛枝菌根羊草
- 干旱条件下AM真菌对植物生长和土壤水稳定性团聚体的影响被引量：45
- 2013年
- 采用分室培养系统,模拟正常水分和干旱胁迫两种环境条件,探讨不同丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)生长和土壤水稳性团聚体的影响。试验条件下,Glomus intraradices对苜蓿根系的侵染率均显著高于Acaulospora scrobiculata和Diversispora spurcum接种处理。正常水分条件下,供试AM真菌均能显著提高植株生物量及磷浓度。干旱胁迫显著抑制了植株生长和菌根共生体发育,总体上菌根共生体对植株生长没有明显影响,接种D.spurcum甚至趋于降低植株生物量;同时,仅有G.intraradices显著提高了植株磷浓度。AM真菌主要影响到>2 mm的水稳性团聚体数量,以G.intraradices作用效果最为显著。在菌丝室中,G.intraradices显著提高了总球囊霉素含量。研究表明AM真菌对土壤大团聚体形成具有积极作用,而菌根效应因土壤水分条件和不同菌种而异,干旱胁迫下仅有G.intraradices对土壤结构和植物生长表现出显著积极作用。在应用菌根技术治理退化土壤时,需要选用抗逆性强共生效率高的菌株,对于不同AM真菌抗逆性差异的生物学与遗传学基础尚需进一步研究。
- 叶佳舒李涛胡亚军郝志鹏高彦征王幼珊陈保冬
- 关键词：AM真菌干旱土壤结构
- 丛枝菌根根外菌丝网络形成过程中的时间效应及植物介导作用被引量：9
- 2013年
- 以豆科植物紫花苜蓿为试验材料,应用三室(供体室-间隔室-受体室)培养系统,研究在供体和受体紫花苜蓿根系之间菌丝网络形成的时间效应以及间隔室中不同植物对菌丝网络建成的介导作用。第一个试验在供体和受体植物生长8、10、12、14周之后进行收获以检验菌丝网络形成的时间效应;第二个试验则在间隔室分别种植紫花苜蓿、羊草和独行菜,以考察菌根依赖性不同的植物对菌丝网络形成的介导作用。试验结果显示:(1)接种丛枝菌根真菌的供体紫花苜蓿根系能够形成良好的菌根共生,其外延菌丝可穿过尼龙网和间隔室侵染受体植物根系;植物生长8周后,在受体植物根系检测到菌根侵染,证实供体和受体植物间形成了根间菌丝网络;10周后,尽管供体室和受体室植物的侵染率已无差异,但二者的生物量和地上部磷浓度差异却加大,表现出菌丝网络对植物种内竞争影响的不对称性。(2)试验条件下,不同介导植物对受体植物的菌根侵染及生物量均无明显影响,但显著降低了供体植物生物量和地上部磷浓度;间隔室无介导植物或种植独行菜时,受体植物地上部和根系生物量显著低于供体植物,而当介导植物为紫花苜蓿和羊草时,受体和供体植物生物量无显著差异。研究表明,植物根间菌丝网络的形成受时间和介导植物的影响,同时也具有调节植物间资源分配和植物相互作用的功能。
- 雷垚伍松林郝志鹏陈保冬
- 关键词：丛枝菌根生态功能
- 丛枝菌根真菌在土壤氮素循环中的作用被引量：75
- 2014年
- 作为植物需求量最大的营养元素,氮素是陆地生态系统初级生产力的主要限制因子。丛枝菌根真菌能与地球上80%以上的陆生植物形成菌根共生体,帮助宿主植物吸收土壤中的P、N等矿质养分。目前,丛枝菌根真菌与氮素循环相关研究侧重于真菌对氮素的吸收形态以及共生体中氮的传输代谢机制,却忽略了丛枝菌根真菌在固氮过程、矿化与吸收过程、硝化过程、反硝化过程以及氮素淋洗过程等土壤氮素循环过程中所起到的潜在作用,并且越来越多的证据也表明丛枝菌根真菌是影响土壤氮素循环过程的重要因子。总结了丛枝菌根真菌可利用的氮素形态及真菌的氮代谢转运相关基因的研究现状;重点分析了丛枝菌根真菌在调控土壤氮素循环过程中的潜在作用以及在生态系统中的重要生态学意义,同时提出了丛枝菌根真菌在土壤氮素循环过程中一些需要深入研究的问题。
- 陈永亮陈保冬刘蕾胡亚军徐天乐张莘
- 关键词：丛枝菌根真菌氮素吸收土壤氮库生态学意义
- 丛枝菌根对土壤-植物系统中重金属迁移转化的影响被引量：32
- 2013年
- 丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一类在自然和农业生态系统中广泛存在并能与多数陆生植物形成共生关系的土壤真菌,在重金属污染土壤中对宿主植物的生长及吸收累积重金属具有重要影响,因而对污染土壤的生物修复具有潜在应用价值。以重金属从根际土壤进入植物并在植物体内再分配过程为主线,介绍丛枝菌根在这一过程中对重金属环境行为,特别是根际土壤中重金属赋存形态及植物吸收重金属的影响。最后,对丛枝菌根影响植物重金属耐性机制研究前沿和菌根修复技术的应用前景进行展望。
- 伍松林张莘陈保冬
- 关键词：丛枝菌根真菌重金属植物
