氮沉降对植物—丛枝菌根共生体影响的研究进展
菌根真菌促进植物吸收利用氮素机制的研究进展_孙秋玲
菌根真菌促进植物吸收利用氮素机制的研究进展*
孙秋玲1，2 戴思兰1 张春英2＊＊ 魏翔莺2，3
（ 1 北京林业大学园林学院，国家花卉工程技术研究中心，北京 100083； 2 上海市园林科学研究所，上海 200232； 3 福建农林大 学园艺学院，福州 350002）
Key words： mycorrhiza； nitrogen form； isolated genes； metabolic pathway； physiological responses； anatomical feature．
菌根（ mycorrhizae） 是自然界最为普遍的一种植 物共生现象，地球上 97% 的有花植ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ都能形成菌根 （ 刘文科，2003） 。它是指土壤中的一类真菌与高等 植物营养根系形成的一种共生体。根据菌根形态学 及解剖学特征，菌根可分为 3 种主要类型，即外生菌 根（ ectomycorrhizas，ECM） 、内生菌根及内外生菌根 （ ectoendomycorrhizas，EEM） 。而内生菌根包括丛枝 菌根 （ arbuscular mycorrhizas，AM） 、杜 鹃 花 类 菌 根
* 国家自然科学基金项目（ 30972409） 资助。 ＊＊通讯作者 E-mail： mayzhang55@ yahoo． com． cn 收稿日期： 2011-12-14 接受日期： 2012-02-19
（ ericoid mycorrhizas，ERM） 、兰科菌根（ orchid mycorrhizas，OM） 、水 晶 兰 类 菌 根 （ monotropoid mycorrhizas，MM ） 、浆 果 鹃 类 菌 根 （ arbutoid mycorrhizas， ARM） 等（ Harley，1989） 。菌根共生体可极大地促进 植物对水分和矿物质营养元素的吸收和利用，尤其 是对 P、N、Zn、Cu 的吸收（ Clark ＆ Zeto，2000； Parniske，2008） 。氮素作为植物的生命元素，对于植物的 生长有着至关重要的作用，它不仅是生物有机体的 组成成分，而且还参与一些酶以及叶绿素的合成，直 接关系到植物细胞的分裂和生长。实际上，植物的 生长和产量完全依赖于土壤中的氮含量，尤其是有
丛枝菌根真菌(AMF)对植物生化变化影响研究进展
丛枝菌根真菌(AMF)对植物生化变化影响研究进展
肖质净
【期刊名称】《农业科技与装备》
【年(卷),期】2017(000)005
【摘要】丛枝菌根真菌(AMF)能够提高植物对盐碱环境的适应性.丛枝菌根真菌可对植物生物化学变化如植物体内的脯氨酸、甜菜碱、多胺等产生影响,从而使植物更好地在盐碱土中生长.
【总页数】2页(P11-12)
【作者】肖质净
【作者单位】盘锦市科技局,辽宁盘锦 124000
【正文语种】中文
【中图分类】S154.4
【相关文献】
1.丛枝菌根真菌(AMF)对植物群落调节的研究进展 [J], 职桂叶;陈欣;唐建军
2.丛枝菌根真菌(AMF)对外来植物入侵反馈机制的研究进展 [J], 于文清;周文;万方浩;刘万学
3.湿地植物与丛枝菌根真菌(AMF)相互关系的研究进展 [J], 鄢金灼;武发思;冯虎元
4.丛枝菌根真菌(AMF)对植物养分吸收影响研究进展 [J], 肖质净
5.利用丛枝菌根真菌(AMF)提高植物抗旱性的研究进展 [J], 夏建国;李静
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氮沉降对热带亚热带森林土壤氮循环微生物过程的影响研究进展
氮沉降对热带亚热带森林土壤氮循环微生物过程的影响研究进展一、内容简述本文综述了氮沉降对热带亚热带森林土壤氮循环微生物过程的影响。
介绍了氮沉降的增加及其对热带亚热带森林生态系统的潜在影响；从微生物分子生物学角度概述了土壤氮循环关键过程的研究，包括固氮、矿化、硝化和反硝化等；接着深入探讨了氮沉降对土壤微生物群落结构、多样性和功能的影响；总结了氮沉降对热带亚热带森林土壤氮循环微生物过程的正面和负面影响，并提出了未来研究方向。
氮沉降是大气中氮气在降水或干沉降过程中的释放，对生态系统产生重要影响。
热带亚热带森林作为地球上最丰富的生态系统之一，近年来受到了全球变化和人类活动带来的氮沉降增加。
氮沉降的增加可能会改变土壤氮循环过程，进而影响植物生长和生态系统功能。
微生物在土壤氮循环过程中起着关键作用，其群落结构和功能对氮沉降变化具有明显响应。
本研究利用高通量测序技术分析了氮沉降增加对热带亚热带森林土壤氮循环微生物群落结构的影响，发现氮沉降增加会导致土壤中固氮菌、矿化细菌和反硝化细菌等多种微生物类群的丰度发生变化。
1. 研究背景及意义在全球气候变化和人类活动的影响下，氮循环作为生态系统氮素的重要转化过程，对生态系统的生产力和功能起着至关重要的作用。
特别是在热带亚热带地区，由于其独特的生物群落和强烈的光温反应，氮循环过程表现出极高的效率和多样性。
随着氮沉降的增加，这一地区的森林土壤氮循环过程受到了深远的影响。
为了深入理解这种影响，揭示氮沉降与热带亚热带森林土壤氮循环微生物之间的相互作用机制，对于准确评估全球变化对生态系统功能的影响具有重要意义。
氮沉降是指大气中的氮气（N通过干湿沉降等途径进入地表和近地表的氮素形态。
随着工业化、交通和化石燃料的大量燃烧，氮气在大气中的浓度持续上升，导致越来越多的氮素以氮沉降的形式返回到生态系统。
在全球范围内，尤其是热带和亚热带地区，人为源的氮沉降已经成为氮循环的重要组成部分。
过量的氮沉降可能会导致土壤中氮素过量积累，进而引发一系列环境问题，如水体富营养化、土壤酸化等。
丛枝菌根真菌-植物-根际微生物互作研究进展与展望
DOI: 10.12357/cjea.20220093储薇, 郭信来, 张晨, 周柳婷, 吴则焰, 林文雄. 丛枝菌根真菌-植物-根际微生物互作研究进展与展望[J]. 中国生态农业学报 (中英文), 2022, 30(11): 1709−1721CHU W, GUO X L, ZHANG C, ZHOU L T, WU Z Y, LIN W X. Research progress and future directions of arbuscular mycorrhizal fungi-plant-rhizosphere microbial interaction[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2022, 30(11): 1709−1721丛枝菌根真菌-植物-根际微生物互作研究进展与展望*储 薇, 郭信来, 张 晨, 周柳婷, 吴则焰**, 林文雄(福建农林大学生命科学学院 福州 350002)摘 要: 根际微生态作为土壤生态环境的热区, 以多种方式影响着植物的生长和代谢, 许多科学家将根系视为第二次绿色革命的关键。
丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)是植物最普遍的菌根共生类别之一, 与陆地植物的进化史密不可分。
丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)与宿主植物根系形成的菌根共生体可改变植株根系形态、改善营养状况, 从而促进宿主植物的生长发育, 提高抗逆性及抗病性, 参与植物的许多生理代谢过程, 并通过对土壤结构及微生物群落结构的调节间接影响植物的生长。
本文简述了AMF 与植物、根际微生物和菌根辅助菌(mycorrhizae helper bacteria, MHB)的互作研究结果, 探讨了菌根共生对植株建立、竞争、维持生物多样性及其在地球环境生态中的重要作用。
尽管AMF 与植株共生已经表现出良好的生产效益, 但是大多数科学文献报道的研究都是在受控条件(生长室或温室、无菌基质)下进行的, 由于AMF 在自然环境中的响应可能会发生显著变化, 因此我们还需要在田间条件下评估AMF 的能力。
丛枝菌根真菌在土壤氮素循环中的作用_陈永亮
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The interaction of AMF and other functional microbial groups responsible for N cycling has been particularly studied． It has been well demonstrated that AMF had remarkable effects on diazotrophic，nitrifying and denitrifying microbial communities in soil microcosms or under field conditions． AMF were also shown to reduce soil inorganic N loss via leaching in microcosmbased studies． Taken together，AMF can serve as an important influencing factor for individual soil N cycling processes． allocation among Furthermore ，the belowground common mycorrhizal networks could essentially affect N transfer and redifferent plants in ecosystems，and thus have important ecological impacts on aboveground plant community and ecosystem thus the N pool in AMF mycelia could be similar in magnitude stability． Moreover，all AMF hyphae have a high N content ， to that in roots considering their ubiquity in terrestrial ecosystems． The fungal hyphae also have a rapid turnover rate， indicating that AMF play an unappreciated role in global N cycling． This paper summarized the recent research progresses in N metabolism in AM symbiosis， including N species assimilated by AMF，and the N metabolism genes in AMF． Simultaneously，the potential role of AMF in mediating the soil N cycling processes and its ecological significances in ecosystems were discussed in details． Some important issues in relation to the involvement of AMF in soil N cycling were also proposed for further research． Key Words： arbuscular mycorrhizal fungi ； N uptake； soil N cycling； soil N pool ； ecological significance
丛枝菌根真菌植物根际微生物互作研究进展与展望
丛枝菌根真菌植物根际微生物互作研究进展与展望一、本文概述随着生态学、微生物学和植物生物学等多个学科的深入发展，丛枝菌根真菌与植物根际微生物的互作关系已成为研究的热点。
这些微生物在土壤中的共生、竞争和拮抗等相互作用，不仅影响植物的生长和发育，还对整个生态系统的稳定性和健康性具有深远影响。
本文综述了近年来关于丛枝菌根真菌与植物根际微生物互作关系的研究进展，包括互作机制、影响因素以及调控策略等方面，并对未来的研究方向进行了展望。
通过深入了解这些微生物的互作关系，我们可以为农业可持续发展、生态环境保护以及生物资源的开发利用提供新的思路和方法。
二、丛枝菌根真菌与植物根际微生物的互作机制丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）作为土壤中的重要微生物之一，与植物根际微生物之间存在着复杂而精妙的互作关系。
这种互作不仅影响植物的生长和发育，也对土壤微生物群落的结构和功能产生深远影响。
近年来，随着分子生物学、基因组学和生态学等学科的快速发展，对AMF与植物根际微生物互作机制的研究取得了显著进展。
AMF与植物根际微生物在营养竞争方面存在明显的互作。
AMF通过扩大根的吸收面积，增强植物对水分和矿质营养的吸收能力。
同时，AMF还能分泌多种胞外酶，如磷酸酶、几丁质酶等，分解土壤中的有机物质，为植物提供营养。
这种营养竞争不仅影响植物的生长，也影响根际微生物的生存和繁殖。
AMF与植物根际微生物在信号交流方面也存在互作。
AMF能感知并响应植物分泌的根际信号物质，如生长素、独脚金内酯等，从而调整自身的生长和代谢。
同时，AMF也能分泌多种信号分子，如菌根因子、几丁质等，与植物和根际微生物进行信号交流，共同调节根际微生态环境。
AMF与植物根际微生物在生态功能方面也存在互作。
AMF能提高植物的抗逆性，如抗旱、抗盐、抗病等，从而改善植物的生存环境。
AMF还能与根际微生物共同构建稳定的土壤微生物群落，维持土壤生态系统的健康与稳定。
丛枝菌根(真菌)对植物抗病性、抗旱性的影响
河南农业2019年第5期（上）ZHI WU BAO HU植物保护AMF能够与宿主植物形成菌根共生体，并通过菌丝更为有效地获取宿主植物根际的矿质营养，特别是改善植物磷营养状况，进而促进植物从土壤中吸收水分，促进植物生长发育，提高植物竞争力，提高植物抗逆性。
一、丛枝菌根的发病率和病情指数都比对照有显著下降，其中，最低的处理（G． etuicatum）分别降低了47.8%和56.6%。
在皮棉产量方面，两种处理下的产量比对照都有显著增加，分别增长了48.0%和13.6%。
两种处理的丛枝菌根侵染情况表现出与产量的正相关关系 。
二、丛枝菌根在植物修复重金属污染土壤中的应用由于日趋增加的环境污染，相当一部分农业土壤不同程度的累积了过量的重金属和类重金属元素。
重金属可通过生物体的富集，然后污染的胁迫性。
在重金属污染情况下，AM真菌能够影响植物对重金属的吸收和转换，从而减轻重金属对植物的毒害作用，在重金属污染的土壤中，植物修复有着极大的潜力 。
AM真菌能够有效地促进污染物的降解和转化，从而修复受污染的环境 。
三、丛枝菌根真菌对植物抗旱性的影响我国大部分地区处于干旱半干旱状态，发展节水农业势在必行。
通过菌根来提高植物的抗旱性成为一种重要手段。
近年来，越来越多玉米较NM植绿叶面积，而NM植株也经NM植株具有主植物的抗逆增强宿主植物力，至少应该包括两个方面：一方面，在宿主遭胁迫时，AM能迅速启动宿主的胁迫反应系统；另一方面，AM真菌合成了能够抵抗胁迫的化学或生物物质。
现在尚不清楚AM真菌如何激活宿主的胁迫反应系统，也不知道是否有其他机制参与了AM真菌与宿主植物的相互作用，但可以肯定是丛枝菌根可以扩大宿主的吸收面积，改善宿主的营养状况。
因此，丛枝菌根有利于增强宿主植物抗逆性的作用是由物理、化学、生物以及细胞的综合作用导致的，似乎更符合实际。
丛枝菌根真菌(AMF)对植物群落调节的研究进展
丛枝菌根真菌(AMF)对植物群落调节的研究进展
职桂叶;陈欣;唐建军
【期刊名称】《菌物学报》
【年(卷),期】2003(022)004
【摘要】@@ 1引言rn菌根(mycorrhiza)是土壤中的菌根真菌与高等植物营养根系形成的一种共生体,菌根的3个主要的类型(即外生菌根Ectomycorrhiza、内生菌根Endomycorrhiza、内外生菌根Ectendomycorrhiza)中,内生性的丛枝状菌根(Vesicular-Arbuscular mycorrhiza,AM)是分布最广泛、最普遍的一类菌根.【总页数】5页(P678-682)
【作者】职桂叶;陈欣;唐建军
【作者单位】浙江大学生命科学学院,杭州,310029;浙江大学生命科学学院,杭州,310029;浙江大学生命科学学院,杭州,310029
【正文语种】中文
【中图分类】Q939.5
【相关文献】
1.丛枝菌根真菌(AMF)对外来植物入侵反馈机制的研究进展 [J], 于文清;周文;万方浩;刘万学
2.湿地植物与丛枝菌根真菌(AMF)相互关系的研究进展 [J], 鄢金灼;武发思;冯虎元
3.丛枝菌根真菌(AMF)对植物养分吸收影响研究进展 [J], 肖质净
4.丛枝菌根真菌(AMF)对植物生化变化影响研究进展 [J], 肖质净
5.丛枝菌根真菌(AMF)对玉米/蚕豆和玉米/稗草互体系植物生长的反馈调节 [J], 谢先进;张俊伶
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氮沉降对植物—丛枝菌根共生体影响的研究进展
丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）是自然界中广泛分布的一类真菌，能与80%以上的陆生维管植物形成共生菌根[1-3]。
丛枝菌根真菌将吸收的水分与矿质营养传输给宿主植物，而作为回馈，植物将光合作用合成的碳水化合物以己糖的形式输送给AM真菌作为碳源[4-6]，这种共生关系不仅增强了植物对营养的吸收，也在一定程度上提高了其抵御逆境胁迫的能力。
20世纪中叶以来，随着化石燃料的大量燃烧、氮肥的过量生产与使用以及畜牧业迅猛发展等人类活动的增强，大气中的氮化物含量激增，由氮沉降所导致的土壤氮素含量增加也带来了一系列严峻的生态环境问题，其对陆地植物的影响也越来越受到学者们的关注[9，10]。
氮是植物生长发育的主要限制因子，然而植物对氮的需求量与同化能力是有限的，当氮素过量输入时，植物体内氮代谢酶活性及氮同化物积累过程会发生改变，并最终影响植物的生长[11，12]。
与此同时，由氮沉降引起的植物变化也将对共生的AM真菌产生显著的影响[13-15]。
事实上，多数植物是以植物-菌根共生体形式存在于生态系统中。
因此，为了进一步理解大气氮沉降对植物-丛枝菌根共生体的影响，从氮沉降对菌根侵染特性、菌根多样性、菌根对宿主植物生长发育、氮代谢、磷吸收以及对宿主植物生物多样性影响等方面对以往研究进行了归纳总结，并提出应重点关注的研究方向，旨在为菌根生理生态学的研究提供一定的科学依据。
1氮沉降对菌根真菌侵染特性的影响
一般来说，AM真菌的根外菌丝可以从环境中吸收和同化各种氮源，同时将其传递给植物促进其生长。
当土壤有效氮含量过高时，就会造成NO3-的还原产物NO2-积累，并对宿主植物造成一定伤害，进而影响菌根的侵染，而当土壤有效氮含量过低时，
植物会依赖AM真菌吸收氮素。
有报道说，植物提供碳水化合物给AM真菌所消耗的成本要低于自身吸收氮素所消耗的成本，为了达到最高的能量利用效率，植物会依赖AM真菌吸收氮素。
因此，随着土壤有效氮含量的增加，植物吸收氮素的成本降低，对AM真菌的依赖性就会减弱，使菌根的侵染受到影响。
氮沉降对AM真菌侵染的影响也会随宿主植物、菌种、氮沉降水平及氮源的形态不同而产生一定差异，并且至今尚无一致的定论。
卢彦琦等以白术（Atractylodes macrocephala）为供试材料，非灭菌土为生长基质，利用盆栽试验研究了在不同氮水平下，接种摩西球囊霉（Glomus mosseae）对白术生理特性的影响。
结果表明，G.mosseae能够与白术形成良好的共生关系，氮含量0.30～0.45 g/kg时，接种G.mosseae能够显著提高菌根侵染率，且0.45 g/kg 时侵染率最高，当氮含量继续增加时，菌根侵染率反而降低。
在对黄芪（Astragalus membranaceus）的研究中，也同样发现AM 真菌侵染率随着氮含量的增加呈先上升后下降的趋势。
以珍珠岩为培养基质接种摩西球囊霉研究了不同氮含量对玉米的影响，结果表明，AM真菌侵染率随着外界氮浓度的升高而下降。
在对不同杂草功能类群对模拟氮沉降的响应的研究发现，不同植物的菌根侵染率在氮沉降增加条件下有不同的响应，其中，早熟禾（Poa annua）、婆婆纳（Veronica didyma）、鼠曲草（Gnaphalium affine）、白车轴（Trifolium repens）的菌根侵染率显著下降，北美车前（Plantago virginica）、酢浆草（Oxalis corniculata）、天蓝苜蓿（Medicago lupulina）菌根侵染则有微小的上升，但没有达到显著水平，说明不同植物种类的菌根在氮沉降增加条件下会产生不同响应。
目前，有关氮沉降对不同AM真菌侵染特性影响的研究大部分局限于球囊霉属，而对非球囊霉属的AM真菌关注较少，有待于今后进一步研究。
2氮沉降对丛枝菌根真菌多样性影响
氮沉降所引起的土壤氮含量增加会对丛枝菌根真菌的多样
性及其生态功能产生重要影响。
Treseder在研究菌根真菌多样性对氮沉降响应的结果得出，氮含量增加可使菌根真菌的丰富度减少15%。
与Treseder结果相似，Warburton在氮沉降对不同种属丛枝菌根真菌影响的研究发现，随着氮含量的提高，AM真菌的群落组成以及丰富度显著降低，并且在不同种属的AM真菌中产生明显的选择性抑制。
与球囊霉属相比，盾巨孢囊霉属（Scutellospora）和巨孢囊霉属（Gigaspora）孢子的萌发受到了显著的抑制，主要原因为AM真菌孢子的萌发需要大量的光合产物，当宿主植物处于土壤氮素富集状态时，会把更多的光合产物分配到植物的地上部分使菌根生长受到限制，同时由于不同AM 真菌对光合产物有着不同的需求，因此，对于光合产物需求较大的盾巨孢囊霉属和巨孢囊霉属AM真菌在氮沉降状态下的发育受到抑制，而相同条件下产生小孢子的球囊霉属AM真菌能够更加有效的利用有限的光合产物，这也是在氮沉降背景下AM真菌多样性降低同时对不同种属AM真菌产生选择性抑制的主要原因。
3氮沉降对植物-丛枝菌根共生体生长发育的影响。