丛枝菌根真菌影响作物非生物胁迫耐受性的研究进展
发布时间：2021-11-22 16:49
土壤中存在着大量不同种类的微生物资源,土壤微生物能够与自然界中的大多数植物密切合作,其中丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）起着十分重要的作用。近年来,对于AMF的研究越来越多。AMF是存在于土壤中的重要真菌之一,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。AMF可以与陆地上90%左右的植物根系形成共生体,通过在植物根系形成重要的"丛枝菌根"结构而为植物提供更多的养分。为了了解接种AMF对作物生长过程中耐受一些非生物胁迫（如干旱、极端温度、重金属污染、盐分、不利的土壤pH变化等）性能方面的影响,基于之前接种AMF对养分胁迫下玉米生长影响的研究,在扩大作物品种的基础上,通过查阅大量文献,结合试验研究及对前人和近年来关于AMF的一些最新研究进展,获得了具有实践性意义的新发现:AMF与植物共生有助于植物生长,可以改善植物的营养状况,并且可以保护植物免受各种非生物环境胁迫的影响。由此可以得出结论:AMF通过各种机制改善植物生长状况,提高作物抗逆性,为作物增产、农民增收创造了福利,并且避免了由于肥料过量施用导致的一些污染环境问题。本文主要...
【文章来源】：微生物学通报. 2020,47(11)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
水分胁迫下AMF与植物共生的效应
AMF与寄主植物根共生可以增加植物根系吸收面积，这是由于寄生真菌菌丝在根毛区以外探索了更大的区域，从而提高了植物对水和矿质养分的吸收，在胁迫条件下产生更大的生物量[45]。刘芳等[46]研究了5种AMF对生长在0、6和12 mg/kg镉土壤中的盆栽紫花苜宿生长和氮吸收的影响，结果发现：AMF可以减轻镉尤其是高水平镉含量的有害影响，对地上部、根生物量的影响最大；在镉污染为12 mg/kg水平时，接种地表球囊霉(G.versiforme)能促进紫花苜宿生长和氮素的吸收，接种地表球囊霉处理的紫花苜蓿植株与未接种处理相比，株高、根瘤菌数量、总生物量、地上部生物量、整株氮含量、地上部植株氮含量分别增加了65%、95%、50%、62%、72%和5.8%。张晓松等[47]通过不同浓度镉污染土壤接种AMF的黑麦草试验，研究了AMF对镉污染条件下黑麦草生长的影响，结果发现：在180 mg/kg的重度镉污染条件下，G.mosseae对黑麦草的生长有较好的促进作用；AMF在一定程度上减轻了镉污染对黑麦草植株的株高、根长及生物量积累的限制，显著提高了黑麦草叶片中的叶绿素含量。AMF通过提高宿主植物抗氧化酶活性来清除重金属毒害产生的自由基，减少膜脂过氧化，进而提高宿主植物对重金属胁迫的耐受性[48]。AMF被报道在镉胁迫下通过提高抗氧化酶活性(如SOD、POD等)减少氧化损伤[48]。在对不同番茄品种的研究中发现，在重金属镉(20 mg/kg)污染下，AMF对2个番茄品种的生长、叶和根中的丙二醛含量、抗氧化酶活性、镉积累情况及化学形态均产生了影响；接种AMF显著提高了2个番茄品种的根、茎、叶和果实的干物质重，总干重也显著增加[48]。在锌胁迫下，木豆植株抗氧化酶活性受限，而AMF侵染植株的SOD活性升高[49]，从而保护了植株免受重金属锌的毒害。
许多研究结果表明，盐胁迫下AMF接种可以增强寄主植物的耐盐能力，提高作物生长，增加作物产量[54-56]。几篇综述调查了AMF在减轻作物盐分不利影响方面的作用[57-59]。以往的研究报道表明，尽管盐度对AMF的生长有负面影响[60]，但在盐度胁迫下菌根植物的作物性能得到了提高。在盐胁迫条件下接种AMF对黄瓜植株生长、果实产量和品质影响的研究发现，与未接种的植株相比，接种AMF的黄瓜植株果实产量更高、蔬菜营养品质更好；盐胁迫下接种AMF的黄瓜植株体内的氮、磷、钾、铜和锌含量分别比对照提高了7.3%、12%、28%、14%和9.9%，果实产量、总糖含量、维他命C和可溶性蛋白含量明显提高，表明AMF可以有效促进黄瓜植株的生长和对矿物质营养的吸收，改善蔬菜的营养品质，提高果实产量[61]。Hajiboland等[62]证明接种了AMF的番茄对盐胁迫耐受性的改善与磷、钾和钙的较高摄取以及钠毒性的降低有关。王敏强等[63]在研究盐胁迫条件下接种AMF对甜菊生长和氮磷吸收的影响时发现，在高盐胁迫下接种AMF显著增加了甜菊植株的生物量和磷含量，而且随着盐浓度的升高，甜菊的氮素依赖性明显下降，但磷素依赖性显著升高。接种AMF可以显著提高盐胁迫下紫薇的株高、生物量、根长以及根系平均直径、总表面积和总体积，促进紫薇植株根系的生长，同时增加了叶片中氮、磷、钾和叶片叶绿素的含量，与未接种的紫薇植株相比，接种AMF的植株耐盐性提高了27%[64]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]保水剂和丛枝菌根真菌异形根孢囊霉对紫花苜蓿生长与抗旱性的影响[J]. 于萌,张永帅,付伟,吴照祥,谢伟,张莘,郝志鹏,陈保冬. 菌物学报. 2019(11)
[2]丛枝菌根真菌应用技术研究进展[J]. 陈保冬,于萌,郝志鹏,谢伟,张莘. 应用生态学报. 2019(03)
[3]蔬菜丛枝菌根真菌研究概况及进展[J]. 谭亮萍,刘明月,马艳青,贺超兴,赵激. 中国蔬菜. 2018(04)
[4]盐胁迫下接种丛枝苗根真菌对甜菊生长和氮磷吸收的影响[J]. 王敏强,吴沛鸿,沈益康,宋垚彬,吴爱平,王艳红. 应用与环境生物学报. 2018(05)
[5]高温胁迫后小白菜的补偿生长能力及防御机制[J]. 韩玮,孙晨曦,赵和丽,胡琪,郑箐舟,宋星林. 中国农业气象. 2018(02)
[6]丛枝菌根真菌对茶树抗旱性的影响[J]. 许平辉,王飞权,齐玉岗,张瑶,杨乔,肖斌. 西北农业学报. 2017(07)
[7]丛枝菌根真菌（AMF）对盐胁迫下芦笋植株渗透调节物质及抗氧化酶活性的影响[J]. 曹岩坡,代鹏,戴素英. 西南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[8]野生大豆与栽培大豆抗旱性对接种丛枝菌根真菌的响应[J]. 孔钰凤,朱先灿,张建峰,田春杰. 土壤与作物. 2017(01)
[9]镉污染和接种丛枝菌根真菌对紫花苜蓿生长和氮吸收的影响[J]. 刘芳,景戍旋,胡健,肖燕,张英俊. 草业学报. 2017(02)
[10]丛枝菌根真菌对镉污染土壤中黑麦草幼苗生长的影响[J]. 张晓松,孟祥英,王薇,孟春玲,刘智强,钱朗,王志军. 中国土壤与肥料. 2015(06)
博士论文
[1]丛枝菌根真菌对草莓耐盐性及果实品质的影响[D]. 樊丽.中国农业科学院 2011
硕士论文
[1]接种丛枝菌根真菌（AMF）对盆栽柑橘幼苗抗旱性的影响[D]. 张妮娜.西南大学 2018
[2]丛枝菌根真菌提高紫花苜蓿耐铝性机理研究[D]. 和玉吉.西南大学 2016
[3]丛枝菌根真菌提高加工番茄抗盐和抗旱效能及其机理研究[D]. 王斌.石河子大学 2013
[4]丛枝菌根接种对两种耐盐碱牧草的综合效应[D]. 孟根花.内蒙古农业大学 2009
[5]接种丛枝菌根真菌对黑莓扦插苗耐盐性以及抗旱性的影响[D]. 刘晓捷.西南大学 2006
本文编号：3512091
【文章来源】：微生物学通报. 2020,47(11)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
水分胁迫下AMF与植物共生的效应
AMF与寄主植物根共生可以增加植物根系吸收面积，这是由于寄生真菌菌丝在根毛区以外探索了更大的区域，从而提高了植物对水和矿质养分的吸收，在胁迫条件下产生更大的生物量[45]。刘芳等[46]研究了5种AMF对生长在0、6和12 mg/kg镉土壤中的盆栽紫花苜宿生长和氮吸收的影响，结果发现：AMF可以减轻镉尤其是高水平镉含量的有害影响，对地上部、根生物量的影响最大；在镉污染为12 mg/kg水平时，接种地表球囊霉(G.versiforme)能促进紫花苜宿生长和氮素的吸收，接种地表球囊霉处理的紫花苜蓿植株与未接种处理相比，株高、根瘤菌数量、总生物量、地上部生物量、整株氮含量、地上部植株氮含量分别增加了65%、95%、50%、62%、72%和5.8%。张晓松等[47]通过不同浓度镉污染土壤接种AMF的黑麦草试验，研究了AMF对镉污染条件下黑麦草生长的影响，结果发现：在180 mg/kg的重度镉污染条件下，G.mosseae对黑麦草的生长有较好的促进作用；AMF在一定程度上减轻了镉污染对黑麦草植株的株高、根长及生物量积累的限制，显著提高了黑麦草叶片中的叶绿素含量。AMF通过提高宿主植物抗氧化酶活性来清除重金属毒害产生的自由基，减少膜脂过氧化，进而提高宿主植物对重金属胁迫的耐受性[48]。AMF被报道在镉胁迫下通过提高抗氧化酶活性(如SOD、POD等)减少氧化损伤[48]。在对不同番茄品种的研究中发现，在重金属镉(20 mg/kg)污染下，AMF对2个番茄品种的生长、叶和根中的丙二醛含量、抗氧化酶活性、镉积累情况及化学形态均产生了影响；接种AMF显著提高了2个番茄品种的根、茎、叶和果实的干物质重，总干重也显著增加[48]。在锌胁迫下，木豆植株抗氧化酶活性受限，而AMF侵染植株的SOD活性升高[49]，从而保护了植株免受重金属锌的毒害。
许多研究结果表明，盐胁迫下AMF接种可以增强寄主植物的耐盐能力，提高作物生长，增加作物产量[54-56]。几篇综述调查了AMF在减轻作物盐分不利影响方面的作用[57-59]。以往的研究报道表明，尽管盐度对AMF的生长有负面影响[60]，但在盐度胁迫下菌根植物的作物性能得到了提高。在盐胁迫条件下接种AMF对黄瓜植株生长、果实产量和品质影响的研究发现，与未接种的植株相比，接种AMF的黄瓜植株果实产量更高、蔬菜营养品质更好；盐胁迫下接种AMF的黄瓜植株体内的氮、磷、钾、铜和锌含量分别比对照提高了7.3%、12%、28%、14%和9.9%，果实产量、总糖含量、维他命C和可溶性蛋白含量明显提高，表明AMF可以有效促进黄瓜植株的生长和对矿物质营养的吸收，改善蔬菜的营养品质，提高果实产量[61]。Hajiboland等[62]证明接种了AMF的番茄对盐胁迫耐受性的改善与磷、钾和钙的较高摄取以及钠毒性的降低有关。王敏强等[63]在研究盐胁迫条件下接种AMF对甜菊生长和氮磷吸收的影响时发现，在高盐胁迫下接种AMF显著增加了甜菊植株的生物量和磷含量，而且随着盐浓度的升高，甜菊的氮素依赖性明显下降，但磷素依赖性显著升高。接种AMF可以显著提高盐胁迫下紫薇的株高、生物量、根长以及根系平均直径、总表面积和总体积，促进紫薇植株根系的生长，同时增加了叶片中氮、磷、钾和叶片叶绿素的含量，与未接种的紫薇植株相比，接种AMF的植株耐盐性提高了27%[64]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]保水剂和丛枝菌根真菌异形根孢囊霉对紫花苜蓿生长与抗旱性的影响[J]. 于萌,张永帅,付伟,吴照祥,谢伟,张莘,郝志鹏,陈保冬. 菌物学报. 2019(11)
[2]丛枝菌根真菌应用技术研究进展[J]. 陈保冬,于萌,郝志鹏,谢伟,张莘. 应用生态学报. 2019(03)
[3]蔬菜丛枝菌根真菌研究概况及进展[J]. 谭亮萍,刘明月,马艳青,贺超兴,赵激. 中国蔬菜. 2018(04)
[4]盐胁迫下接种丛枝苗根真菌对甜菊生长和氮磷吸收的影响[J]. 王敏强,吴沛鸿,沈益康,宋垚彬,吴爱平,王艳红. 应用与环境生物学报. 2018(05)
[5]高温胁迫后小白菜的补偿生长能力及防御机制[J]. 韩玮,孙晨曦,赵和丽,胡琪,郑箐舟,宋星林. 中国农业气象. 2018(02)
[6]丛枝菌根真菌对茶树抗旱性的影响[J]. 许平辉,王飞权,齐玉岗,张瑶,杨乔,肖斌. 西北农业学报. 2017(07)
[7]丛枝菌根真菌（AMF）对盐胁迫下芦笋植株渗透调节物质及抗氧化酶活性的影响[J]. 曹岩坡,代鹏,戴素英. 西南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[8]野生大豆与栽培大豆抗旱性对接种丛枝菌根真菌的响应[J]. 孔钰凤,朱先灿,张建峰,田春杰. 土壤与作物. 2017(01)
[9]镉污染和接种丛枝菌根真菌对紫花苜蓿生长和氮吸收的影响[J]. 刘芳,景戍旋,胡健,肖燕,张英俊. 草业学报. 2017(02)
[10]丛枝菌根真菌对镉污染土壤中黑麦草幼苗生长的影响[J]. 张晓松,孟祥英,王薇,孟春玲,刘智强,钱朗,王志军. 中国土壤与肥料. 2015(06)
博士论文
[1]丛枝菌根真菌对草莓耐盐性及果实品质的影响[D]. 樊丽.中国农业科学院 2011
硕士论文
[1]接种丛枝菌根真菌（AMF）对盆栽柑橘幼苗抗旱性的影响[D]. 张妮娜.西南大学 2018
[2]丛枝菌根真菌提高紫花苜蓿耐铝性机理研究[D]. 和玉吉.西南大学 2016
[3]丛枝菌根真菌提高加工番茄抗盐和抗旱效能及其机理研究[D]. 王斌.石河子大学 2013
[4]丛枝菌根接种对两种耐盐碱牧草的综合效应[D]. 孟根花.内蒙古农业大学 2009
[5]接种丛枝菌根真菌对黑莓扦插苗耐盐性以及抗旱性的影响[D]. 刘晓捷.西南大学 2006
本文编号：3512091
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