喀斯特地区丛枝菌根真菌多样性研究进展
发布时间：2021-12-24 06:52
丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AM真菌）在喀斯特地区生态修复中具有潜在的可利用性,关于喀斯特地区AM真菌多样性以及生态功能的研究已成为近年来的热点问题。本文归纳了喀斯特地区分离出的AM真菌名录,旨在为喀斯特高效生态修复菌种筛选提供支撑材料。综述了喀斯特地区土壤石灰性、营养物质匮乏、空间异质性强,植被逆向演替、植物种类多样等特点对喀斯特地区AM真菌多样性的影响规律,总结了AM真菌对于喀斯特地区土壤结构、营养元素循环、植物抗旱性、植物个体养分吸收、植被演替方面的生理生态功能及作用机理,以期为喀斯特地区AM真菌适生性研究、AM真菌潜在生态功能有效利用、AM真菌-植物共生体系筛选与培育等环节做出指引,为菌根技术在喀斯特生态修复中的应用提供理论基础。未来的研究应进一步深入探究AM真菌多样性影响机制,探讨AM真菌与植物适生性之间的关系,以及加强AM真菌-植物共生体系筛选与培育。
【文章来源】：地球与环境. 2020,48(05)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
影响喀斯特地区AM真菌多样性的生态特征
众多研究表明，AM真菌可以促进宿主植物对水分的吸收来提高其抗旱性和抗盐碱性。有实验结果证明菌丝直接参与水分的吸收和转运[50]。刘锦春等[51]在对喀斯特地区柏树幼苗根系应对水分胁迫的生长策略时发现，柏树幼苗在短期干旱时通过增大根系长度来增加自身抗旱性，但在长期干旱下则通过缩小根系长度来增强竞争力。然而在对AM真菌对喀斯特地区金银花根系生长的研究中却发现，无论是短期干旱还是长期干旱，接种菌根的金银花的根长度、表面积及根体积均较对照组显著降低，但根系生物量并没有显著降低[52]。这是因为菌根共生植物存在着两种吸收水分和养分的途径。一方面，根外菌丝会在土壤中形成广泛的菌丝网络，扩大根系功能和水分吸收范围，因此表现为根长度、表面积及根体积的增大;另一方面，根内菌丝会穿过植物根系皮层细胞形成丛枝结构传输水分，缩短水分的根内运输路径[45]，而对根系的长度、表面积以及体积等没有显著影响。有些植物还可以依靠菌根真菌菌丝穿入风化岩石基质，从而为植物根系吸收水分提供通道[53]。众多研究表明，喀斯特地区多种菌种共存不是以简单的叠加来发挥其影响效应，而是通过多种菌种、不同植物应对不同的水分条件，发挥不同的抗旱效应来影响植物的生长性状[51,52,54-57]。同时，AM真菌可以通过调节植物体内渗透物含量，提高植物净光合速率和气孔导度，改变激素平衡等途径最终达到提高植物水分利用效率[58]。Chen等[36]证实AM真菌的接种能够显著提高喀斯特地区桑苗的光合速率、蒸腾速率、气孔导度。蒸腾速率的提高增强了桑苗水分传导力和蒸腾流，气孔导度的增加减少了气孔对水分的阻力，进而提高植株对水的吸收效率，增强寄主植物抗旱性。缺水状态会导致植物细胞内自由基含量上升，导致植物氧化应激增强。已有研究证明，AM真菌提高植物抗旱性还与AM真菌能够提高抗氧化剂活性有关[59]。AM真菌提高了SOD、POD、CAT、谷胱甘肽还原酶、抗坏血栓过氧化物酶等抗氧化剂活性，从而降低了氧化剂对植物的损害[60]。还有学者认为，接种AM真菌可诱导更多水通道蛋白基因表达，以促进植物对于水分的吸收，改善植物水分代谢[61]，或者调控植物PIPs类水孔蛋白基因表达以增强细胞保水性、避免水分流失[62]，关于此方面的研究有待深入。缺水是喀斯特地区生态修复的主要障碍之一，合理利用菌根技术可以促进喀斯特地区植物生长，并增加植物抗岩溶干旱的能力，这有助于提高喀斯特地区植被恢复演替前期植物存活率，确保修复效果的稳定性，从而大大增加生态修复成功率。3.2.2 促进植物对氮、磷等营养元素吸收
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩性与植被类型对喀斯特土壤AM真菌群落的影响[J]. 张晓晓,王苗苗,冯书珍,邱虎森,盖爽爽,赵蕾,胡亚军,何寻阳,陆祖军. 广西师范大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]喀斯特植被演替过程土壤丛枝菌根真菌（AMF）多样性[J]. 林艳,何跃军,何敏红,吴春玉,方正圆,韩勖,徐鑫洋,王世雄. 生态学报. 2019(11)
[3]丛枝菌根真菌对岩溶区植物水分吸收利用的促进作用探讨[J]. 邢丹,王震洪,申刚,韩世玉,罗朝斌,白立伟. 世界林业研究. 2019(03)
[4]西南喀斯特石漠化与水土流失研究进展[J]. 戴全厚,严友进. 水土保持学报. 2018(02)
[5]基于DGGE研究喀斯特金橘接种AMF对根际细菌多样性和植株生长的影响[J]. 雷芸,林钰,胡振兴,邓荫伟,田远春,刘灵. 广西植物. 2018(01)
[6]丛枝菌根网对喀斯特适生植物氮、磷化学计量特征的影响[J]. 杨应,蒋长洪,何跃军,欧静,王鹏鹏,司建朋,何敏红,林艳. 植物生理学报. 2017(12)
[7]接种丛枝菌根真菌对诸葛菜生理指标和氮磷钙吸收的影响[J]. 喻文强,任宝琴,朱乐辉,魏源,陈海燕,王世杰,周民. 环境科学研究. 2018(04)
[8]球囊菌门丛枝菌根真菌最新分类系统菌种名录[J]. 王幼珊,刘润进. 菌物学报. 2017(07)
[9]喀斯特灌丛土壤丛枝菌根真菌群落结构及丰度的影响因子[J]. 梁月明,苏以荣,何寻阳,陈香碧,胡亚军. 环境科学. 2017(11)
[10]AMF对金橘苗根围土壤酶活性及植株生长的影响[J]. 康福丽,朱国政,林钰,胡振兴,邓荫伟,冯玉能,陈胜华,陈付林,刘灵. 广西师范大学学报(自然科学版). 2017(01)
硕士论文
[1]干旱区水盐梯度下植物与AM真菌物种多样性耦合关系研究[D]. 魏雪峰.新疆大学 2014
本文编号：3550015
【文章来源】：地球与环境. 2020,48(05)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
影响喀斯特地区AM真菌多样性的生态特征
众多研究表明，AM真菌可以促进宿主植物对水分的吸收来提高其抗旱性和抗盐碱性。有实验结果证明菌丝直接参与水分的吸收和转运[50]。刘锦春等[51]在对喀斯特地区柏树幼苗根系应对水分胁迫的生长策略时发现，柏树幼苗在短期干旱时通过增大根系长度来增加自身抗旱性，但在长期干旱下则通过缩小根系长度来增强竞争力。然而在对AM真菌对喀斯特地区金银花根系生长的研究中却发现，无论是短期干旱还是长期干旱，接种菌根的金银花的根长度、表面积及根体积均较对照组显著降低，但根系生物量并没有显著降低[52]。这是因为菌根共生植物存在着两种吸收水分和养分的途径。一方面，根外菌丝会在土壤中形成广泛的菌丝网络，扩大根系功能和水分吸收范围，因此表现为根长度、表面积及根体积的增大;另一方面，根内菌丝会穿过植物根系皮层细胞形成丛枝结构传输水分，缩短水分的根内运输路径[45]，而对根系的长度、表面积以及体积等没有显著影响。有些植物还可以依靠菌根真菌菌丝穿入风化岩石基质，从而为植物根系吸收水分提供通道[53]。众多研究表明，喀斯特地区多种菌种共存不是以简单的叠加来发挥其影响效应，而是通过多种菌种、不同植物应对不同的水分条件，发挥不同的抗旱效应来影响植物的生长性状[51,52,54-57]。同时，AM真菌可以通过调节植物体内渗透物含量，提高植物净光合速率和气孔导度，改变激素平衡等途径最终达到提高植物水分利用效率[58]。Chen等[36]证实AM真菌的接种能够显著提高喀斯特地区桑苗的光合速率、蒸腾速率、气孔导度。蒸腾速率的提高增强了桑苗水分传导力和蒸腾流，气孔导度的增加减少了气孔对水分的阻力，进而提高植株对水的吸收效率，增强寄主植物抗旱性。缺水状态会导致植物细胞内自由基含量上升，导致植物氧化应激增强。已有研究证明，AM真菌提高植物抗旱性还与AM真菌能够提高抗氧化剂活性有关[59]。AM真菌提高了SOD、POD、CAT、谷胱甘肽还原酶、抗坏血栓过氧化物酶等抗氧化剂活性，从而降低了氧化剂对植物的损害[60]。还有学者认为，接种AM真菌可诱导更多水通道蛋白基因表达，以促进植物对于水分的吸收，改善植物水分代谢[61]，或者调控植物PIPs类水孔蛋白基因表达以增强细胞保水性、避免水分流失[62]，关于此方面的研究有待深入。缺水是喀斯特地区生态修复的主要障碍之一，合理利用菌根技术可以促进喀斯特地区植物生长，并增加植物抗岩溶干旱的能力，这有助于提高喀斯特地区植被恢复演替前期植物存活率，确保修复效果的稳定性，从而大大增加生态修复成功率。3.2.2 促进植物对氮、磷等营养元素吸收
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩性与植被类型对喀斯特土壤AM真菌群落的影响[J]. 张晓晓,王苗苗,冯书珍,邱虎森,盖爽爽,赵蕾,胡亚军,何寻阳,陆祖军. 广西师范大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]喀斯特植被演替过程土壤丛枝菌根真菌（AMF）多样性[J]. 林艳,何跃军,何敏红,吴春玉,方正圆,韩勖,徐鑫洋,王世雄. 生态学报. 2019(11)
[3]丛枝菌根真菌对岩溶区植物水分吸收利用的促进作用探讨[J]. 邢丹,王震洪,申刚,韩世玉,罗朝斌,白立伟. 世界林业研究. 2019(03)
[4]西南喀斯特石漠化与水土流失研究进展[J]. 戴全厚,严友进. 水土保持学报. 2018(02)
[5]基于DGGE研究喀斯特金橘接种AMF对根际细菌多样性和植株生长的影响[J]. 雷芸,林钰,胡振兴,邓荫伟,田远春,刘灵. 广西植物. 2018(01)
[6]丛枝菌根网对喀斯特适生植物氮、磷化学计量特征的影响[J]. 杨应,蒋长洪,何跃军,欧静,王鹏鹏,司建朋,何敏红,林艳. 植物生理学报. 2017(12)
[7]接种丛枝菌根真菌对诸葛菜生理指标和氮磷钙吸收的影响[J]. 喻文强,任宝琴,朱乐辉,魏源,陈海燕,王世杰,周民. 环境科学研究. 2018(04)
[8]球囊菌门丛枝菌根真菌最新分类系统菌种名录[J]. 王幼珊,刘润进. 菌物学报. 2017(07)
[9]喀斯特灌丛土壤丛枝菌根真菌群落结构及丰度的影响因子[J]. 梁月明,苏以荣,何寻阳,陈香碧,胡亚军. 环境科学. 2017(11)
[10]AMF对金橘苗根围土壤酶活性及植株生长的影响[J]. 康福丽,朱国政,林钰,胡振兴,邓荫伟,冯玉能,陈胜华,陈付林,刘灵. 广西师范大学学报(自然科学版). 2017(01)
硕士论文
[1]干旱区水盐梯度下植物与AM真菌物种多样性耦合关系研究[D]. 魏雪峰.新疆大学 2014
本文编号：3550015
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3550015.html
