菌根真菌对有机氮吸收利用的研究进展

综述了菌根真菌对有机氮的吸收利用在植物生理学、分子水平及实验装置方面国内外近年来取得的一些研究成果.菌根真菌吸收有机氮后能向宿主植物转运,其中丛枝菌根真菌吸收氨基氮后在根外菌丝中合成载体———精氨酸(Arg),它既能在根外菌丝(ERM)和根内菌丝(IRM)间双向运转,又能在根内菌丝中经尿素循环分解成NH4+,作为氮源整合入根内菌丝中的其他氨基酸或通过NH4+-转运蛋白转运给宿主植物.已经从菌根真菌中克隆出或检测到表达一些与氮代谢相关的基因.与研究需求相适应的实验装置也在不断发展.     

光照条件对丛枝菌根真菌吸收外源氮产精氨酸的影响

以高粱（Sorghum bicolor L．Moench）为宿主植物,接种丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）真菌Glomus intraradices,采用三室隔离培养盒,在菌丝室加浓度为4mmol／L的精氨酸（Arg）、谷氨酰胺（Gln）、尿素（Urea）和NH4NO3,分别在4800,13200和17600lx光照条件下培养,通过测定根外菌丝和菌根中精氨酸的含量,探究了光照条件对丛枝菌根真菌吸收不同外源氮产生精氨酸的影响．结果表明：不同光照条件下不同外源氮对根外菌丝和菌根中精氨酸含量的影响不同,4800lx光照下添加谷氨酰胺和17600lx光照下添加NH4NO3,根外菌丝和菌根中的精氨酸含量均高于同光照条件下其他外源氮处理;13200lx光照下,不同外源氮对根外菌丝中精氨酸含量的影响大小为Arg〉Gln〉Urea〉NH4NO3,对菌根中精氨酸含量的影响为Gln〉Arg〉Urea〉NH4NO3．强光照可以促进丛枝菌根真菌孢子量、根侵染和菌丝量的提高．在相同氮源处理下,光照强度的影响表现为17600lx〉13200lx〉4800lx．     

不同宿主植物对丹参根围土著AM真菌生长发育的影响

利用盆栽实验在灭菌条件下研究了玉米(Zea mays)、葱(Allium fistulosum)、黑麦草(Lolium perenne)和三叶草(Trifolium repens)等4种宿主植物对丹参(Salvia miltiorrhiza)根围土著AM真菌生长和繁殖特性的影响.结果表明,4种供试植物都能与AM真菌形成共生关系,但不同宿主植物形成的菌根特性和程度有明显差异.以三叶草为宿主植物对AM真菌生长最为有利,其根内菌丝SDH活性、孢子数均高于其他3种植物.     

不同CO_2浓度和氮素处理下内生真菌感染对高羊茅的生理生态影响

以感染内生真菌的人工禾草高羊茅为研究对象,通过比较不同CO2浓度和氮素处理下,感染内生真菌和不染菌植物在种子萌发和营养生长等方面的差异,探讨感染内生真菌的高羊茅对CO2升高的响应.试验结果表明,(1)内生真菌感染影响了宿主种子萌发对CO2浓度升高的响应,CO2浓度升高使得内生真菌感染促进了宿主植株的胚芽和胚根的伸长;(2)CO2浓度升高使高羊茅地下生物量显著增加,只是内生真菌感染植株的地下生物量显著低于不染菌植株;CO2浓度升高使不染菌植株地上部分氮含量显著降低,而对染菌植物无显著影响;(3)内生真菌对宿主响应CO2的影响与氮素供应水平有关,在高浓度CO2和氮素供应下内生真菌感染显著降低了宿主植物的分蘖数,而在高浓度CO2和缺氮供应下,染菌植株的可溶性糖含量显著高于不染菌植株;(4)内生真菌对宿主响应CO2的影响与氮素供应形态有关,在高浓度CO2和硝态氮供应下,内生真菌感染显著降低了宿主植物的地上生物量,而在铵态氮供应下,染菌植株的总游离氨基酸含量显著高于不染菌植株.     

菌丝内生细菌及其宿主真菌共生体系研究进展

微生物共生普遍存在于自然界中，真菌-细菌联合体能以多种方式相互作用，共同发挥各种生态功能。有些细菌驻留在真菌菌丝内部，借以调控真菌的生长、发育、分布和次级代谢过程，这些细菌被称为菌丝内生细菌（endohyphal bacteria, EHB）。EHB的研究揭开了微生物生态学的一个新篇章，是真菌与细菌共生关系中最紧密的代表。在逆境条件下，EHB可以调节寄主生殖机制相关的关键成分或步骤，诱导植物激素类物质的产生，对寄主真菌具有辅助性保护作用。研究最深入的真菌-EHB共生体系是植物致病性根霉菌Rhizopus sp.与伯克霍尔德氏菌Burkholderia sp.，引起水稻幼苗枯萎病所必需的植物毒素——根霉素是由伯克霍尔德氏菌所产生的，而非寄主根霉菌本身产生的。EHB也会影响定殖于高等植物的内生真菌的生态和多样性。在某些情况下，EHB还有助于激活参与识别、转录调节和初级代谢蛋白合成过程的相关基因。目前已开发出了无菌培养分离EHB的方法，然而对真菌-EHB共生体系的研究尚不够深入。综述了菌丝内生细菌EHB及其与宿主真菌的共生体系，阐述这些伴侣之间复杂微妙的相互关系，以及EHB对宿主真菌和宿主植物生长和发育的影响，并对该领域的研究方向提出了建议。     

菌丝内生细菌及其宿主真菌共生体系研究进展

微生物共生普遍存在于自然界中，真菌-细菌联合体能以多种方式相互作用，共同发挥各种生态功能。有些细菌驻留在真菌菌丝内部，借以调控真菌的生长、发育、分布和次级代谢过程，这些细菌被称为菌丝内生细菌（endohyphal bacteria, EHB）。EHB的研究揭开了微生物生态学的一个新篇章，是真菌与细菌共生关系中最紧密的代表。在逆境条件下，EHB可以调节寄主生殖机制相关的关键成分或步骤，诱导植物激素类物质的产生，对寄主真菌具有辅助性保护作用。研究最深入的真菌-EHB共生体系是植物致病性根霉菌Rhizopus sp.与伯克霍尔德氏菌Burkholderia sp.，引起水稻幼苗枯萎病所必需的植物毒素——根霉素是由伯克霍尔德氏菌所产生的，而非寄主根霉菌本身产生的。EHB也会影响定殖于高等植物的内生真菌的生态和多样性。在某些情况下，EHB还有助于激活参与识别、转录调节和初级代谢蛋白合成过程的相关基因。目前已开发出了无菌培养分离EHB的方法，然而对真菌-EHB共生体系的研究尚不够深入。综述了菌丝内生细菌EHB及其与宿主真菌的共生体系，阐述这些伴侣之间复杂微妙的相互关系，以及EHB对宿主真菌和宿主植物生长和发育的影响，并对该领域的研究方向提出了建议。     

刺槐根际AM真菌时空分布和定殖

研究了自然生境下刺槐根际AM真菌时空分布和土壤因子之间的相关性.结果表明:刺槐根际AM真菌定殖率的时空分布差异显著,2002年4月,20～30cm土层刺槐根际AM真菌定殖率最大.土壤湿度与菌丝定殖率及总定殖率呈显著负相关,土壤碱解氮与菌丝定殖率呈极显著负相关,土壤碱解氮、土壤速效磷和土壤有机质与泡囊定殖率呈极显著正相关.刺槐根际AM真菌的不同结构,特别是泡囊和菌丝的定殖程度可作为土壤环境监测的微观指标.     

高等植物氮素转运蛋白研究进展

土壤中植物所利用的主要外源氮素形态是硝态氮和铵态氮,NRT,AMT转运蛋白分别介导它们在植物根系的吸收及体内的运输,氨基酸、酰脲和多肽类等有机态氮也可在相应的转运蛋白的作用下被植物吸收利用.本文概述了近年来在硝态氮、铵态氮及有机氮素转运蛋白生物学功能与调控及其与植物氮营养等方面的最新研究进展,并对今后关于氮素转运蛋白研究的方向做了展望.     

环境胁迫对禾草—内生真菌共生体的影响

Neotyphodium属内生真菌与禾本科植物之间的共生关系因其与农牧业的密切关系而受到研究者们的广泛关注。Neotyphodium属内生真菌长期生活在植物体内的特殊环境中,并与宿主协同进化,在演化过程中二者形成互惠共生关系,一方面内生真菌可从宿主中吸收营养供自己生长需要,另一方面内生真菌可增强宿主植物的抗旱性、抗病性和抗虫性,促进宿主植物生长并提高其竞争能力,但也对家畜产生毒性。     

檀香及其宿主植物假蒿根中内生真菌的研究

研究目的：檀香（Santalum口舾“聊Linn．）为檀香科（Santalaceae）檀香属（Santalum）树种,属于常绿半寄生小乔木,其心材为传统名贵中药。檀香与其寄主植物假蒿通过根端的吸盘相连,探讨檀香与其宿主之间内生真菌的关系具有重要意义。创新要点：假蒿（KuhniarosmarinifoliaVent．）是幼龄檀香很好的寄主。目前已经对许多药用植物的内生真菌的分离和鉴定进行了大量研究,但是关于檀香和假蒿之间关系的研究报道较少。本研究首次探讨了檀香及其宿主植物假蒿根中内生真菌的数量和种类,为进一步研究两者之间的关系提供一些有用的信息。研究方法：采用组织块分离法从檀香的根和其宿主植物假蒿的根部材料分离内生真菌,并采用形态学鉴定和分子鉴定手段对分离的内生真菌进行鉴定。重要结论：从檀香的根和其宿主植物假蒿的根中160个组织块中分离和鉴定了共25个真菌类群,其中青霉属真菌Penicilliumsp．1为檀香根中优势菌,镰孢属真菌Fusariumsp．1为假蒿根中优势菌。特别有意思的是两种植物根中没有分离到明显相同的内生真菌。     

Nitrogen transfer in the arbuscular mycorrhizal symbiosis

Most land plants are symbiotic with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), which take up mineral nutrients from the soil and exchange them with plants for photosynthetically fixed carbon. This exchange is a significant factor in global nutrient cycles as well as in the ecology, evolution and physiology of plants. Despite its importance as a nutrient, very little is known about how AMF take up nitrogen and transfer it to their host plants. Here we report the results of stable isotope labelling experiments showing that inorganic nitrogen taken up by the fungus outside the roots is incorporated into amino acids, translocated from the extraradical to the intraradical mycelium as arginine, but transferred to the plant without carbon. Consistent with this mechanism, the genes of primary nitrogen assimilation are preferentially expressed in the extraradical tissues, whereas genes associated with arginine breakdown are more highly expressed in the intraradical mycelium. Strong changes in the expression of these genes in response to nitrogen availability and form also support the operation of this novel metabolic pathway in the arbuscular mycorrhizal symbiosis.     

健康与患黑胫病烟株根内AMF多样性和群落结构差异分析

丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）在烟草生长生理、抗病抗逆等方面具有积极作用.为探明烟株患黑胫病后对根内AMF多样性和群落结构的影响,分别以烟草K326和云烟87健康、感染黑胫病烟株的根部及根际土壤作为研究对象,应用Illumina Miseq高通量测序技术探明烟草根部AMF多样性,采用显微形态观察烟草根内AMF侵染水平和根际土壤孢子密度,并分析土壤理化性质和AMF侵染特征的相关性.高通量测序结果表明在烟草根部共检测出1 655个AMF-OTUs,隶属于1纲4目5科6属,其中,Glomus为云烟87健康烟株根内AMF的优势属,其余样品优势属均为Paraglomus.聚类分析表明两个品种健康烟株根内AMF群落相似性较高,患病植株间根内AMF群落比较类似.侵染结果显示,患病烟株AMF侵染状况与土壤孢子密度均低于健康烟株根际土壤. RDA分析结果表明,全钾是影响AMF孢子密度和侵染状况的主要驱动因子,其次为速效磷和全磷;土壤p H值为烟株根内AMF多样性的主要影响因素,且两者呈负相关;此外,土壤中钾含量对烟草根内AMF群落组成的影响最为明显.研究...     

Pb胁迫下接种丛枝菌根真菌对茶树解毒能力的影响

采用盆栽试验研究了接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对铅(Pb)胁迫下茶树解除Pb毒性能力的影响,分别用醋酸墨水染色法、考马斯亮蓝法、电感耦合等离子体(ICP-MS)、紫外分光光度法等方法研究了接种AMF后茶树根系菌丝的侵染率,土壤中球囊霉素(Glomalin-related soil protein,GRSP)含量,茶树根系、叶片、土壤中及GRSP中Pb含量及叶片的抗氧化酶活性.结果表明,接种AMF后,茶树根系菌丝侵染率为60.13%,茶树的生物量、百芽重和显著增加,并极显著地提高土壤中总GRSP含量,由于GRSP对Pb的大量螯合作用,使得土壤中Pb的生物有效性大大降低,加之茶树根系、叶片中对Pb的总吸收量减少,且根系Pb含量增加,因此,叶片中Pb含量显著下降,抗氧化酶活性也相应地下降.     

内毒素诱导急性肺损伤小鼠支气管肺泡灌洗液中谷氨酸含量变化的初步研究

目的 观察LPS诱导急性肺损伤时肺内是否存在谷氨酸（Glu）的释放.方法 腹腔注射内毒素制备小鼠急性肺损伤模型,于6h后采用生理盐水行支气管肺泡灌洗,用高效液相色谱法测量灌洗液中氨基酸的浓度.结果 与生理盐水对照组相比,LPS处理组支气管肺泡灌洗液中Glu的浓度增高（P〈0.01）;苏氨酸、蛋氨酸及精氨酸的浓度降低（P〈0.05）,其它氨基酸浓度无显著性变化.结论 在LPS诱导的肺损伤过程中肺组织中部分氨基酸代谢发生显著变化,肺内谷氨酸的释放增多,进一步提示Glu参与了内毒素诱导的肺损伤的病理生理过程.     

Rapid assessment of acid phosphatase activity in the mycorrhizosphere and in arbuscular mycorrhizal fungal hyphae

A pot experiment has been carried out under controlled conditions to study the possibility of applying the technique ofin vivo staining for acid phosphatase activity on the roots of mycorrhizal plants and arbuscular mycorrhizal hyphae. The pots had 5 compartments. The central root compartment was separated from the two adjacent hyphal compartments using nylon nets of 30 μm mesh, and the two hyphal compartments were separated from the two outermost compartments with 0.45 μm membranes. Red clover was grown in the root compartment and was either inoculated with the arbuscular mycorrhizal fungus (AMF)Glomus mosseae or unlnoculated. Sodium phytate was applied to all compartments. The results show that AMF can increase acid phosphatase activity of clover roots. The plant roots acquired deep red “mycorrhizal prints”. The external hyphae also had obvious “hyphal prints” on the test papers, indicating the ability of mycorrhizal hyphae to release acid phosphatase.     

5种氨基酸缓蚀机理的量子化学及分子动力学研究

运用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31G*水平上,计算甘氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、精氨酸及蛋氨酸5种氨基酸类缓蚀剂的前线分子轨道能量、最高占有轨道、最低空轨道的组成及各重原子的自然电荷分布、亲核Fukui指数和亲电Fukui指数.结果表明,这5种氨基酸缓蚀性能与其分子的最高占据轨道能量EHoMo及能级差△E密切相关,EHoMo越大、△E越小,其缓蚀性能越好.其次,通过分析分子最高占有轨道、最低空轨道的组成及原子的Fukui指数,探讨此类缓蚀剂分子的反应活性位点,发现这5种氨基酸是通过N、S及羰基O原子与金属形成配位键而具有缓蚀效果.运用分子动力学模拟,获得了这5种氨基酸分子与Fe(111)晶面的结合能,结合能排列顺序由大到小依次为蛋氨酸＞精氨酸＞天冬氨酸＞亮氨酸＞甘氨酸.为判断氨基酸类缓蚀剂性能的优劣,合成新型、高效氨基酸类缓蚀剂提供了理论依据.     

丝状真菌发酵产油脂培养基及发酵条件的优化研究

实验以丝状真菌为出发菌株,采用玉米水解液为培养基质进行深层发酵培养,探索了不同糖度、氮源、温度、pH值和发酵时间等参数对丝状真菌产油脂的影响。实验确定最佳工艺参数为：玉米水解液13°Bx,2．4％NaNO3为氮源,3％玉米浆,pH值为5．5,26℃下发酵培养61h,油脂得率13．69％,菌体生物量19．45g／L。微生物油脂中主要含有16碳和18碳系脂肪酸,利用气相色谱法分析微生物油脂的脂肪酸组成如下：棕榈酸（17．16％）,棕榈油酸（1．63％）,硬脂酸（1．87％）,油酸（58．37％）,γ-亚麻酸（12．44％）,α-亚麻酸（6．22％）。     

川八角莲内生真菌及根际真菌的分离和鉴定

对生长于云南省嵩明县的川八角莲植株及其根际土壤进行了内生真菌与根际真菌的分离.结果共获得内生真菌29株,分别属于2科4属;获得根际真菌29株,分别属于6科9属,并对这两组真菌类群作了比较研究,对植物内生真菌的起源作了初步探讨.     

AMF对间套作体系中植物-土壤-微生物相互作用的影响及机制

丛枝菌根真菌（AMF）能与自然环境中的多数陆生植物互利共生。间套作种植作为增加农田生态系统生物多样性的重要措施，能显著提高植物对农田环境中多种资源的利用率。在间套作体系中，AMF通过对农作物和土壤环境的影响，提高农田生态系统的经济产量并促进其可持续发展。本文从AMF对宿主植物根系特征的影响、AMF对宿主植物根际微生物群落结构功能的影响、AMF在改善土壤结构提高土壤肥力方面的作用、菌根植物间共生菌丝网络的养分资源传递分配等方面，阐述AMF对间套作体系中植物-土壤-微生物相互作用的影响及其机制，为AMF在农业方面的进一步应用提供理论基础。