梨园丛枝菌根真菌资源初步调查研究

梨是我国第三大果树,但梨树对土壤养分利用较低,提高梨对土壤养分的高效利用是梨产业所面临的重要问题。丛枝菌根真菌是土壤中重要的有益微生物,能改善宿主植物的营养。然而梨园中丛枝菌根真菌的资源少见报道。本研究以8个品种梨为材料,研究丛枝菌根真菌的分布特征,并通过分子生物学方法对根内丛枝菌根真菌进行鉴定。结果表明,除‘初夏绿’和‘翠冠’外,梨根部存在丛枝菌根真菌,但很少有丛枝和泡囊的存在。‘黄金梨’根部检测到Glomus和Rhizophagus 2个属,而‘丰水’根内只检测到Glomus。该研究结果为深入研究梨园丛枝菌根真菌资源和多样性提供了良好的基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1样品采集 3
1.2 AM真菌侵染特征和侵染率分析 3
1.3梨树根际AM真菌群落结构分析3
1.3.1 梨根系DNA的提取3
1.3.2 AM真菌PCR扩增3
1.3.3 PCR产物克隆和测序3
2 结果和分析3
2.1 AM真菌侵染率3
2.2 AM真菌种群分析 6
3 讨论6
致谢7
参考文献7
图1梨根部AM真菌侵染特性5
图2 黄金梨根内AM真菌孢子5
图3 ‘黄金梨’和‘丰水’根内AM真菌系统发育学分析6
表1 不同品种梨根部AM真菌侵染特性分析4
梨园丛枝菌根真菌资源初步调查研究
引言
引言 菌根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,它是广泛存在于自然界中一种植物与真菌共生现象。共生真菌要从植物体内索取必要的营养物质,相应地植物也要从真菌那里获得所需的营养和水分,从而形成互利共生的关系。早期,研究者们倾向于将菌根分为外生菌根,内生菌根和内外生菌根三类。随着研究进展,Harley等重新将菌根分为7种类型,即丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM),外生菌根,内外生菌根,浆果鹃类菌根,水晶兰类菌根,欧石楠类菌根和兰科菌根( *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072* 
刘润进,陈应龙等,2007)。其中丛枝菌根是自然界中分布最广泛的一类菌根,它在生态系统中所起的作用也最为重要,因此对它的研究也最热门。
AM真菌属于低等共生真菌,营养菌丝发达,且无隔膜,根据菌种类型和生长位置不同有粗细两种形态,直径一般是230μm之间;通常在菌丝顶端或中间产生无性的厚垣孢子,也有的侧生单个或簇生无性厚垣孢子,还有一些可在根内产孢。孢子大多为圆球形,淡黄色、红色或褐色,直径范围一般在38450μm。有些特殊的孢子上还带有连孢菌丝和发芽盾室(田蜜等,2013)。一般来说,不同属种AM真菌所产生的孢子形态也不相同,有的不能形成孢子果;有的能形成孢子果;还有的既能形成孢子果又能形成孢子。
AM是球菌门真菌侵染植物根系形成的共生体,因其在根系皮层细胞内形成“丛枝”结构而得名(吴强胜等,2010)。此外,绝大多数AM真菌还可以在根系皮层产生“泡囊”结构,少部分只能形成类似泡囊的结构。一般情况下,AM真菌侵入植物根系后,外部形态变化是无法用肉眼看出的,少部分可能根系颜色会稍微有所不同,也有一些根系大小,分枝数量出现明显变化。观察研究时,在显微镜或解剖镜下可以检查是否形成菌根,孢子,泡囊等结构。而如果经过透明,染色,分色处理后观察,这些结构会更加明显,甚至皮层细胞内的“丛枝”也清晰可辨。、
AM真菌与植物之间必须通过相互识别和相互接受才能达到共生的目的。在识别的过程中,先要经过信号交换,同时要受到多种信号调节。连孢子萌发过程和菌丝侵染过程也都被根系周围发出的化学信号所影响。研究发现,这其中一些黄酮/异黄酮类和酚类物质,可能起到关键作用,因为它们是根系周围主要的分散分子(弓明钦,1997),可能是调节菌根真菌和植物根细胞相互间基因表达的重要信号分子。但目前,人们对于菌根真菌与植物间识别信号的了解甚少,并且已经成为接下来研究的重点。另外,AM真菌与植物形成共生体的过程中会产生附着泡结构,它的形成标志着AM真菌成功识别到一个潜在的寄主植物,但这并不等于能形成菌根。如果植物不能传递必要的信息给真菌,那么它们之间无法形成菌根。当菌丝与根系成功识别后,菌丝开始侵染进入细胞,附着的菌丝直径会缩小,形成楔形,通过穿透表皮的方式,或经由表皮细胞间隙穿过皮层,最终进入皮层细胞。或者真菌的菌丝也可以通过根毛或薄的表皮细胞进入根内,而不需要经过表皮细胞间隙。AM真菌进入植物根内的部位叫做侵入点,菌丝侵入的过程,由于受到来自根细胞的阻力,侵入点处的菌丝会变粗,成功入侵的菌丝可以同时向两个方向扩展,而后真菌组织不断分化和发育,形成丛枝,泡囊等器官。
至今为止还无法做到对AM真菌的纯培养,因此该类真菌需要采用一些特殊的方法才能获得一定的分离培养物。从土壤中分离出AM真菌的孢子通常采用湿筛法(刘润进,陈应龙等,2007),然后进一步分离纯化,这样获得的孢子是纯种,但是侵染能力中等,而且积累繁殖体的速度较慢;如果采用菌根根断接种分离,侵染成功率很高,菌种繁殖的速度也很快,但是得到的可能是纯种也可能是杂种;如果采用土壤来直接分离出AM真菌,侵染能力更好,繁殖更快,但是得到的菌种是杂种。所以可以根据自己的实验要求选择某一种分离方法。对于培养,主要影响因子为寄主植物、培养基质和环境条件。一般采用单孢分离培养法和加富培养法这两种。
果树是多年生植物,长期定植无法移动,因而根际营养很容易亏缺,所以AM真菌菌剂的使用对果树帮助很大。现已开发的果树丛枝菌根真菌生物肥料的主要功能为,促进果树生长,增强其对矿质营养的吸收,改善其水分代谢,克服果树重茬问题。对于实生苗,扦插苗,组培苗,以及大田环境下都有相应的应用。最早是由美国的研究者Kleinschmidt和Gerdemann在1972年将菌根接种在粗柠檬、酸橙、枳橙种子以下4cm处(吴强胜等,2010),结果表明明显促进植株生长,效率为10%142%。之后在苹果、桃子上的应用也有报道。现今,菌根化果树一般采用以下方式培育:先将果树种子表面消毒,然后播种在撒了一层AM真菌的土壤中育苗,35个月后就有大量菌根形成,这样得到的果苗可以用于大田或嫁接。

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