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植物共生放线菌研究进展

生态学杂志 2019年第1期38卷 256-266页

作者：宁楚涵李文彬刘润进青岛农业大学菌根生物技术研究所山东青岛266109

植物不仅与真菌、细菌而且还与放线菌关系密切,协同进化,建立互惠共生体系。目前全球已报道的植物共生放线菌(plant symbiotic actinomyces,PSA)有25个优势属,种质资源丰富,分布广泛。这些PSA可定殖植物根系或和茎、叶构建各种各样的共... 详细信息

植物不仅与真菌、细菌而且还与放线菌关系密切,协同进化,建立互惠共生体系。目前全球已报道的植物共生放线菌(plant symbiotic actinomyces,PSA)有25个优势属,种质资源丰富,分布广泛。这些PSA可定殖植物根系或和茎、叶构建各种各样的共生体系。PSA能通过直接或间接增加养分、水分吸收利用和分泌植物生长激素,促进植物生长发育;产生抗生素和次生代谢物质来提高植物抗逆性,如耐盐性、耐重金属毒性和拮抗病原物;调节土壤理化特性、活化土壤养分从而改善土壤健康状况等。生态系统中,植物与放线菌共生体系的发育和生理生态功能受到诸如土壤条件、气候因子、地理因素和农艺措施等的影响和调控。本文分析了PSA应用现状及当前研究存在的问题,以期为促进植物与放线菌共生领域的研究和PSA的应用提供理论依据和思路。PSA是一类相对未开发的新微生物资源,具有广阔的应用前景。

关键词：植物共生放线菌共生体系定殖部位生理生态作用机制

定殖植物根内和根围放线菌的分离鉴定及其体外抑菌促生效应

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微生物学报 2019年第10期59卷 2024-2037页

作者：宁楚涵李文彬张晨刘润进青岛农业大学菌根生物技术研究所山东青岛266109 青岛农业大学植物医学学院山东青岛266109

【目的】旨在分离、筛选并鉴定体外具抑菌促生作用的定殖于植物根内和根围的放线菌,以期丰富放线菌种质资源,为研制植物病害生防菌剂提供技术依据。【方法】采用稀释涂布平板法分离盐碱地、湿地、工业污染土壤中优势植物根内及其根围中... 详细信息

【目的】旨在分离、筛选并鉴定体外具抑菌促生作用的定殖于植物根内和根围的放线菌,以期丰富放线菌种质资源,为研制植物病害生防菌剂提供技术依据。【方法】采用稀释涂布平板法分离盐碱地、湿地、工业污染土壤中优势植物根内及其根围中的放线菌;通过平板对峙试验筛选具有抑菌效应的菌株,进而采用Salkowski比色法、CAS平板检测法和无氮源培养法进一步检测抑菌菌株的促生作用;通过形态观测、生理生化特性检测及16SrRNA基因序列分析鉴定菌种。【结果】共分离到链霉菌属(Streptomyces)、诺卡氏菌属(Nocardia)和小单孢菌属(Micromonospora) 3属共283株定殖于植物根内和根围的放线菌,3个采样地中湿地数量最多,均为根围土>根内;其中链霉菌属占总数的77%,可分为10个类群。经筛选获得7株抑菌活性和促生效应较强的菌株,其中菌株H6-1抑菌效应最大,其无菌发酵液对尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)、禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum)、灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)、立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)、轮纹大茎点霉(Macrophomakawatsukai)和瓜类炭疽菌(Colletotrichumorbiculare)的抑制率分别为32.3%、42.6%、48%、72.2%、58.1%和60.5%;而D11-4菌株的促生作用最强,能产吲哚乙酸(22.3 mg/L)、产铁载体(晕圈直径25.2 mm)和固氮。经鉴定这7株放线菌是吸水链霉菌变种(Streptomyces angustmyceticus) H4-6、娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei) S2-2、浑圆链霉菌(Streptomycesglobosus)H6-1、(Streptomycesiakyrus)GD8-4、波卓链霉菌(Streptomyces bottropensis) GH8-6、(Streptomyces paradoxus) H8-2和(Streptomyces coralus) D11-4。【结论】三个生境中定殖于植物根内和根围的放线菌类群丰富且所筛选获得的7株放线菌具有生防潜力,值得进一步研发。

关键词：根内根围放线菌抑菌活性促生作用生物防治

菲和芘胁迫下AMF和PGPR对高羊茅生理生态的响应

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草业学报 2019年第8期28卷 84-94页

作者：李文彬宁楚涵李伟李峰郭绍霞青岛农业大学菌根生物技术研究所山东青岛266109 青岛农业大学园林与林学院山东青岛266109

旨在探究菲和芘胁迫下丛枝菌根真菌(AMF)与根围促生细菌(PGPR)对高羊茅生理生态的响应。以菲和芘1∶1混合处理浓度各0、50、100和150mg·kg^-1下对高羊茅接种AMF变形球囊霉(Gv)、PGPR荧光假单胞菌(Ps2-6)、Gv+Ps2-6和不接种对照共16个... 详细信息

旨在探究菲和芘胁迫下丛枝菌根真菌(AMF)与根围促生细菌(PGPR)对高羊茅生理生态的响应。以菲和芘1∶1混合处理浓度各0、50、100和150mg·kg^-1下对高羊茅接种AMF变形球囊霉(Gv)、PGPR荧光假单胞菌(Ps2-6)、Gv+Ps2-6和不接种对照共16个处理。结果表明,AMF、PGPR或AMF+PGPR处理均显著增加高羊茅生物量和菌根侵染率,增强植物光合作用,提高叶绿素含量,显著提高植物体内生理活性。在土壤中菲和芘100mg·kg^-1水平下,与对照相比,双接种Gv+Ps2-6处理的高羊茅叶片叶绿素a、b和总叶绿素含量分别提高57.7%、41.7%和51.8%;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和气孔导度(Gs)分别增加70.6%、100.0%、4.5%和78.6%;最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)分别提高2.2%和8.8%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性、可溶性糖和脯氨酸含量分别是对照的1.6、1.5、2.3和2.7倍,丙二醛含量比对照下降46.0%;高羊茅株高和地上鲜重分别比对照增加63.0%和69.6%;接种PGPR处理能够增加AMF侵染率以及菌根依赖性。供试条件下,双接种Gv+Ps2-6处理增加高羊茅叶绿素含量和抗氧化能力,增强光合作用能力,降低膜脂过氧化水平,促进植物生长的作用最为显著。

关键词：丛枝菌根真菌根围促生细菌菲和芘光合叶绿素生理

丛枝菌根真菌与放线菌对辣椒和茄子的促生防病效应

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应用生态学报 2019年第9期30卷 3195-3202页

作者：宁楚涵李文彬张晨刘润进青岛农业大学菌根生物技术研究所山东青岛266109 青岛农业大学园林与林学院山东青岛266109

丛枝菌根真菌(AMF)和植物共生放线菌(PSA)具有促进植物生长、抑菌、抗逆和防病等作用.然而,AMF与PSA之间是否能协同发挥促生防病作用值得探究.本试验旨在评价AMF和PSA对茄科蔬菜的促生防病效应,获得高效AMF+PSA组合.温室盆栽试验采用辣... 详细信息

丛枝菌根真菌(AMF)和植物共生放线菌(PSA)具有促进植物生长、抑菌、抗逆和防病等作用.然而,AMF与PSA之间是否能协同发挥促生防病作用值得探究.本试验旨在评价AMF和PSA对茄科蔬菜的促生防病效应,获得高效AMF+PSA组合.温室盆栽试验采用辣椒(羊角椒)和茄子(黑冠长茄子),分别接种和不接种AMF摩西斗管囊霉(Fm)、变形球囊霉(Gv)、PSA浑圆链霉菌(H6-1)、娄彻氏链霉菌(S2-2)、珊瑚链霉菌(D11-4)和病原真菌灰葡萄孢,共48个处理,测定各处理植株生长、发病和根系共生体发育状况等.结果表明:Fm与PSA能相互促进侵染定殖,而Gv与PSA相互抑制.与不接种对照相比,接种AMF、PSA和AMF+PSA各处理均能不同程度地提高辣椒和茄子植株的光合性能、根系活力和生长量.接种病原真菌条件下,接种AMF和PSA处理均显著促进植株生长,降低植株的病情指数,其中,PSA的促生防病效应大于AMF,Fm+H6-1组合对辣椒的促生防病效果最好,对灰霉病的防效达69.1%;Fm+D11-4对茄子的促生防病效果最佳,对灰霉病的防效达75.5%.在本试验条件下,Fm+H6-1和Fm+D11-4分别是辣椒和茄子促生防病的高效组合,有待进一步开展田间试验.

关键词：丛枝菌根真菌植物共生放线菌辣椒茄子生长灰霉病

丛枝菌根真菌延长百合切花观赏期作用机制的初步研究

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菌物学报 2019年第1期38卷 107-116页

作者：李文彬宁楚涵韩东洋郭绍霞青岛农业大学菌根生物技术研究所山东青岛266109 青岛农业大学园林与林学院山东青岛266109

为初步探究丛枝菌根(arbuscularmycorrhizal,AM)真菌促进百合生长并延长瓶插过程中切花观赏期的作用机制,于温室盆栽条件下对百合Lilium brownii进行摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae和变形球囊霉Glomusversiforme单一接种或者共同双... 详细信息

为初步探究丛枝菌根(arbuscularmycorrhizal,AM)真菌促进百合生长并延长瓶插过程中切花观赏期的作用机制,于温室盆栽条件下对百合Lilium brownii进行摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae和变形球囊霉Glomusversiforme单一接种或者共同双接种处理。结果表明,共同接种***和***的百合地上部干重和地下部干重均显著高于不接种对照,分别增加了60%和58%。与不接种对照相比,接种F. mosseae和G. versiforme处理的百合根尖数、根系长度、分叉数、表面积和根系体积分别比对照增加123%、128%、182%、118%和232%。切花瓶插期间,接种AM真菌处理的百合切花水分平衡值和鲜重变化率显著高于对照处理;乙烯释放速率和呼吸速率显著低于对照,瓶插5d时达到乙烯峰值5.4μL/*g·h (FW)+,共同接种F. mosseae和G. versiforme处理的百合切花乙烯释放速率比对照降低30%;呼吸速率则在瓶插1d时达到峰值0.7μL/*g·h (FW)+,共同接种比对照降低37%;百合花瓣内超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量比对照分别提高19%、32%、52%和26%。百合花瓣内N、P、K、Mg、Ca、Fe和Zn含量均显著高于不接种对照处理,Mn和Cr含量则低于对照;共同接种处理的百合瓶插寿命增加了3d,最佳观赏时间比对照延长2d。结论认为共同接种F. mosseae和G. versiforme处理更加有效地改善切花花枝的水分平衡、营养状况与生理代谢,控制衰老激素的合成,从而延长百合切花的瓶插寿命和最佳观赏期。

关键词：摩西斗管囊霉变形球囊霉切花水分平衡乙烯矿质元素

丛枝菌根真菌促进湿地植物对污染水体中镉的吸收

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应用生态学报 2019年第6期30卷 2063-2071页

作者：宁楚涵李文彬徐启凯李敏郭绍霞青岛农业大学菌根生物技术研究所山东青岛266109 青岛农业大学园林与林学院山东青岛266109

丛枝菌根真菌(AMF)具有促进植物生长、增强植物耐重金属毒害及修复重金属污染生境的作用.本试验于模拟湿地系统中设0、5、10和20 mg·L-1镉浓度,对芦苇和狼尾草分别进行接种和不接种摩西斗管囊霉(Fm)、根内根孢囊霉(Ri)处理.结果表明:... 详细信息

丛枝菌根真菌(AMF)具有促进植物生长、增强植物耐重金属毒害及修复重金属污染生境的作用.本试验于模拟湿地系统中设0、5、10和20 mg·L-1镉浓度,对芦苇和狼尾草分别进行接种和不接种摩西斗管囊霉(Fm)、根内根孢囊霉(Ri)处理.结果表明:镉污染降低了AMF侵染;接种AMF提高了芦苇和狼尾草的株高、干质量、叶绿素含量、地上部与根内的氮和镉含量,增强了根系对镉的富集能力,降低了镉转移系数.在5 mg·L-1镉处理下,接种Fm的芦苇处理的各项指标均高于其他处理,其AMF侵染率为60.6%,每毫米根长的侵入点和泡囊数分别为2.3和3.7;与不接种对照相比,接种Fm的芦苇地上部与根系干质量分别提高69.1%和75.0%,地上部与根系氮含量分别提高38.7%和27.8%,叶绿素含量和株高分别增加3.8%和11.1%.湿地系统镉浓度与植株地上部和根内的镉含量呈显著正相关.在20 mg·L-1镉处理下,接种Fm的芦苇地上部和根内镉含量达到最大值182.4和663.3 mg·kg-1,镉转移系数最低,为0.27,而富集系数最高,为***+芦苇是本试验条件下吸收富集污染水体中镉的最佳组合.

关键词：摩西斗管囊霉根内根孢囊霉芦苇狼尾草镉污染富集

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丛枝菌根真菌和高羊茅对压实土壤的改良效应

草业学报 2018年第11期27卷 131-141页

作者：李文彬宁楚涵徐孟刘润进郭绍霞青岛农业大学菌根生物技术研究所山东青岛266109 青岛农业大学园林与林学院山东青岛266109

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在改善土壤肥力、调控根围土壤微生物群落和修复退化土壤的作用备受关注。近年来,由于城市建设与旅游业的发展,特别是城郊流动人口增加,对城郊土地产生一定土壤压实作用,进而影响城郊园... 详细信息

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在改善土壤肥力、调控根围土壤微生物群落和修复退化土壤的作用备受关注。近年来,由于城市建设与旅游业的发展,特别是城郊流动人口增加,对城郊土地产生一定土壤压实作用,进而影响城郊园林植被的生长与景观状况。为探究不同AMF和高羊茅组合对压实土壤的改良作用,设土壤不同容重1.2、1.3、1.4、1.5g·cm^(-3)下,以AMF摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)分别单接种和共同双接种,进行温室盆栽试验。结果表明,1.5g·cm-3土壤容重下,共同接种***+***处理的土壤含水量比对照提高38%,土壤孔隙度提高9%,土壤pH下降7.6%,土壤容重下降9%;真菌增加166%,细菌增加64%,放线菌增加127%;速效钾含量增加123%,速效磷含量增加176%;土壤中蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性显著高于单接种处理和不接种对照;与不接种对照相比,蔗糖酶活性提高271%,脲酶活性提高249%,过氧化氢酶活性提高98%,多酚氧化酶活性提高268%;易提球囊霉素相关土壤蛋白含量和总球囊霉素相关土壤蛋白含量分别是不接种对照的3.4和3.8倍。结果表明,本试验条件下共同双接种***+***+高羊茅组合在改善土壤理化性质、根围微生物群落和养分有效性,以及提高土壤酶活性和球囊霉素含量等改良压实土壤方面的效果最大。研究结果不仅丰富了生物共生学的知识和内容,而且在改良城郊园林植被土壤中具有较大的应用潜力和价值。

关键词：丛枝菌根真菌土壤压实土壤养分球囊霉素土壤酶活性

蓝莓根系复合共生体及其根区土壤中AM真菌调查

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菌物学报 2018年第9期37卷 1143-1153页

作者：宁楚涵李文彬杨小龙梁晨赵洪海青岛农业大学菌根生物技术研究所山东青岛266109 青岛农业大学植物医学学院山东青岛266109

蓝莓Vaccinium uliginosum是欧石南菌根(ericoid mycorrhiza,ERM)真菌典型的寄主植物,但同时也可与丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌和深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)共生形成复合共生体。本研究旨在调查和评价不同栽培体制下蓝莓成年树花果期根系共生体发育状况及其根区土壤中AM真菌资源分布状况,以期为优质蓝莓栽培管理提供理论依据和技术基础。从青岛佳沃蓝莓基地采集暖棚、冷棚和露地3种方式栽培的9–10年生‘蓝丰’、‘奥尼尔’和‘公爵’蓝莓的根系及根区土样,观察测定根系共生体着生数量、根区土壤中AM真菌孢子数量和菌种组成。结果表明,所有栽培方式下供试品种蓝莓根系均形成ERM、AM和DSE结构及其复合共生体;其中,AM着生数量最多,其次是ERM,DSE侵染率最低;复合共生体中则呈现ERM+AM>ERM+DSE>ERM+AM+DSE;蓝莓复合共生体着生数量、AM真菌侵染率、丛枝着生率及孢子数量等不同种植方式下呈现暖棚>冷棚>露地,不同品种呈现‘蓝丰’>‘公爵’>‘奥尼尔’,而ERM和DSE侵染率也呈现上述变化趋势。依据AM真菌形态特征,供分离鉴定获得5属11种AM真菌,以暖棚栽培条件下分离获得的AM真菌数量最多,‘蓝丰’根区土壤中分布的AM真菌属种最多。暖棚内成年树花果期蓝莓根系共生体发育健全,AM真菌种类和孢子数量较多,可能有利于提高蓝莓的产量、改善果实品质和抗逆性。

关键词：蓝莓栽培方式欧石南菌根丛枝菌根真菌深色有隔内生真菌

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青岛胶州湾四种类型湿地AM真菌多样性

菌物学报 2019年第11期38卷 1865-1875页

作者：李文彬于建新宁楚涵于伟红张燕郭绍霞青岛农业大学菌根生物技术研究所山东青岛266109 青岛西海岸发展(集团)有限公司山东青岛266000 青岛农业大学园林与林学院山东青岛266109 安丘市林业局山东安丘262100

对青岛胶州湾4种类型湿地(盐田、滩涂、湖泊和河口)中芦苇Phragmites communis、香蒲Typha orientalis和碱蓬Suaeda glauca根围土壤中丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌进行孢子分离与鉴定,分析湿地生态系统中植物根围AM真菌群... 详细信息

对青岛胶州湾4种类型湿地(盐田、滩涂、湖泊和河口)中芦苇Phragmites communis、香蒲Typha orientalis和碱蓬Suaeda glauca根围土壤中丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌进行孢子分离与鉴定,分析湿地生态系统中植物根围AM真菌群落特征。共分离到AM真菌5属10种,包括斗管囊霉属Funneliformis 2种、无梗囊霉属Acaulospora 3种、近明球囊霉属Claroideoglomus 2种、球囊霉属Glomus 1种、巨孢囊霉属Gigaspora 2种,其中,斗管囊霉属Funneliformis及地斗管囊霉Funneliformis geosporum的分离频度和相对多度最高,分别为湿地中AM真菌优势属和优势种。滩涂和河口湿地中植物AM真菌侵染率显著高于湖泊和盐田湿地植物,AM真菌孢子密度以滩涂湿地最高(572个/20mL),湖泊湿地最低(220个/20mL);滩涂湿地的种丰度和Shannon-Wiener指数最高,分别为3.8和1.2。从植物种类来看,AM真菌侵染率总体呈现出香蒲>碱蓬>芦苇,AM真菌孢子密度以香蒲最高,芦苇最低,植物种类对AM真菌种丰度和Shannon-Wiener指数影响不显著(P>0.05)。二因素方差分析和典型RDA相关分析表明,寄主植物种类对AM真菌孢子密度有一定影响,但湿地类型对AM真菌多样性的影响更为显著(P<0.05),胶州湾湿地土壤因子Ca^2+、速效P含量与AM真菌孢子密度、物种丰度和多样性指数显著负相关,而速效K、Na^+、pH与其显著正相关。结果表明植物种类主要影响AM真菌孢子密度,AM真菌多样性受植物种类和湿地类型综合影响,滩涂湿地较丰富的AM真菌多样性可能与该湿地较良好的理化性质有关。

关键词： AM 真菌湿地类型土壤因子多样性