固氮菌缓解氮限制环境中丛枝菌根真菌对加拿大一枝黄花的营养竞争

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庞芳¹, 夏维康¹, 何敏¹, 祁珊珊², 戴志聪^,^,¹^,²^,^*, 杜道林¹

¹江苏大学环境与安全工程学院, 江苏镇江 212013

²江苏大学农业工程学院现代农业装备与技术教育部重点实验室, 江苏镇江 212013

Nitrogen-fixing bacteria alleviates competition between arbuscular mycorrhizal fungi and Solidago canadensis for nutrients under nitrogen limitation

Fang PANG¹, Wei-Kang XIA¹, Min HE¹, Shan-Shan QI², Zhi-Cong DAI^,^,¹^,²^,^*, Dao-Lin DU¹

¹ School of the Environment and Safety Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu 212013, China

² Key Laboratory of Modern Agricultural Equipment and Technology, Ministry of Education, School of Agricultural Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu 212013, China

通讯作者: *戴志聪: ORCID:0000-0002-0748-8059,daizhicong@163.com

编委: 李敏
责任编辑: 何维明
收稿日期:2020-04-21接受日期:2020-06-12网络出版日期:2020-07-20

基金资助:

国家自然科学基金)(31700342)
国家自然科学基金(31700342和31770446)(31770446)
中国博士后科学基金(2017T100329)

江苏省高校优势学科

Corresponding authors: *ORCID:0000-0002-0748-8059,daizhicong@163.com
Received:2020-04-21Accepted:2020-06-12Online:2020-07-20

Fund supported:

National Natural Science Foundation of China(31700342)
National Natural Science Foundation of China(31770446)
China Postdoctoral Science Foundation(2017T100329)

Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions (PAPD)

摘要
丛枝菌根真菌(AMF)能与大多数陆生植物的根系形成共生体, 有助于宿主植物吸收养分。但营养胁迫下, 根系微生物对AMF与宿主植物间关系的影响少见报道。该研究假设: 在营养极度匮乏(如氮胁迫)环境下, AMF与宿主植物可能产生营养竞争, 而固氮菌的介入能够缓解两者对营养的竞争关系。为了验证这一假设, 该文探究了加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)生长受限的氮浓度, 并在氮受限条件下检验了AMF、加拿大一枝黄花及固氮菌三者间的关系。结果表明: 低氮处理明显抑制了加拿大一枝黄花的地上生物量和总生物量, 尤其以0.025 mmol·L^-1 N的氨态氮对加拿大一枝黄花的负影响更甚。在此氮浓度下, 单独添加AMF总体上都进一步抑制了加拿大一枝黄花的生长, 而固氮菌的添加在一定程度上提高了氮受限条件下AMF对宿主的根部侵染率及宿主植物生物量。这表明固氮菌能够缓和氮受限条件下AMF和加拿大一枝黄花间的营养竞争关系。研究结果加深了对外来植物在极度营养胁迫环境下与多种微生物互作的入侵机制的理解。
关键词： 丛枝菌根真菌;氮限制;营养竞争;固氮菌;入侵植物

Abstract
Aims Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) form symbiotic relationships with most terrestrial plants, contributing to the nutrient uptake of host plants. While little is known on how rhizospheric microorganisms affect the relationships between AMF and host plants under nutritional stress. We hypothesize that AMF may compete for nutrients with host plants in extremely nutrient-limited environments, such as nitrogen deficient habitats, and nitrogen-fixing bacteria will alleviate the competition.
Methods In order to test our hypotheses, we grew Solidago canadensis plants under nitrogen deficient treatments. We inoculated plants with AMF and a nitrogen-fixing bacterium to test the relationships among the host plant and microorganisms.
Important findings Under the lowest nitrogen level (0.025 mmol·L^-1 N of ammonium nitrogen), the growth of S. canadensis was more restricted with AMF colonization, suggesting competition between AMF and the host. However, with the inoculation of nitrogen-fixing bacterium, AMF colonization was promoted and plant growth was increased. These results indicate that nitrogen-fixing bacteria could moderate the competition for nutrients between AMF and their host under nitrogen deficiency. This study improves our understanding of the invasion mechanisms of alien plants, where they interact with different microorganisms under extreme nutrient stress.
Keywords：arbuscular mycorrhizal fungi;nitrogen limitation;nutrients competition;nitrogen-fixing bacteria;invasive plant

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引用本文
庞芳, 夏维康, 何敏, 祁珊珊, 戴志聪, 杜道林. 固氮菌缓解氮限制环境中丛枝菌根真菌对加拿大一枝黄花的营养竞争. 植物生态学报, 2020, 44(7): 782-790. DOI: 10.17521/cjpe.2020.0114
PANG Fang, XIA Wei-Kang, HE Min, QI Shan-Shan, DAI Zhi-Cong, DU Dao-Lin. Nitrogen-fixing bacteria alleviates competition between arbuscular mycorrhizal fungi and Solidago canadensis for nutrients under nitrogen limitation. Chinese Journal of Plant Ecology, 2020, 44(7): 782-790. DOI: 10.17521/cjpe.2020.0114

丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体。这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017)。AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009)。

多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019)。研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014)。

目前普遍认为环境中的氮浓度会影响AMF与宿主植物之间的共生关系, 而AMF能够使宿主植物适应氮缺乏的土壤环境(金樑, 2005; 杨剑宇等, 2013; Zhu et al., 2018)。但以往的研究中所用的氮水平, 即文献中描述的“低氮水平”往往也能满足植物生长所需, 很可能还不足以形成植物氮受限的条件, 因此, 我们无法得知在真正氮受限的情况下AMF是否依然能促进宿主植物的生长。另外, 固氮菌在土壤中的分布同样很广, 它们能够将大气中分子态氮气转化为植物能直接吸收利用的氨, 进而为其提供合成蛋白质等所必需的氮营养(慈恩和高明, 2004)。基于前人的上述研究结果, 我们提出以下假设: 在氮受限条件下, AMF与加拿大一枝黄花间会形成营养竞争关系, 而固氮菌的存在能够缓解这种竞争关系。因此, 本研究以加拿大一枝黄花作为宿主植物, 在模拟氮受限的土壤环境中, 探讨入侵植物加拿大一枝黄花与AMF及固氮菌三者间的关系。

1 材料和方法

1.1 实验材料

1.1.1 加拿大一枝黄花无菌苗

加拿大一枝黄花均选用实验室利用组培方法(Dai et al., 2016b)培育的无菌苗。简言之, 即用高温高压灭菌后的MS培养基扩繁经表面消毒的茎段, 待长出3-4片叶子后, 利用涂板法和16S rDNA-PCR扩增法(Dai et al., 2016b)确认为无菌苗, 进一步利用扩繁培养基进行植株的扩增。实验前约7天, 利用生根培养基诱导茎段长根, 挑选长势一致(长至4片叶子)的无菌苗植株用于盆栽实验。

1.1.2 固氮菌

固氮菌的来源: 固氮菌系采用无氮培养基(王超群等, 2015)分离自加拿大一枝黄花根系的微生物(简称ScRB), 实验所用的菌株编号为ScRB-JS106。

固氮菌的鉴定: 利用PCR对所分离菌株JS106进行16S rDNA与固氮基因( nifH )的分子鉴定。使用16S rDNA通用引物27F ( 5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG ) 和1492R ( 3′-ACGGTTACCTTGTTACGACTT ) 对目的片段进行PCR扩增(柳春林等, 2012), 并利用Ding等(2005)设计的芽孢杆菌和类芽孢杆菌特有的nifH上下游简并引物5′-GGCTGCGATCC ( CGA ) AAGGCCGA ( CT ) TC ( CGA)ACCCG-3′和5′-CTG ( GCA ) GCCTTGTT ( CT ) TCGCGGAT ( CG ) GGCATGGC-3′, 对目的片段进行PCR扩增以验证分离的菌株是否存在固氮基因。根据16S rDNA的测序结果, 利用GenBank中的在线BLAST工具进行菌株同源性比较, 采用邻接法并用MEGA 7软件(version 7.0.21)构建基于16S rDNA系统发育树。

1.1.3 AMF菌剂扩繁方法

实验所用AMF菌剂为幼套球囊霉(Glomus etunicatum, GE, 编号BGC BJ 03B)、根内球囊霉(Glomus intraradices, GI, 编号BGC BJ 109)和摩西球囊霉(Glomus mosseae, GM, 编号BGC JX 01), 均购自 “中国丛枝菌根真菌种质资源库”。菌剂为包含孢子、菌丝、侵染根段和培养基质的混合物。菌剂扩繁后用于接种实验, 具体的扩繁方法(Chen et al., 2020)如下: 选取洗净的粒径小于2 mm的沸石及建筑河沙按体积1:1的比例均匀混合后洗净, 在121 ℃下高压灭菌2 h。烘干冷却后, 装入经75%酒精表面消毒的花盆(20 cm × 15 cm × 15 cm)至约2/3的高度, 各取50 g菌剂均匀地撒在花盆中, 铺上厚约1.5 cm的沸石河沙混合的基质中。将经表面消毒后的高粱(Sorghum bicolor)种子, 点播在花盆的基质中, 每盆播种5粒, 最后铺上一层基质覆盖住种子即可。将盆栽置于江苏大学温室中, 用无菌水定期浇灌, 每周补充一次1 × Hoagland营养液(300 mL·pot^-1)。培养4个月后收获, 去除地上部分和表层基质后, 将高粱根剪碎并与基质混合均匀, 用于后续实验(若长期保存则封入密封袋内并置于4 ℃下保存备用)。

1.2 实验设计

1.2.1 加拿大一枝黄花氮受限条件筛选

采用以Hoagland培养液(Dai et al., 2016a)为基础营养的沙培法(Chen et al., 2020)探究加拿大一枝黄花在两种常见的无机氮(NH₄Cl和KNO₃)下生长受限的氮浓度。为保证植物生长所需的除氮以外的营养充足, 在1 × Hoagland营养液的基础上修改配方, 以KNO₃和NH₄Cl分别代替其原有的硝酸盐成分, 即, 氮仅来源于KNO₃或NH₄Cl。设置5种氮浓度: CK为对照(氮浓度为正常1 × Hoagland的10 mmol·L^-1), 另设置0.025、0.05、0.1、0.5 mmol·L^-1的氮浓度, 每个处理9个重复。为避免外界因素的干扰, 采用无菌苗体系。每个组培瓶装有180 g清洗干净的沙子, 再装入43 mL不同氮浓度的新配置的Hoagland营养液, 121 ℃下高压灭菌2 h; 挑选长势一致的加拿大一枝黄花无菌苗, 移植到组培瓶中; 25 ℃环境下培育8周后收获, 分别测量植物地上、地下生物量。

1.2.2 反接种实验

实验采用以1 × Hoagland培养液为基础营养的沙培法, 氮源依据上述加拿大一枝黄花氮受限实验结果进行选择, 培养液中的其他成分浓度不变。每个方盆(7 cm × 8 cm × 5 cm)含有500 g粒径小于2 mm的灭菌沙, 每盆种植1株加拿大一枝黄花。共设置7个不同的微生物接种处理: 1个空白对照(CK)处理; 3个添加AMF处理, 即, 分别添加GE、GI、GM菌剂; 3个同时添加AMF和固氮菌, 即分别添加GE + JS106、GI + JS106、GM + JS106。每个处理4个重复。所有植株均放置在70%相对湿度、25 ℃环境下生长, 每盆添加50 mL经前述筛选的氮受限营养液, 共培养8周。

AMF菌剂的处理: AMF菌剂接种方式同1.1所述菌剂扩繁方法。为避免接种AMF菌剂所含孢子数差异带来的影响, 预先采用湿筛法对所有AMF菌剂进行分离孢子计数, 再根据菌剂中孢子密度而对应添加相应量的菌剂, 以保证不同AMF菌剂处理接种了相对一致的孢子数量。具体操作如下: 取含有不同AMF菌剂的培养基质20 g, 在密封袋内碾碎培养基质中的根段; 一次通过4个土壤标准筛(孔径依次为0.80、0.25、0.10、0.055 mm), 用流水冲洗每层筛子, 直至最底层筛子流出的水是清水; 将孢子溶液全部收集到2 mL离心管内并定容至2 mL, 摇匀后取100 μL均匀分散于底部划有0.5 cm × 0.5 cm方格线的9 cm塑料培养皿中, 在体视镜下逐格计数。每种菌剂取4份样品, 每份样品重复计数3次。经计数, 本次研究所用GE、GI、GM菌剂中孢子密度分别为31、12、50 spores·g^-1。因此, 对应AMF处理每盆添加的GE、GI、GM菌剂质量分别为6.5、16.7、4.0 g, 每盆AMF孢子总量约为200 spores。AMF定殖率采用Phillips和Haymann (1970)的方法计算, 从植物根部大约3 cm土壤深处取出合适的幼根(3-4 cm), 剪成约2 cm的根段放入2 mL离心管内, 用蒸馏水轻轻洗净后加入10% KOH溶液, 于95 ℃水浴加热1 h, 蒸馏水洗净并加入1% HCl后静置5 min, 用0.05%台盼蓝染色和50%乳酸脱色后, 在显微镜下观察菌根侵染情况。

固氮菌株的处理: 将前述1.1部分分离鉴定的固氮菌株在超净台中挑单克隆置于含灭菌LB液体培养基试管中, 摇床过夜振荡培养(200 r·min^-1, 30 ℃)。取混浊培养液于8 000 r·min^-1下高速离心5 min, 弃上清液, 用灭菌PBS缓冲液重悬2-3次, 调节细菌浓度使其OD600 ≈ 1.0 (约1.725 × 10⁸ CFU·mL^-1), 取1 mL菌液用移液枪头轻轻插入沙子内部并靠近植物根部打入菌液。

1.3 数据分析

通过IBM SPSS Statistics (version 22)软件, 使用单因素方差分析对不同处理间的差异显著性进行分析(Duncan’s test, 显著性水平α = 0.05), 使用Origin 9软件对统计结果进行作图。

2 结果

2.1 固氮菌的鉴定

对分离的菌株进行16S rDNA与固氮基因(nifH)的PCR扩增, 分别获得1 400及323 bp的目标片段(图1), 对目标片段测序后进行比对, 发现该菌与星孢类芽孢杆菌(Paenibacillus stellifer TS1, GenBank No. 025474.1)的相似性达到99%。同时, 系统分类发育树也表明该菌株与星孢类芽孢杆菌最为同源(图2)。因此, 将分离获得的该菌株命名为星孢类芽孢杆菌(Paenibacillus stellifer ScRB-JS106)。

图1

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图1分离固氮菌的16S rDNA (A)和固氮基因nifH (B)电泳图。

DL, DNA分子量标准物; NC, 空白对照; JS106, 星孢类芽孢杆菌ScRB-JS106。
Fig. 1Electrophoretogram of the isolated nitrogen-fixing bacterium. A, 16S rDNA. B, Nitrogen-fixing gene nifH.

DL, DNA marker; NC, negative control; JS106, Paenibacillus stellifer ScRB-JS106.

图2

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图2基于16S rDNA序列的分离固氮菌的亲缘关系树(邻接法)。其他菌株的序列是从基因库中下载所得。

Fig. 2Neighbour-joining tree of the isolated nitrogen-fixing bacterium, ScRB-JS106, based on 16S rDNA. Sequences for the other isolates were downloaded from GenBank.

2.2 加拿大一枝黄花对不同形态低氮处理的响应

总体上, 两种无机氮的不同浓度处理均对加拿大一枝黄花的生长具有明显的影响(图3, 图4, p < 0.01)。低浓度铵态氮环境中, 加拿大一枝黄花的地下生物量显著高于对照组的地下生物量(图3A)。在不同浓度NH₄Cl处理下, 加拿大一枝黄花的地上生物量和总生物量均明显低于对照(图3B、3C)、根冠比高于对照(图3D), 且在氮浓度最低时, 地下生物量的降低以及根冠比的上升的趋势更为明显。而相对于对照, 硝态氮处理对加拿大一枝黄花的地下生物量没有明显影响(图4A), 并且只有分别低于0.5与0.1 mmol·L^-1 N才对加拿大一枝黄花地下生物量与总生物量产生明显的抑制作用(图4B、4C)。相对于硝态氮处理, 低铵态氮处理对加拿大一枝黄花产生了更为明显的限制, 尤以0.025 mmol·L^-1 N的NH₄Cl处理最为明显, 后续实验因此选择0.025 mmol·L^-1 的氨态氮作为氮源进行实验。

图3

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图3不同NH₄Cl浓度下加拿大一枝黄花的生长情况(平均值±标准偏差, n = 4)。

CK, 对照处理(10 mmol·L^-1 N)。不同小写字母表示差异显著(p < 0.05)。
Fig. 3Growth of Solidago canadensis under different concentrations of ammonium chloride (mean ± SE, n = 4).

CK, negative control (10 mmol·L^-1 N). Different lowercase letters indicate significant differences (Duncan’s test, p < 0.05).

图4

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图4不同KNO₃浓度下加拿大一枝黄花的生长情况(平均值±标准偏差, n = 4)。

CK, 对照处理(10 mmol·L^-1 N)。不同小写字母表示差异显著(p < 0.05)。
Fig. 4Growth of Solidago canadensis under different concentrations of potassium nitrate (mean ± SE, n = 4).

CK, negative control (10 mmol·L^-1 N). Different lowercase letters indicate significant differences (Duncan’s test, p < 0.05).

2.3 固氮菌对AMF与加拿大一枝黄花间关系的影响

低氮限制处理下, 3种AMF对加拿大一枝黄花根部均有侵染(图5), 其中以GI的侵染率最高(约33.3%, 图5B)。而接种固氮菌后, 在一定程度上提高了GE (+6.7%, p = 0.439)和GI (+11.7%, p = 0.251)对加拿大一枝黄花根部的侵染(图5A、5B)。

图5

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图5不同菌剂接种方式下加拿大一枝黄花根部的丛枝菌根真菌侵染率(平均值±标准偏差, n = 6)。

A, 幼套球囊霉(GE)。 B, 根内球囊霉(GI)。C, 摩西球囊霉(GM)。JS106, 星孢类芽孢杆菌ScRB-JS106。ns, 无显著性差异(p > 0.05)。
Fig. 5Root colonization rate of Solidago canadensis inoculated with various arbuscular mycorrhizal fungi and nitrogen-fixing bacteria (mean ± SE, n = 6).

A, Glomus etunicatum (GE). B, Glomus intraradices (GI). C, Glomus mosseae (GM). JS106, Paenibacillus stellifer ScRB-JS106. ns, no significant difference (p > 0.05).

低氮限制环境中, 与对照组相比, GE、GI和GM均降低了加拿大一枝黄花的地下生物量(分别为-32.4%、-28.7%、-22.6%)、地上生物量(分别为-32.2%、-2.6%、-23.6%)和总生物量(分别为-32.3%、-16.4%、-23.1%); 而固氮菌的加入, 在一定程度上改善了GE、GI和GM对加拿大一枝黄花的地下生物量(分别为-0.1%、+1.8%、+1.1%)、地上生物量(分别为-1.0%、+0.4%、-0.3%)和总生物量(分别为-1.1%、+2.1%、+0.8%)的负面影响(图6-8)。

图6

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图6氮限制环境中接种幼套球囊霉及同时添加固氮菌处理加拿大一枝黄花的生长情况(平均值±标准偏差, n = 6)。

GE, 幼套球囊霉。JS106, 星孢类芽孢杆菌ScRB-JS106。CK, 未添加GE处理。ns, 无显著性差异(p > 0.05)。
Fig. 6Growth of Solidago canadensis inoculated with Glomus etunicatum and nitrogen-fixing bacteria under nitrogen limitation (mean ± SE, n = 6).

GE, G. etunicatum. JS106, Paenibacillus stellifer ScRB-JS106. CK, un-inoculated control. ns, no significant difference (p > 0.05).

图7

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图7氮限制环境中接种根内球囊霉及同时添加固氮菌处理加拿大一枝黄花的生长情况(平均值±标准偏差, n = 6)。

GI, 根内球囊霉。JS106, 星孢类芽孢杆菌ScRB-JS106。CK, 未添加GI处理。ns, 无显著性差异(p > 0.05)。
Fig. 7Growth of Solidago canadensis inoculated with Glomus intraradices and nitrogen-fixing bacteria (mean ± SE, n = 6).

GI, Glomus intraradices. JS106, Paenibacillus stellifer ScRB-JS106. CK, un-inoculated control. ns, no significant difference (p > 0.05).

图8

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图8氮限制环境中接种摩西球囊霉及同时添加固氮菌处理加拿大一枝黄花的生长情况(平均值±标准偏差, n = 6)。

GM, 摩西球囊霉。JS106, 星孢类芽孢杆菌ScRB-JS106。CK, 未添加GM处理。ns, 无显著性差异(p > 0.05)。
Fig. 8Growth of Solidago canadensis inoculated with Glomus mosseae and nitrogen-fixing bacteria (mean ± SE, n = 6).

GM, G. mosseae. JS106, Paenibacillus stellifer ScRB-JS106. CK, un-inoculated control. ns, no significant difference (p > 0.05).

3 讨论

根际最佳分配理论认为, 植物生长过程中会因生存环境变化而对资源分配进行动态调节, 它们可以通过将光合作用制造的有机物分配给各营养器官或生殖器官, 以提高获取稀缺资源的能力(Thornley, 1972; Bloom et al., 1985)。相比生长在富营养环境下的植物, 那些生长在贫瘠的、低氮土壤上的植物往往倾向于将更多的资源投入到根系生长, 表现出根部具有更高的质量分数(Tilman & Wedin, 1991; Cambui et al., 2011; Sun et al., 2014)。在加拿大一枝黄花氮受限条件筛选实验中, 我们发现在低浓度铵态氮处理下加拿大一枝黄花地下部分生物量显著高于对照组, 而地上部分的生物量明显低于对照组(图3)。这表明加拿大一枝黄花在氮缺乏环境下可能是通过促进根系生长来扩大其在基质中的营养有效吸收面积, 从而提高自身的环境适应能力, 这可能是加拿大一枝黄花成功入侵的机制之一。

而AMF与植物间的共生关系很大程度上取决于两者间是否有营养物质的传递(Smith & Smith, 2011), 当植物由于营养缺乏而无法向AMF提供充足的碳水化合物, 导致AMF定殖率降低(Johnson et al.,2010; Zhu et al., 2018)。我们的研究结果表明, 氮受限条件下接种AMF后, AMF的定殖率为25%-35% (图5), 而在杨剑宇等(2013)的温室实验中, AMF对加拿大一枝黄花的定殖率大约是40%, 甚至在野外可能高达60% (金樑, 2005)。这说明不同的环境(特别是营养元素)可以影响AMF与入侵植物的互作。在氮受限条件下, 尽管AMF仍能与加拿大一枝黄花形成共生关系, 但与AMF的共生并未提高加拿大一枝黄花的生长速率, 加拿大一枝黄花的长势反而受到抑制(图6-8), 表明在极度氮受限的环境下, AMF与加拿大一枝黄花对氮可能是一种竞争关系。这很可能因为AMF从土壤中吸收的氮很大比例存储于胞外菌丝中(Tanaka & Yano, 2005), 在营养缺乏时当植物未能从AMF处受益, 植物会减少甚至“断供”对根际微生物的碳水化合物供给。而当固氮菌介入AMF与加拿大一枝黄花关系中后, 在一定程度上缓和了两者间紧张的氮营养竞争关系, 实验中所有的AMF对加拿大一枝黄花的定殖率提高了6.7%- 11.7% (图5), 加拿大一枝黄花的长势亦有所提高, 地上地下生物量分配亦发生了改变(图6-8)。这可能是由于固氮菌自身能利用空气中的氮, 转化并提供给植物可吸收的无机氮(Cocking, 2003; Franche et al., 2009), 为植物提供了必要的氮, 在某种程度上可以解决植物极度缺氮的困境, 使植物可以进行相对正常的生理生化活动而可以产生额外的碳水化合物分配给AMF, 因而AMF定殖率亦有所上升。

以上研究结果表明, AMF与植物间的互利共生很大程度上还取决于生存环境是否存在营养胁迫, 比如, 在极度氮受限环境下, AMF与加拿大一枝黄花间即存在营养竞争并迫使植物优化生物量分配策略来应对低氮胁迫, 而固氮菌则可以通过提供植物氮营养以缓和AMF与植物的氮竞争关系。与微生物的紧密互作关系使得加拿大一枝黄花即使在营养极度贫瘠的环境中, 依然可能成功入侵。因此, 未来针对复杂环境下的多种微生物间互作关系的进一步研究, 必将可以更加全面加深我们对植物的环境适应性及外来植物入侵机制的理解。

参考文献原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

[1]

Battini

, Gr?nlund

, Agnolucci

, Giovannetti

, Jakobsen

(2017). Facilitation of phosphorus uptake in maize plants by mycorrhizosphere bacteria
Scientific Reports, 7, 4686. DOI: 10.1038/s41598-017-04959-0.

DOI:10.1038/s41598-017-04959-0 URLPMID:28680077 [本文引用: 1]

A major challenge for agriculture is to provide sufficient plant nutrients such as phosphorus (P) to meet the global food demand. The sufficiency of P is a concern because of it's essential role in plant growth, the finite availability of P-rock for fertilizer production and the poor plant availability of soil P. This study investigated whether biofertilizers and bioenhancers, such as arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and their associated bacteria could enhance growth and P uptake in maize. Plants were grown with or without mycorrhizas in compartmented pots with radioactive P tracers and were inoculated with each of 10 selected bacteria isolated from AMF spores. Root colonization by AMF produced large plant growth responses, while seven bacterial strains further facilitated root growth and P uptake by promoting the development of AMF extraradical mycelium. Among the tested strains, Streptomyces sp. W94 produced the largest increases in uptake and translocation of (33)P, while Streptomyces sp. W77 highly enhanced hyphal length specific uptake of (33)P. The positive relationship between AMF-mediated P absorption and shoot P content was significantly influenced by the bacteria inoculants and such results emphasize the potential importance of managing both AMF and their microbiota for improving P acquisition by crops.

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DOI:10.1038/ncomms1046 URLPMID:20975705 [本文引用: 1]

Mycorrhizal fungi are a heterogeneous group of diverse fungal taxa, associated with the roots of over 90% of all plant species. Recently, state-of-the-art molecular and genetic tools, coupled to high-throughput sequencing and advanced microscopy, have led to the genome and transcriptome analysis of several symbionts. Signalling pathways between plants and fungi have now been described and the identification of several novel nutrient transporters has revealed some of the cellular processes that underlie symbiosis. Thus, the contributions of each partner in a mycorrhizal association are starting to be unravelled. This new knowledge is now available for use in agricultural practices.

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DOI:10.3389/fpls.2016.00706 URLPMID:27252722 [本文引用: 2]

The role of the interactions between endophytes and alien plants has been unclear yet in plant invasion. We used a completely germ-free culture system to quantify the plant growth-promoting (PGP) effects of endophytic bacteria Bacillus sp. on aseptic seedlings of Wedelia trilobata and of its native clonal congener W. chinensis. The endophytic bacteria did not affect the growth of W. chinensis, but they significantly promoted the growth of W. trilobata. With the PGP effects of endophytic bacteria, relative change ratios of the clonal traits and the ramets' growth traits of W. trilobata were significantly greater than those of W. chinensis. Our results indicate that the growth-promoting effects of endophytes may differ between invasive and native clonal plants, and the endophytes of invasive plant may be host-specific to facilitate plant invasion.

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AIMS: To isolate and identify nitrogen-fixing bacilli from the plant rhizospheres in Beijing region of China. METHODS AND RESULTS: A total of 29 isolates were selectively obtained from the rhizospheres of wheat, maize, ryegrass and willow based on their growth on nitrogen-free medium and their resistance to 100 degrees C for 10 min. Of the 29 isolates, seven had nifH gene determined by PCR amplification. The seven isolates were found to belong to the genera Bacillus and Paenibacillus based on phenotypic characterization, 16S rDNA sequence, G+C content and DNA-DNA hybridization. Isolates T1 and W5 were identified as Bacillus cereus and Bacillus marisflavi respectively. Isolates G1, C4 and C5 were identified as Bacillus megaterium. Isolate G2 was identified as Paenibacillus polymyxa and isolate T7 as Paenibacillus massiliensis. CONCLUSIONS: This study suggests that nifH gene could be detected in the both genera Bacillus and Paenibacillus. These degenerate primers for nifH gene fragment used in this study were shown to be useful for identifying nitrogen-fixing bacilli. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: It is the first demonstration that nitrogen fixation exists in B. marisflavi and P. massiliensis and the first report of the sequences of the nifH gene from B. megaterium and B. cereus. The nitrogen-fixing bacilli obtained in this study will be used in our future research for investigating the mechanisms of nitrogen fixation in bacilli.

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Salt stress limits crop yield and sustainable agriculture in most arid and semiarid regions of the world. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are considered bio-ameliorators of soil salinity tolerance in plants. In evaluating AMF as significant predictors of mycorrhizal ecology, precise quantifiable changes in plant biomass and nutrient uptake under salt stress are crucial factors. Therefore, the objective of the present study was to analyze the magnitude of the effects of AMF inoculation on growth and nutrient uptake of plants under salt stress through meta-analyses. For this, data were compared in the context of mycorrhizal host plant species, plant family and functional group, herbaceous vs. woody plants, annual vs. perennial plants, and the level of salinity across 43 studies. Results indicate that, under saline conditions, AMF inoculation significantly increased total, shoot, and root biomass as well as phosphorous (P), nitrogen (N), and potassium (K) uptake. Activities of the antioxidant enzymes superoxide dismutase, catalase, peroxidase, and ascorbate peroxidase also increased significantly in mycorrhizal compared to nonmycorrhizal plants growing under salt stress. In addition, sodium (Na) uptake decreased significantly in mycorrhizal plants, while changes in proline accumulation were not significant. Across most subsets of the data analysis, identities of AMF (Glomus fasciculatum) and host plants (Acacia nilotica, herbs, woody and perennial) were found to be essential in understanding plant responses to salinity stress. For the analyzed dataset, it is concluded that under salt stress, mycorrhizal plants have extensive root traits and mycorrhizal morphological traits which help the uptake of more P and K, together with the enhanced production of antioxidant enzymes resulting in salt stress alleviation and increased plant biomass.

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Symbiosis is well recognized as a major force in plant ecology and evolution. However, there is considerable uncertainty about the functional, ecological and evolutionary benefits of the very widespread facultative arbuscular mycorrhizal (AM) associations, in which the plants can grow and reproduce whether or not they are colonized by AM fungi. Here we address the significance of new research findings that are overturning conventional views that facultative AM associations can be likened to parasitic fungus-plant associations. Specifically, we address the occurrence and importance of phosphate uptake via AM fungi that does not result in increases in total phosphorus (P) uptake or in plant growth, and possible signalling between AM fungi and plants that can result in plant growth depressions even when fungal colonization remains very low. We conclude that, depending on the individual AM fungi that are present, the role of facultative AM associations in the field, especially in relation to plant competition, may be much more subtle than has been previously envisaged.

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Facilitation of phosphorus uptake in maize plants by mycorrhizosphere bacteria
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2017

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

Resource limitation in plants—An economic analogy
1
1985

... 根际最佳分配理论认为, 植物生长过程中会因生存环境变化而对资源分配进行动态调节, 它们可以通过将光合作用制造的有机物分配给各营养器官或生殖器官, 以提高获取稀缺资源的能力(Thornley, 1972; Bloom et al., 1985).相比生长在富营养环境下的植物, 那些生长在贫瘠的、低氮土壤上的植物往往倾向于将更多的资源投入到根系生长, 表现出根部具有更高的质量分数(Tilman & Wedin, 1991; Cambui et al., 2011; Sun et al., 2014).在加拿大一枝黄花氮受限条件筛选实验中, 我们发现在低浓度铵态氮处理下加拿大一枝黄花地下部分生物量显著高于对照组, 而地上部分的生物量明显低于对照组(图3).这表明加拿大一枝黄花在氮缺乏环境下可能是通过促进根系生长来扩大其在基质中的营养有效吸收面积, 从而提高自身的环境适应能力, 这可能是加拿大一枝黄花成功入侵的机制之一. ...

Mechanisms underlying beneficial plant-fungus interactions in mycorrhizal symbiosis
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2010

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

Grassland invaders and their mycorrhizal symbionts: a study across climate and invasion gradients
1
2014

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

Patterns of plant biomass partitioning depend on nitrogen source
1
2011

... 根际最佳分配理论认为, 植物生长过程中会因生存环境变化而对资源分配进行动态调节, 它们可以通过将光合作用制造的有机物分配给各营养器官或生殖器官, 以提高获取稀缺资源的能力(Thornley, 1972; Bloom et al., 1985).相比生长在富营养环境下的植物, 那些生长在贫瘠的、低氮土壤上的植物往往倾向于将更多的资源投入到根系生长, 表现出根部具有更高的质量分数(Tilman & Wedin, 1991; Cambui et al., 2011; Sun et al., 2014).在加拿大一枝黄花氮受限条件筛选实验中, 我们发现在低浓度铵态氮处理下加拿大一枝黄花地下部分生物量显著高于对照组, 而地上部分的生物量明显低于对照组(图3).这表明加拿大一枝黄花在氮缺乏环境下可能是通过促进根系生长来扩大其在基质中的营养有效吸收面积, 从而提高自身的环境适应能力, 这可能是加拿大一枝黄花成功入侵的机制之一. ...

A meta-analysis of arbuscular mycorrhizal effects on plants grown under salt stress
1
2014

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

Arbuscular mycorrhizal fungi improve the growth and disease resistance of the invasive plantWedelia trilobata
4
2019

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

... 实验所用AMF菌剂为幼套球囊霉(Glomus etunicatum, GE, 编号BGC BJ 03B)、根内球囊霉(Glomus intraradices, GI, 编号BGC BJ 109)和摩西球囊霉(Glomus mosseae, GM, 编号BGC JX 01), 均购自 “中国丛枝菌根真菌种质资源库”.菌剂为包含孢子、菌丝、侵染根段和培养基质的混合物.菌剂扩繁后用于接种实验, 具体的扩繁方法(Chen et al., 2020)如下: 选取洗净的粒径小于2 mm的沸石及建筑河沙按体积1:1的比例均匀混合后洗净, 在121 ℃下高压灭菌2 h.烘干冷却后, 装入经75%酒精表面消毒的花盆(20 cm × 15 cm × 15 cm)至约2/3的高度, 各取50 g菌剂均匀地撒在花盆中, 铺上厚约1.5 cm的沸石河沙混合的基质中.将经表面消毒后的高粱(Sorghum bicolor)种子, 点播在花盆的基质中, 每盆播种5粒, 最后铺上一层基质覆盖住种子即可.将盆栽置于江苏大学温室中, 用无菌水定期浇灌, 每周补充一次1 × Hoagland营养液(300 mL·pot^-1).培养4个月后收获, 去除地上部分和表层基质后, 将高粱根剪碎并与基质混合均匀, 用于后续实验(若长期保存则封入密封袋内并置于4 ℃下保存备用). ...

... 采用以Hoagland培养液(Dai et al., 2016a)为基础营养的沙培法(Chen et al., 2020)探究加拿大一枝黄花在两种常见的无机氮(NH₄Cl和KNO₃)下生长受限的氮浓度.为保证植物生长所需的除氮以外的营养充足, 在1 × Hoagland营养液的基础上修改配方, 以KNO₃和NH₄Cl分别代替其原有的硝酸盐成分, 即, 氮仅来源于KNO₃或NH₄Cl.设置5种氮浓度: CK为对照(氮浓度为正常1 × Hoagland的10 mmol·L^-1), 另设置0.025、0.05、0.1、0.5 mmol·L^-1的氮浓度, 每个处理9个重复.为避免外界因素的干扰, 采用无菌苗体系.每个组培瓶装有180 g清洗干净的沙子, 再装入43 mL不同氮浓度的新配置的Hoagland营养液, 121 ℃下高压灭菌2 h; 挑选长势一致的加拿大一枝黄花无菌苗, 移植到组培瓶中; 25 ℃环境下培育8周后收获, 分别测量植物地上、地下生物量. ...

丛枝菌根真菌在土壤氮素循环中的作用
1
2014

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

丛枝菌根真菌在土壤氮素循环中的作用
1
2014

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

Do arbuscular mycorrhizal fungi help the native speciesBidens biternata resist the invasion of Bidens alba?
1
2019

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

生物固氮的研究进展
1
2004

... 目前普遍认为环境中的氮浓度会影响AMF与宿主植物之间的共生关系, 而AMF能够使宿主植物适应氮缺乏的土壤环境(金樑, 2005; 杨剑宇等, 2013; Zhu et al., 2018).但以往的研究中所用的氮水平, 即文献中描述的“低氮水平”往往也能满足植物生长所需, 很可能还不足以形成植物氮受限的条件, 因此, 我们无法得知在真正氮受限的情况下AMF是否依然能促进宿主植物的生长.另外, 固氮菌在土壤中的分布同样很广, 它们能够将大气中分子态氮气转化为植物能直接吸收利用的氨, 进而为其提供合成蛋白质等所必需的氮营养(慈恩和高明, 2004).基于前人的上述研究结果, 我们提出以下假设: 在氮受限条件下, AMF与加拿大一枝黄花间会形成营养竞争关系, 而固氮菌的存在能够缓解这种竞争关系.因此, 本研究以加拿大一枝黄花作为宿主植物, 在模拟氮受限的土壤环境中, 探讨入侵植物加拿大一枝黄花与AMF及固氮菌三者间的关系. ...

生物固氮的研究进展
1
2004

... 目前普遍认为环境中的氮浓度会影响AMF与宿主植物之间的共生关系, 而AMF能够使宿主植物适应氮缺乏的土壤环境(金樑, 2005; 杨剑宇等, 2013; Zhu et al., 2018).但以往的研究中所用的氮水平, 即文献中描述的“低氮水平”往往也能满足植物生长所需, 很可能还不足以形成植物氮受限的条件, 因此, 我们无法得知在真正氮受限的情况下AMF是否依然能促进宿主植物的生长.另外, 固氮菌在土壤中的分布同样很广, 它们能够将大气中分子态氮气转化为植物能直接吸收利用的氨, 进而为其提供合成蛋白质等所必需的氮营养(慈恩和高明, 2004).基于前人的上述研究结果, 我们提出以下假设: 在氮受限条件下, AMF与加拿大一枝黄花间会形成营养竞争关系, 而固氮菌的存在能够缓解这种竞争关系.因此, 本研究以加拿大一枝黄花作为宿主植物, 在模拟氮受限的土壤环境中, 探讨入侵植物加拿大一枝黄花与AMF及固氮菌三者间的关系. ...

Endophytic colonization of plant roots by nitrogen-fixing bacteria
1
2003

... 而AMF与植物间的共生关系很大程度上取决于两者间是否有营养物质的传递(Smith & Smith, 2011), 当植物由于营养缺乏而无法向AMF提供充足的碳水化合物, 导致AMF定殖率降低(Johnson et al.,2010; Zhu et al., 2018).我们的研究结果表明, 氮受限条件下接种AMF后, AMF的定殖率为25%-35% (图5), 而在杨剑宇等(2013)的温室实验中, AMF对加拿大一枝黄花的定殖率大约是40%, 甚至在野外可能高达60% (金樑, 2005).这说明不同的环境(特别是营养元素)可以影响AMF与入侵植物的互作.在氮受限条件下, 尽管AMF仍能与加拿大一枝黄花形成共生关系, 但与AMF的共生并未提高加拿大一枝黄花的生长速率, 加拿大一枝黄花的长势反而受到抑制(图6-8), 表明在极度氮受限的环境下, AMF与加拿大一枝黄花对氮可能是一种竞争关系.这很可能因为AMF从土壤中吸收的氮很大比例存储于胞外菌丝中(Tanaka & Yano, 2005), 在营养缺乏时当植物未能从AMF处受益, 植物会减少甚至“断供”对根际微生物的碳水化合物供给.而当固氮菌介入AMF与加拿大一枝黄花关系中后, 在一定程度上缓和了两者间紧张的氮营养竞争关系, 实验中所有的AMF对加拿大一枝黄花的定殖率提高了6.7%- 11.7% (图5), 加拿大一枝黄花的长势亦有所提高, 地上地下生物量分配亦发生了改变(图6-8).这可能是由于固氮菌自身能利用空气中的氮, 转化并提供给植物可吸收的无机氮(Cocking, 2003; Franche et al., 2009), 为植物提供了必要的氮, 在某种程度上可以解决植物极度缺氮的困境, 使植物可以进行相对正常的生理生化活动而可以产生额外的碳水化合物分配给AMF, 因而AMF定殖率亦有所上升. ...

Different responses of an invasive clonal plant Wedelia trilobata and its native congener to gibberellin: implications for biological invasion
1
2016

... 采用以Hoagland培养液(Dai et al., 2016a)为基础营养的沙培法(Chen et al., 2020)探究加拿大一枝黄花在两种常见的无机氮(NH₄Cl和KNO₃)下生长受限的氮浓度.为保证植物生长所需的除氮以外的营养充足, 在1 × Hoagland营养液的基础上修改配方, 以KNO₃和NH₄Cl分别代替其原有的硝酸盐成分, 即, 氮仅来源于KNO₃或NH₄Cl.设置5种氮浓度: CK为对照(氮浓度为正常1 × Hoagland的10 mmol·L^-1), 另设置0.025、0.05、0.1、0.5 mmol·L^-1的氮浓度, 每个处理9个重复.为避免外界因素的干扰, 采用无菌苗体系.每个组培瓶装有180 g清洗干净的沙子, 再装入43 mL不同氮浓度的新配置的Hoagland营养液, 121 ℃下高压灭菌2 h; 挑选长势一致的加拿大一枝黄花无菌苗, 移植到组培瓶中; 25 ℃环境下培育8周后收获, 分别测量植物地上、地下生物量. ...

Different growth promoting effects of endophytic bacteria on invasive and native clonal plants
2
2016

... 加拿大一枝黄花均选用实验室利用组培方法(Dai et al., 2016b)培育的无菌苗.简言之, 即用高温高压灭菌后的MS培养基扩繁经表面消毒的茎段, 待长出3-4片叶子后, 利用涂板法和16S rDNA-PCR扩增法(Dai et al., 2016b)确认为无菌苗, 进一步利用扩繁培养基进行植株的扩增.实验前约7天, 利用生根培养基诱导茎段长根, 挑选长势一致(长至4片叶子)的无菌苗植株用于盆栽实验. ...

... )培育的无菌苗.简言之, 即用高温高压灭菌后的MS培养基扩繁经表面消毒的茎段, 待长出3-4片叶子后, 利用涂板法和16S rDNA-PCR扩增法(Dai et al., 2016b)确认为无菌苗, 进一步利用扩繁培养基进行植株的扩增.实验前约7天, 利用生根培养基诱导茎段长根, 挑选长势一致(长至4片叶子)的无菌苗植株用于盆栽实验. ...

Isolation and identification of nitrogen-fixing bacilli from plant rhizospheres in Beijing region
1
2005

... 固氮菌的鉴定: 利用PCR对所分离菌株JS106进行16S rDNA与固氮基因( nifH )的分子鉴定.使用16S rDNA通用引物27F ( 5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG ) 和1492R ( 3′-ACGGTTACCTTGTTACGACTT ) 对目的片段进行PCR扩增(柳春林等, 2012), 并利用Ding等(2005)设计的芽孢杆菌和类芽孢杆菌特有的nifH上下游简并引物5′-GGCTGCGATCC ( CGA ) AAGGCCGA ( CT ) TC ( CGA)ACCCG-3′和5′-CTG ( GCA ) GCCTTGTT ( CT ) TCGCGGAT ( CG ) GGCATGGC-3′, 对目的片段进行PCR扩增以验证分离的菌株是否存在固氮基因.根据16S rDNA的测序结果, 利用GenBank中的在线BLAST工具进行菌株同源性比较, 采用邻接法并用MEGA 7软件(version 7.0.21)构建基于16S rDNA系统发育树. ...

Nitrogen-fixing bacteria associated with leguminous and non-leguminous plants
1
2009

... 而AMF与植物间的共生关系很大程度上取决于两者间是否有营养物质的传递(Smith & Smith, 2011), 当植物由于营养缺乏而无法向AMF提供充足的碳水化合物, 导致AMF定殖率降低(Johnson et al.,2010; Zhu et al., 2018).我们的研究结果表明, 氮受限条件下接种AMF后, AMF的定殖率为25%-35% (图5), 而在杨剑宇等(2013)的温室实验中, AMF对加拿大一枝黄花的定殖率大约是40%, 甚至在野外可能高达60% (金樑, 2005).这说明不同的环境(特别是营养元素)可以影响AMF与入侵植物的互作.在氮受限条件下, 尽管AMF仍能与加拿大一枝黄花形成共生关系, 但与AMF的共生并未提高加拿大一枝黄花的生长速率, 加拿大一枝黄花的长势反而受到抑制(图6-8), 表明在极度氮受限的环境下, AMF与加拿大一枝黄花对氮可能是一种竞争关系.这很可能因为AMF从土壤中吸收的氮很大比例存储于胞外菌丝中(Tanaka & Yano, 2005), 在营养缺乏时当植物未能从AMF处受益, 植物会减少甚至“断供”对根际微生物的碳水化合物供给.而当固氮菌介入AMF与加拿大一枝黄花关系中后, 在一定程度上缓和了两者间紧张的氮营养竞争关系, 实验中所有的AMF对加拿大一枝黄花的定殖率提高了6.7%- 11.7% (图5), 加拿大一枝黄花的长势亦有所提高, 地上地下生物量分配亦发生了改变(图6-8).这可能是由于固氮菌自身能利用空气中的氮, 转化并提供给植物可吸收的无机氮(Cocking, 2003; Franche et al., 2009), 为植物提供了必要的氮, 在某种程度上可以解决植物极度缺氮的困境, 使植物可以进行相对正常的生理生化活动而可以产生额外的碳水化合物分配给AMF, 因而AMF定殖率亦有所上升. ...

An arbuscular mycorrhizal fungus accelerates decomposition and acquires nitrogen directly from organic material
1
2001

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

外来入侵种加拿大一枝黄花的菌根生态学研究
2
2005

... 目前普遍认为环境中的氮浓度会影响AMF与宿主植物之间的共生关系, 而AMF能够使宿主植物适应氮缺乏的土壤环境(金樑, 2005; 杨剑宇等, 2013; Zhu et al., 2018).但以往的研究中所用的氮水平, 即文献中描述的“低氮水平”往往也能满足植物生长所需, 很可能还不足以形成植物氮受限的条件, 因此, 我们无法得知在真正氮受限的情况下AMF是否依然能促进宿主植物的生长.另外, 固氮菌在土壤中的分布同样很广, 它们能够将大气中分子态氮气转化为植物能直接吸收利用的氨, 进而为其提供合成蛋白质等所必需的氮营养(慈恩和高明, 2004).基于前人的上述研究结果, 我们提出以下假设: 在氮受限条件下, AMF与加拿大一枝黄花间会形成营养竞争关系, 而固氮菌的存在能够缓解这种竞争关系.因此, 本研究以加拿大一枝黄花作为宿主植物, 在模拟氮受限的土壤环境中, 探讨入侵植物加拿大一枝黄花与AMF及固氮菌三者间的关系. ...

... 而AMF与植物间的共生关系很大程度上取决于两者间是否有营养物质的传递(Smith & Smith, 2011), 当植物由于营养缺乏而无法向AMF提供充足的碳水化合物, 导致AMF定殖率降低(Johnson et al.,2010; Zhu et al., 2018).我们的研究结果表明, 氮受限条件下接种AMF后, AMF的定殖率为25%-35% (图5), 而在杨剑宇等(2013)的温室实验中, AMF对加拿大一枝黄花的定殖率大约是40%, 甚至在野外可能高达60% (金樑, 2005).这说明不同的环境(特别是营养元素)可以影响AMF与入侵植物的互作.在氮受限条件下, 尽管AMF仍能与加拿大一枝黄花形成共生关系, 但与AMF的共生并未提高加拿大一枝黄花的生长速率, 加拿大一枝黄花的长势反而受到抑制(图6-8), 表明在极度氮受限的环境下, AMF与加拿大一枝黄花对氮可能是一种竞争关系.这很可能因为AMF从土壤中吸收的氮很大比例存储于胞外菌丝中(Tanaka & Yano, 2005), 在营养缺乏时当植物未能从AMF处受益, 植物会减少甚至“断供”对根际微生物的碳水化合物供给.而当固氮菌介入AMF与加拿大一枝黄花关系中后, 在一定程度上缓和了两者间紧张的氮营养竞争关系, 实验中所有的AMF对加拿大一枝黄花的定殖率提高了6.7%- 11.7% (图5), 加拿大一枝黄花的长势亦有所提高, 地上地下生物量分配亦发生了改变(图6-8).这可能是由于固氮菌自身能利用空气中的氮, 转化并提供给植物可吸收的无机氮(Cocking, 2003; Franche et al., 2009), 为植物提供了必要的氮, 在某种程度上可以解决植物极度缺氮的困境, 使植物可以进行相对正常的生理生化活动而可以产生额外的碳水化合物分配给AMF, 因而AMF定殖率亦有所上升. ...

外来入侵种加拿大一枝黄花的菌根生态学研究
2
2005

... 目前普遍认为环境中的氮浓度会影响AMF与宿主植物之间的共生关系, 而AMF能够使宿主植物适应氮缺乏的土壤环境(金樑, 2005; 杨剑宇等, 2013; Zhu et al., 2018).但以往的研究中所用的氮水平, 即文献中描述的“低氮水平”往往也能满足植物生长所需, 很可能还不足以形成植物氮受限的条件, 因此, 我们无法得知在真正氮受限的情况下AMF是否依然能促进宿主植物的生长.另外, 固氮菌在土壤中的分布同样很广, 它们能够将大气中分子态氮气转化为植物能直接吸收利用的氨, 进而为其提供合成蛋白质等所必需的氮营养(慈恩和高明, 2004).基于前人的上述研究结果, 我们提出以下假设: 在氮受限条件下, AMF与加拿大一枝黄花间会形成营养竞争关系, 而固氮菌的存在能够缓解这种竞争关系.因此, 本研究以加拿大一枝黄花作为宿主植物, 在模拟氮受限的土壤环境中, 探讨入侵植物加拿大一枝黄花与AMF及固氮菌三者间的关系. ...

... 而AMF与植物间的共生关系很大程度上取决于两者间是否有营养物质的传递(Smith & Smith, 2011), 当植物由于营养缺乏而无法向AMF提供充足的碳水化合物, 导致AMF定殖率降低(Johnson et al.,2010; Zhu et al., 2018).我们的研究结果表明, 氮受限条件下接种AMF后, AMF的定殖率为25%-35% (图5), 而在杨剑宇等(2013)的温室实验中, AMF对加拿大一枝黄花的定殖率大约是40%, 甚至在野外可能高达60% (金樑, 2005).这说明不同的环境(特别是营养元素)可以影响AMF与入侵植物的互作.在氮受限条件下, 尽管AMF仍能与加拿大一枝黄花形成共生关系, 但与AMF的共生并未提高加拿大一枝黄花的生长速率, 加拿大一枝黄花的长势反而受到抑制(图6-8), 表明在极度氮受限的环境下, AMF与加拿大一枝黄花对氮可能是一种竞争关系.这很可能因为AMF从土壤中吸收的氮很大比例存储于胞外菌丝中(Tanaka & Yano, 2005), 在营养缺乏时当植物未能从AMF处受益, 植物会减少甚至“断供”对根际微生物的碳水化合物供给.而当固氮菌介入AMF与加拿大一枝黄花关系中后, 在一定程度上缓和了两者间紧张的氮营养竞争关系, 实验中所有的AMF对加拿大一枝黄花的定殖率提高了6.7%- 11.7% (图5), 加拿大一枝黄花的长势亦有所提高, 地上地下生物量分配亦发生了改变(图6-8).这可能是由于固氮菌自身能利用空气中的氮, 转化并提供给植物可吸收的无机氮(Cocking, 2003; Franche et al., 2009), 为植物提供了必要的氮, 在某种程度上可以解决植物极度缺氮的困境, 使植物可以进行相对正常的生理生化活动而可以产生额外的碳水化合物分配给AMF, 因而AMF定殖率亦有所上升. ...

The history of Solidago canadensis invasion and the development of its mycorrhizal associations in newly-reclaimed land
1
2004

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

Resource limitation is a driver of local adaptation in mycorrhizal symbioses
2
2010

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

... 而AMF与植物间的共生关系很大程度上取决于两者间是否有营养物质的传递(Smith & Smith, 2011), 当植物由于营养缺乏而无法向AMF提供充足的碳水化合物, 导致AMF定殖率降低(Johnson et al.,2010; Zhu et al., 2018).我们的研究结果表明, 氮受限条件下接种AMF后, AMF的定殖率为25%-35% (图5), 而在杨剑宇等(2013)的温室实验中, AMF对加拿大一枝黄花的定殖率大约是40%, 甚至在野外可能高达60% (金樑, 2005).这说明不同的环境(特别是营养元素)可以影响AMF与入侵植物的互作.在氮受限条件下, 尽管AMF仍能与加拿大一枝黄花形成共生关系, 但与AMF的共生并未提高加拿大一枝黄花的生长速率, 加拿大一枝黄花的长势反而受到抑制(图6-8), 表明在极度氮受限的环境下, AMF与加拿大一枝黄花对氮可能是一种竞争关系.这很可能因为AMF从土壤中吸收的氮很大比例存储于胞外菌丝中(Tanaka & Yano, 2005), 在营养缺乏时当植物未能从AMF处受益, 植物会减少甚至“断供”对根际微生物的碳水化合物供给.而当固氮菌介入AMF与加拿大一枝黄花关系中后, 在一定程度上缓和了两者间紧张的氮营养竞争关系, 实验中所有的AMF对加拿大一枝黄花的定殖率提高了6.7%- 11.7% (图5), 加拿大一枝黄花的长势亦有所提高, 地上地下生物量分配亦发生了改变(图6-8).这可能是由于固氮菌自身能利用空气中的氮, 转化并提供给植物可吸收的无机氮(Cocking, 2003; Franche et al., 2009), 为植物提供了必要的氮, 在某种程度上可以解决植物极度缺氮的困境, 使植物可以进行相对正常的生理生化活动而可以产生额外的碳水化合物分配给AMF, 因而AMF定殖率亦有所上升. ...

Resource stoichiometry elucidates the structure and function of arbuscular mycorrhizas across scales
1
2010

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

The occurrence of mycorrhizas in halophytes, hydrophytes and xerophytes, and of Endogone spores in adjacent soils
1
1974

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

Arbuscular mycorrhizal fungi enhance P uptake and alter plant morphology in the invasive plant Microstegium vimineum
2
2014

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

... ; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

Arbuscular mycorrhizal fungi can transfer substantial amounts of nitrogen to their host plant from organic material
1
2009

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

鼎湖山不同演替阶段森林土壤细菌多样性
1
2012

... 固氮菌的鉴定: 利用PCR对所分离菌株JS106进行16S rDNA与固氮基因( nifH )的分子鉴定.使用16S rDNA通用引物27F ( 5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG ) 和1492R ( 3′-ACGGTTACCTTGTTACGACTT ) 对目的片段进行PCR扩增(柳春林等, 2012), 并利用Ding等(2005)设计的芽孢杆菌和类芽孢杆菌特有的nifH上下游简并引物5′-GGCTGCGATCC ( CGA ) AAGGCCGA ( CT ) TC ( CGA)ACCCG-3′和5′-CTG ( GCA ) GCCTTGTT ( CT ) TCGCGGAT ( CG ) GGCATGGC-3′, 对目的片段进行PCR扩增以验证分离的菌株是否存在固氮基因.根据16S rDNA的测序结果, 利用GenBank中的在线BLAST工具进行菌株同源性比较, 采用邻接法并用MEGA 7软件(version 7.0.21)构建基于16S rDNA系统发育树. ...

鼎湖山不同演替阶段森林土壤细菌多样性
1
2012

... 固氮菌的鉴定: 利用PCR对所分离菌株JS106进行16S rDNA与固氮基因( nifH )的分子鉴定.使用16S rDNA通用引物27F ( 5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG ) 和1492R ( 3′-ACGGTTACCTTGTTACGACTT ) 对目的片段进行PCR扩增(柳春林等, 2012), 并利用Ding等(2005)设计的芽孢杆菌和类芽孢杆菌特有的nifH上下游简并引物5′-GGCTGCGATCC ( CGA ) AAGGCCGA ( CT ) TC ( CGA)ACCCG-3′和5′-CTG ( GCA ) GCCTTGTT ( CT ) TCGCGGAT ( CG ) GGCATGGC-3′, 对目的片段进行PCR扩增以验证分离的菌株是否存在固氮基因.根据16S rDNA的测序结果, 利用GenBank中的在线BLAST工具进行菌株同源性比较, 采用邻接法并用MEGA 7软件(version 7.0.21)构建基于16S rDNA系统发育树. ...

A meta-analysis of arbuscular mycorrhizal effects on plants grown under salt stress
1
2014

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

An in vivo whole-plant experimental system for the analysis of gene expression in extraradical mycorrhizal mycelium
1
2017

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection
1
1970

... AMF菌剂的处理: AMF菌剂接种方式同1.1所述菌剂扩繁方法.为避免接种AMF菌剂所含孢子数差异带来的影响, 预先采用湿筛法对所有AMF菌剂进行分离孢子计数, 再根据菌剂中孢子密度而对应添加相应量的菌剂, 以保证不同AMF菌剂处理接种了相对一致的孢子数量.具体操作如下: 取含有不同AMF菌剂的培养基质20 g, 在密封袋内碾碎培养基质中的根段; 一次通过4个土壤标准筛(孔径依次为0.80、0.25、0.10、0.055 mm), 用流水冲洗每层筛子, 直至最底层筛子流出的水是清水; 将孢子溶液全部收集到2 mL离心管内并定容至2 mL, 摇匀后取100 μL均匀分散于底部划有0.5 cm × 0.5 cm方格线的9 cm塑料培养皿中, 在体视镜下逐格计数.每种菌剂取4份样品, 每份样品重复计数3次.经计数, 本次研究所用GE、GI、GM菌剂中孢子密度分别为31、12、50 spores·g^-1.因此, 对应AMF处理每盆添加的GE、GI、GM菌剂质量分别为6.5、16.7、4.0 g, 每盆AMF孢子总量约为200 spores.AMF定殖率采用Phillips和Haymann (1970)的方法计算, 从植物根部大约3 cm土壤深处取出合适的幼根(3-4 cm), 剪成约2 cm的根段放入2 mL离心管内, 用蒸馏水轻轻洗净后加入10% KOH溶液, 于95 ℃水浴加热1 h, 蒸馏水洗净并加入1% HCl后静置5 min, 用0.05%台盼蓝染色和50%乳酸脱色后, 在显微镜下观察菌根侵染情况. ...

Clonal integration and effects of simulated herbivory in old-field perennials
1
1988

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

Mycorrhizal source and neighbour identity differently influence Anthemis cotula L. invasion in the Kashmir Himalaya, India
1
2008

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

Mycorrhizosphere mediated Mayweed chamomile invasion in the Kashmir himalaya, India
1
2008

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

More than a carbon economy: nutrient trade and ecological sustainability in facultative arbuscular mycorrhizal symbioses
1
2009

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

3
2008

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

... ), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

Roles of arbuscular mycorrhizas in plant nutrition and growth: new paradigms from cellular to ecosystem scales
1
2011

... 而AMF与植物间的共生关系很大程度上取决于两者间是否有营养物质的传递(Smith & Smith, 2011), 当植物由于营养缺乏而无法向AMF提供充足的碳水化合物, 导致AMF定殖率降低(Johnson et al.,2010; Zhu et al., 2018).我们的研究结果表明, 氮受限条件下接种AMF后, AMF的定殖率为25%-35% (图5), 而在杨剑宇等(2013)的温室实验中, AMF对加拿大一枝黄花的定殖率大约是40%, 甚至在野外可能高达60% (金樑, 2005).这说明不同的环境(特别是营养元素)可以影响AMF与入侵植物的互作.在氮受限条件下, 尽管AMF仍能与加拿大一枝黄花形成共生关系, 但与AMF的共生并未提高加拿大一枝黄花的生长速率, 加拿大一枝黄花的长势反而受到抑制(图6-8), 表明在极度氮受限的环境下, AMF与加拿大一枝黄花对氮可能是一种竞争关系.这很可能因为AMF从土壤中吸收的氮很大比例存储于胞外菌丝中(Tanaka & Yano, 2005), 在营养缺乏时当植物未能从AMF处受益, 植物会减少甚至“断供”对根际微生物的碳水化合物供给.而当固氮菌介入AMF与加拿大一枝黄花关系中后, 在一定程度上缓和了两者间紧张的氮营养竞争关系, 实验中所有的AMF对加拿大一枝黄花的定殖率提高了6.7%- 11.7% (图5), 加拿大一枝黄花的长势亦有所提高, 地上地下生物量分配亦发生了改变(图6-8).这可能是由于固氮菌自身能利用空气中的氮, 转化并提供给植物可吸收的无机氮(Cocking, 2003; Franche et al., 2009), 为植物提供了必要的氮, 在某种程度上可以解决植物极度缺氮的困境, 使植物可以进行相对正常的生理生化活动而可以产生额外的碳水化合物分配给AMF, 因而AMF定殖率亦有所上升. ...

Formation of rice root regulated by nitrogen deficiency
1
2014

... 根际最佳分配理论认为, 植物生长过程中会因生存环境变化而对资源分配进行动态调节, 它们可以通过将光合作用制造的有机物分配给各营养器官或生殖器官, 以提高获取稀缺资源的能力(Thornley, 1972; Bloom et al., 1985).相比生长在富营养环境下的植物, 那些生长在贫瘠的、低氮土壤上的植物往往倾向于将更多的资源投入到根系生长, 表现出根部具有更高的质量分数(Tilman & Wedin, 1991; Cambui et al., 2011; Sun et al., 2014).在加拿大一枝黄花氮受限条件筛选实验中, 我们发现在低浓度铵态氮处理下加拿大一枝黄花地下部分生物量显著高于对照组, 而地上部分的生物量明显低于对照组(图3).这表明加拿大一枝黄花在氮缺乏环境下可能是通过促进根系生长来扩大其在基质中的营养有效吸收面积, 从而提高自身的环境适应能力, 这可能是加拿大一枝黄花成功入侵的机制之一. ...

Nitrogen delivery to maize via mycorrhizal hyphae depends on the form of N supplied
2
2005

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

... 而AMF与植物间的共生关系很大程度上取决于两者间是否有营养物质的传递(Smith & Smith, 2011), 当植物由于营养缺乏而无法向AMF提供充足的碳水化合物, 导致AMF定殖率降低(Johnson et al.,2010; Zhu et al., 2018).我们的研究结果表明, 氮受限条件下接种AMF后, AMF的定殖率为25%-35% (图5), 而在杨剑宇等(2013)的温室实验中, AMF对加拿大一枝黄花的定殖率大约是40%, 甚至在野外可能高达60% (金樑, 2005).这说明不同的环境(特别是营养元素)可以影响AMF与入侵植物的互作.在氮受限条件下, 尽管AMF仍能与加拿大一枝黄花形成共生关系, 但与AMF的共生并未提高加拿大一枝黄花的生长速率, 加拿大一枝黄花的长势反而受到抑制(图6-8), 表明在极度氮受限的环境下, AMF与加拿大一枝黄花对氮可能是一种竞争关系.这很可能因为AMF从土壤中吸收的氮很大比例存储于胞外菌丝中(Tanaka & Yano, 2005), 在营养缺乏时当植物未能从AMF处受益, 植物会减少甚至“断供”对根际微生物的碳水化合物供给.而当固氮菌介入AMF与加拿大一枝黄花关系中后, 在一定程度上缓和了两者间紧张的氮营养竞争关系, 实验中所有的AMF对加拿大一枝黄花的定殖率提高了6.7%- 11.7% (图5), 加拿大一枝黄花的长势亦有所提高, 地上地下生物量分配亦发生了改变(图6-8).这可能是由于固氮菌自身能利用空气中的氮, 转化并提供给植物可吸收的无机氮(Cocking, 2003; Franche et al., 2009), 为植物提供了必要的氮, 在某种程度上可以解决植物极度缺氮的困境, 使植物可以进行相对正常的生理生化活动而可以产生额外的碳水化合物分配给AMF, 因而AMF定殖率亦有所上升. ...

外来植物加拿大一枝黄花对入侵地丛枝菌根真菌(AMF)的影响
1
2009

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

外来植物加拿大一枝黄花对入侵地丛枝菌根真菌(AMF)的影响
1
2009

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

A balanced quantitative model for root:shoot ratios in vegetative plants
1
1972

... 根际最佳分配理论认为, 植物生长过程中会因生存环境变化而对资源分配进行动态调节, 它们可以通过将光合作用制造的有机物分配给各营养器官或生殖器官, 以提高获取稀缺资源的能力(Thornley, 1972; Bloom et al., 1985).相比生长在富营养环境下的植物, 那些生长在贫瘠的、低氮土壤上的植物往往倾向于将更多的资源投入到根系生长, 表现出根部具有更高的质量分数(Tilman & Wedin, 1991; Cambui et al., 2011; Sun et al., 2014).在加拿大一枝黄花氮受限条件筛选实验中, 我们发现在低浓度铵态氮处理下加拿大一枝黄花地下部分生物量显著高于对照组, 而地上部分的生物量明显低于对照组(图3).这表明加拿大一枝黄花在氮缺乏环境下可能是通过促进根系生长来扩大其在基质中的营养有效吸收面积, 从而提高自身的环境适应能力, 这可能是加拿大一枝黄花成功入侵的机制之一. ...

Plant traits and resource reduction for five grasses growing on a nitrogen gradient
1
1991

... 根际最佳分配理论认为, 植物生长过程中会因生存环境变化而对资源分配进行动态调节, 它们可以通过将光合作用制造的有机物分配给各营养器官或生殖器官, 以提高获取稀缺资源的能力(Thornley, 1972; Bloom et al., 1985).相比生长在富营养环境下的植物, 那些生长在贫瘠的、低氮土壤上的植物往往倾向于将更多的资源投入到根系生长, 表现出根部具有更高的质量分数(Tilman & Wedin, 1991; Cambui et al., 2011; Sun et al., 2014).在加拿大一枝黄花氮受限条件筛选实验中, 我们发现在低浓度铵态氮处理下加拿大一枝黄花地下部分生物量显著高于对照组, 而地上部分的生物量明显低于对照组(图3).这表明加拿大一枝黄花在氮缺乏环境下可能是通过促进根系生长来扩大其在基质中的营养有效吸收面积, 从而提高自身的环境适应能力, 这可能是加拿大一枝黄花成功入侵的机制之一. ...

化感作用与丛枝菌根在加拿大一枝黄花入侵过程中的作用研究
1
2013

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

化感作用与丛枝菌根在加拿大一枝黄花入侵过程中的作用研究
1
2013

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

大豆根际高效自生固氮菌分离鉴定与特性研究
1
2015

... 固氮菌的来源: 固氮菌系采用无氮培养基(王超群等, 2015)分离自加拿大一枝黄花根系的微生物(简称ScRB), 实验所用的菌株编号为ScRB-JS106. ...

大豆根际高效自生固氮菌分离鉴定与特性研究
1
2015

... 固氮菌的来源: 固氮菌系采用无氮培养基(王超群等, 2015)分离自加拿大一枝黄花根系的微生物(简称ScRB), 实验所用的菌株编号为ScRB-JS106. ...

Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on growth and nitrogen uptake of Chrysanthemum morifolium under salt stress
1
2018

... 丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在的根际微生物, 在所有陆地生态系统中70%-90%的植物能被AMF定殖(Khan, 1974; Smith & Read, 2008; Bonfante & Genre, 2010), 能在植物根部形成复杂的菌丝网络(CMNs), 与植物形成互惠共生体.这种高效的共生关系除了能够明显改善宿主植物的营养水平(氮、磷、硫等)外, 还能帮助宿主植物适应多种逆境胁迫(Smith & Read, 2008; Battini et al., 2017; Pepe et al., 2017).AMF能够利用土壤中游离的NH₄⁺、NO₃^-、简单形态的氨基酸和有机氮(Hodge et al., 2001; Leigh et al., 2009; 陈永亮等, 2014), 并且会优先利用NH₄⁺ (Tanaka & Yano, 2005), 与宿主植物交换碳水化合物(Johnson et al., 2010), 改善宿主植物对氮的吸收水平(Murugesan et al., 2014; Wang et al., 2018; Chen et al., 2020), 形成互利共生的关系(Johnson, 2010; Smith et al., 2009). ...

The biology of Canadian.: 45.Solidago canadensis L
1
1980

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

Invasive warm-season grasses reduce mycorrhizal root colonization and biomass production of native prairie grasses
1
2012

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

AMF和模拟氮沉降对加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)幼苗生长和生物量积累的影响
2
2013

... 目前普遍认为环境中的氮浓度会影响AMF与宿主植物之间的共生关系, 而AMF能够使宿主植物适应氮缺乏的土壤环境(金樑, 2005; 杨剑宇等, 2013; Zhu et al., 2018).但以往的研究中所用的氮水平, 即文献中描述的“低氮水平”往往也能满足植物生长所需, 很可能还不足以形成植物氮受限的条件, 因此, 我们无法得知在真正氮受限的情况下AMF是否依然能促进宿主植物的生长.另外, 固氮菌在土壤中的分布同样很广, 它们能够将大气中分子态氮气转化为植物能直接吸收利用的氨, 进而为其提供合成蛋白质等所必需的氮营养(慈恩和高明, 2004).基于前人的上述研究结果, 我们提出以下假设: 在氮受限条件下, AMF与加拿大一枝黄花间会形成营养竞争关系, 而固氮菌的存在能够缓解这种竞争关系.因此, 本研究以加拿大一枝黄花作为宿主植物, 在模拟氮受限的土壤环境中, 探讨入侵植物加拿大一枝黄花与AMF及固氮菌三者间的关系. ...

... 而AMF与植物间的共生关系很大程度上取决于两者间是否有营养物质的传递(Smith & Smith, 2011), 当植物由于营养缺乏而无法向AMF提供充足的碳水化合物, 导致AMF定殖率降低(Johnson et al.,2010; Zhu et al., 2018).我们的研究结果表明, 氮受限条件下接种AMF后, AMF的定殖率为25%-35% (图5), 而在杨剑宇等(2013)的温室实验中, AMF对加拿大一枝黄花的定殖率大约是40%, 甚至在野外可能高达60% (金樑, 2005).这说明不同的环境(特别是营养元素)可以影响AMF与入侵植物的互作.在氮受限条件下, 尽管AMF仍能与加拿大一枝黄花形成共生关系, 但与AMF的共生并未提高加拿大一枝黄花的生长速率, 加拿大一枝黄花的长势反而受到抑制(图6-8), 表明在极度氮受限的环境下, AMF与加拿大一枝黄花对氮可能是一种竞争关系.这很可能因为AMF从土壤中吸收的氮很大比例存储于胞外菌丝中(Tanaka & Yano, 2005), 在营养缺乏时当植物未能从AMF处受益, 植物会减少甚至“断供”对根际微生物的碳水化合物供给.而当固氮菌介入AMF与加拿大一枝黄花关系中后, 在一定程度上缓和了两者间紧张的氮营养竞争关系, 实验中所有的AMF对加拿大一枝黄花的定殖率提高了6.7%- 11.7% (图5), 加拿大一枝黄花的长势亦有所提高, 地上地下生物量分配亦发生了改变(图6-8).这可能是由于固氮菌自身能利用空气中的氮, 转化并提供给植物可吸收的无机氮(Cocking, 2003; Franche et al., 2009), 为植物提供了必要的氮, 在某种程度上可以解决植物极度缺氮的困境, 使植物可以进行相对正常的生理生化活动而可以产生额外的碳水化合物分配给AMF, 因而AMF定殖率亦有所上升. ...

AMF和模拟氮沉降对加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)幼苗生长和生物量积累的影响
2
2013

... 目前普遍认为环境中的氮浓度会影响AMF与宿主植物之间的共生关系, 而AMF能够使宿主植物适应氮缺乏的土壤环境(金樑, 2005; 杨剑宇等, 2013; Zhu et al., 2018).但以往的研究中所用的氮水平, 即文献中描述的“低氮水平”往往也能满足植物生长所需, 很可能还不足以形成植物氮受限的条件, 因此, 我们无法得知在真正氮受限的情况下AMF是否依然能促进宿主植物的生长.另外, 固氮菌在土壤中的分布同样很广, 它们能够将大气中分子态氮气转化为植物能直接吸收利用的氨, 进而为其提供合成蛋白质等所必需的氮营养(慈恩和高明, 2004).基于前人的上述研究结果, 我们提出以下假设: 在氮受限条件下, AMF与加拿大一枝黄花间会形成营养竞争关系, 而固氮菌的存在能够缓解这种竞争关系.因此, 本研究以加拿大一枝黄花作为宿主植物, 在模拟氮受限的土壤环境中, 探讨入侵植物加拿大一枝黄花与AMF及固氮菌三者间的关系. ...

... 而AMF与植物间的共生关系很大程度上取决于两者间是否有营养物质的传递(Smith & Smith, 2011), 当植物由于营养缺乏而无法向AMF提供充足的碳水化合物, 导致AMF定殖率降低(Johnson et al.,2010; Zhu et al., 2018).我们的研究结果表明, 氮受限条件下接种AMF后, AMF的定殖率为25%-35% (图5), 而在杨剑宇等(2013)的温室实验中, AMF对加拿大一枝黄花的定殖率大约是40%, 甚至在野外可能高达60% (金樑, 2005).这说明不同的环境(特别是营养元素)可以影响AMF与入侵植物的互作.在氮受限条件下, 尽管AMF仍能与加拿大一枝黄花形成共生关系, 但与AMF的共生并未提高加拿大一枝黄花的生长速率, 加拿大一枝黄花的长势反而受到抑制(图6-8), 表明在极度氮受限的环境下, AMF与加拿大一枝黄花对氮可能是一种竞争关系.这很可能因为AMF从土壤中吸收的氮很大比例存储于胞外菌丝中(Tanaka & Yano, 2005), 在营养缺乏时当植物未能从AMF处受益, 植物会减少甚至“断供”对根际微生物的碳水化合物供给.而当固氮菌介入AMF与加拿大一枝黄花关系中后, 在一定程度上缓和了两者间紧张的氮营养竞争关系, 实验中所有的AMF对加拿大一枝黄花的定殖率提高了6.7%- 11.7% (图5), 加拿大一枝黄花的长势亦有所提高, 地上地下生物量分配亦发生了改变(图6-8).这可能是由于固氮菌自身能利用空气中的氮, 转化并提供给植物可吸收的无机氮(Cocking, 2003; Franche et al., 2009), 为植物提供了必要的氮, 在某种程度上可以解决植物极度缺氮的困境, 使植物可以进行相对正常的生理生化活动而可以产生额外的碳水化合物分配给AMF, 因而AMF定殖率亦有所上升. ...

Arbuscular mycorrhizal fungi facilitate the invasion of Solidago canadensis L. in southeastern China
1
2014

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

外来杂草对本地植物丛枝菌根的化感作用
1
2007

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

外来杂草对本地植物丛枝菌根的化感作用
1
2007

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

Arbuscular mycorrhizal fungi facilitate growth and competitive ability of an exotic species Flaveria bidentis
1
2017

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

Arbuscular mycorrhizal fungi facilitate the invasion of Solidago canadensis L. in southeastern China
1
2014

... 多数研究表明AMF能促进许多外来植物的生长和适应性进而增强其入侵能力(Shah et al., 2008a, 2008b; Smith & Read, 2008; Bunn et al., 2014; Yang et al., 2014; Zhang et al., 2017; Chen et al., 2020), 如, 通过增加匍匐茎和气生根的数量来改变入侵植物的形态特征(Lee et al., 2014), 甚至能通过影响植物对磷的吸收来改变入侵种与本地种之间的竞争关系(Wilson et al., 2012; Chandrasekaran et al., 2014; Lee et al., 2014; Cheng et al., 2019).研究表明, 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)是一种菌根营养植物(Werner et al., 1980; Schmid et al., 1988; Jin et al., 2004), 它能与其入侵地的菌根真菌形成互惠共生体, 这不仅能够改变入侵地中的优势菌根真菌组成, 还能够降低入侵地中本土植物根部的AMF侵染率, 破坏AMF与本地植物的共生关系(杨贤燕, 2007; 唐建军等, 2009), 从而提高加拿大一枝黄花的入侵能力(王兵, 2013; Zhou et al., 2014). ...

N-fertilizer-driven association between the arbuscular mycorrhizal fungal community and diazotrophic community impacts wheat yield
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2018

... 目前普遍认为环境中的氮浓度会影响AMF与宿主植物之间的共生关系, 而AMF能够使宿主植物适应氮缺乏的土壤环境(金樑, 2005; 杨剑宇等, 2013; Zhu et al., 2018).但以往的研究中所用的氮水平, 即文献中描述的“低氮水平”往往也能满足植物生长所需, 很可能还不足以形成植物氮受限的条件, 因此, 我们无法得知在真正氮受限的情况下AMF是否依然能促进宿主植物的生长.另外, 固氮菌在土壤中的分布同样很广, 它们能够将大气中分子态氮气转化为植物能直接吸收利用的氨, 进而为其提供合成蛋白质等所必需的氮营养(慈恩和高明, 2004).基于前人的上述研究结果, 我们提出以下假设: 在氮受限条件下, AMF与加拿大一枝黄花间会形成营养竞争关系, 而固氮菌的存在能够缓解这种竞争关系.因此, 本研究以加拿大一枝黄花作为宿主植物, 在模拟氮受限的土壤环境中, 探讨入侵植物加拿大一枝黄花与AMF及固氮菌三者间的关系. ...

... 而AMF与植物间的共生关系很大程度上取决于两者间是否有营养物质的传递(Smith & Smith, 2011), 当植物由于营养缺乏而无法向AMF提供充足的碳水化合物, 导致AMF定殖率降低(Johnson et al.,2010; Zhu et al., 2018).我们的研究结果表明, 氮受限条件下接种AMF后, AMF的定殖率为25%-35% (图5), 而在杨剑宇等(2013)的温室实验中, AMF对加拿大一枝黄花的定殖率大约是40%, 甚至在野外可能高达60% (金樑, 2005).这说明不同的环境(特别是营养元素)可以影响AMF与入侵植物的互作.在氮受限条件下, 尽管AMF仍能与加拿大一枝黄花形成共生关系, 但与AMF的共生并未提高加拿大一枝黄花的生长速率, 加拿大一枝黄花的长势反而受到抑制(图6-8), 表明在极度氮受限的环境下, AMF与加拿大一枝黄花对氮可能是一种竞争关系.这很可能因为AMF从土壤中吸收的氮很大比例存储于胞外菌丝中(Tanaka & Yano, 2005), 在营养缺乏时当植物未能从AMF处受益, 植物会减少甚至“断供”对根际微生物的碳水化合物供给.而当固氮菌介入AMF与加拿大一枝黄花关系中后, 在一定程度上缓和了两者间紧张的氮营养竞争关系, 实验中所有的AMF对加拿大一枝黄花的定殖率提高了6.7%- 11.7% (图5), 加拿大一枝黄花的长势亦有所提高, 地上地下生物量分配亦发生了改变(图6-8).这可能是由于固氮菌自身能利用空气中的氮, 转化并提供给植物可吸收的无机氮(Cocking, 2003; Franche et al., 2009), 为植物提供了必要的氮, 在某种程度上可以解决植物极度缺氮的困境, 使植物可以进行相对正常的生理生化活动而可以产生额外的碳水化合物分配给AMF, 因而AMF定殖率亦有所上升. ...