氮添加对杨树根系-丛枝菌根真菌共生关系的影响文献综述

 2022-08-03 15:29:39

国内外同类研究概况

1. 氮沉降对菌根真菌侵染特性的影响

植物-菌根的互利共生现象在植物中是普遍存在的,AMF真菌将其同化的氮源提供给宿主,以促进宿主的生长,而植物为AMF提供碳水化合物维持其生命,研究发现氮输入会显著减少AMF的生物量(Diepen L T A V et al., 2010)。当环境中有效氮含量过高时,就会导致NO2- 积累,从而对植物的生长造成一定伤害,进而影响AMF的侵染(Hodge et al., 2001),反之宿主依赖AMF提供的氮素。氮沉降水平不同,土壤中有效氮含量的变化影响植物对AMF的依赖,同时吸收氮素的成本也在变化,其侵染受到影响。在以白术和黄芪(卢彦琦等,2011和 刘媞等,2008)为对象的研究结果表明:AMF侵染率随着外界氮浓度的增加呈先升后降的趋势,但在玉米的类似研究中侵染率随着外界氮浓度的增加呈下降趋势。在研究过程中除了目的植物外,也有其他植物的影响,多数AMF 并没有专一性,根外菌丝可再度侵染接触到的其它寄主植物,并且同种或不同种植物均可形成地下菌丝网络,其在植物间营养物质的传递中有着重要作用(Newman et al., 1988)。

2. 氮沉降对植物和丛枝菌根生长代谢的影响

植物利用根系和根菌外菌丝从土壤中吸收的氮素生长,AMF根外菌丝可以利用铵态氮、硝态氮和简单形态的氨基酸,供给植物的氮素占宿主植物总氮的30%(付淑清等,2011),同时宿主提供光合产物使AMF生长。植物-AMF共生体间养分供给是一个相互的过程,氮沉降对其影响则是相互关联的,当植物代谢原料减少时生物量的积累也在下降,当光合产物供给减少时AMF受到限制。

此外,研究发现AMF的菌丝随宿主根系生长分泌产生一类糖蛋白—球壤霉素(Wright et al., 2004),它是土壤的主要来源,相关研究表明土壤中球壤霉素的量与有机碳、氮成正相关(Rilig et al., 2003),并且球壤霉素还有改变土壤通透性、提高土壤微生物等的作用(Jastow et al., 1998)Jastow JD,直接影响了土壤生态系统的生物量。氮沉降改变了土壤中的含氮水平,影响植物和AMF的营养代谢关系,不仅仅是氮素,还包括碳素和土壤的构造,从而从不同程度影响植物和AMF的生长代谢。

3. 氮沉降对丛枝菌根真菌多样性影响

氮沉降导致土壤中氮含量的增加,对于AMF的多样性有重要影响,Treseder在此类研究中得出结论:氮含量的增加可使AMF的丰富度显著下降,高达15%(Treseder et al., 2004)。在氮含量充足时,植物对AMF的依赖减弱,更多的光合产物应用于自身地上部分生长发育,同时AMF对光合产物的需求不能满足,不同AMF对光合产物的需求不同,部分根菌发育因光合产物少量受到抑制,部分根菌能更好的利用少量光合产物,种间竞争造成AMF菌落组成变化。

4. 氮沉降对植物-丛枝菌根共生体生长发育的影响

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