丛枝菌根研究方法
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丛枝菌根真菌与植物共生关系的研究进展丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是一类广泛存在于自然界中的真菌,与大多数植物都有一种共生关系。
它们主要生长于植物根际,与植物根系建立起一种特殊的关系,能够为植物提供营养物质和水分的吸收,同时也能够提高植物的耐受性和适应性。
本文将简要介绍丛枝菌根真菌与植物共生关系的原理、产生的生物化学反应,以及在生态和农业方面的应用。
一、丛枝菌根真菌与植物共生关系的原理丛枝菌根真菌与植物共生是一种非常古老的生态模式。
它们的共生方式是真菌从植物根中获取有机物,然后向植物提供微量元素和矿物质养分。
这种共生方式的发生主要是由丛枝菌根真菌侵入植物根发育的末端,而在植物根中形成一种类似于“拐杖”的结构,这个“拐杖”结构就是AMF担任的重要角色之一,主要用于提供养分和水分。
此外,AMF还能够生成一种称为“外生孢子”的特殊结构,以适应生存环境的改变。
外生孢子的形成与amycorhyzal短语有关,因为孢子主要存在于土壤环境中,而非植物体内。
外生孢子对土壤环境变化有良好的适应性,一旦形成就可以在土壤中保持数年甚至数十年,等待植物根系的入侵而开始新一轮共生循环。
二、丛枝菌根真菌与植物共生关系所产生的生物化学反应丛枝菌根真菌与植物共生关系所产生的生物化学反应非常复杂,主要有以下几个方面:1、促进植物吸收营养物质。
丛枝菌根真菌能够延长植物的根系,并且使植物更加频繁的吸收有机物和无机物质,其中包括一些人工在土壤中添加的肥料。
这些有机物和无机物再通过AMF传递到植物根中,植物体再将其转化成必须的元素和化合物,使植物更加健康生长。
2、调节植物的生长发育。
丛枝菌根真菌还能够通过激活植物与真菌之间的信号传递,直接或间接调节植物的生长和发育。
例如,AMF能够刺激植物根中的根冠部细胞分裂,从而促进植物的生长;又例如AMF可以改变植物中激素的代谢途径,来影响植物开花或结实等过程。
丛枝菌根研究方法1.检测孢子含量的方法(湿筛倾注蔗糖离心法)1.Gerdemann J W, Nicolson T H,1963. Spores of mycorrhizal endogone species extracted from soil by wet sieving and decanting. Transactions of the British Mycological Society, 46: 235-2442.刘润进,李晓林.2000.丛枝菌根及其应用.北京:科学出版社:190-194根据上述方法略有改动1.称取10 g菌剂,置入大烧杯中加500 ml水,搅拌,静置10 s。
2.先后过80目分样筛、400目分样筛,将400目筛子上的残余物用药匙转入50ml 离心管中,后用清水冲洗筛子,将残余物全部转入离心管中,配平,3000转/min 离心10 min。
(注分样筛最好直径为12 cm左右,便于下面放置烧杯过筛)3.去掉上清液,在离心管中加入预先配制好的质量分数为50%的蔗糖溶液,玻璃棒搅匀,配平,3000转/min 离心10 min(注意离心前离心管壁上不能有残余物)。
4.将400目筛子呈一斜面放置,离心后的蔗糖溶液过筛子的下侧,用水将筛子上的残留物轻轻洗入划线培养皿中。
(注意水不能加太多以防影响检测,培养皿划线便于统计)。
5. 解剖镜镜检统计培养皿中的孢子数目,计算出菌剂中的孢子含量。
注:溶于蔗糖溶液中的孢子仍可进行接种。
2.检测菌根侵染率的方法(曲利苯蓝染色法)Phillips J M,Hayman D S,1970. Improved procedures for clearing and staining parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection. Transactions of the British Mycological Society, 55: 158~161根据上述方法略有改动1.将洗净的幼苗根系剪成1 cm左右的根段,用FAA固定液(70%酒精:甲醛:冰醋酸=90:5:5)固定24 h。
丛枝菌根研究方法野外调查是丛枝菌根研究的第一步,通过对丛枝菌根真菌的采集和标本的收集,可以了解不同地理位置的物种组成和丰度。
同时,还可以观察丛枝菌根的形态特征、寄主植物的类型和数量以及其在自然界中的分布情况。
野外调查可以通过线虫技术、浸渍法、剥离法等方法来采集土壤样品,进一步分离和鉴定丛枝菌根真菌。
实验室培养是丛枝菌根研究的重要手段之一,通过在不同培养基上对真菌进行培养和观察,可以研究其生长特性、生理代谢和生殖方式等方面的特点。
实验室培养还可以通过共培养法来研究丛枝菌根真菌与寄主植物之间的相互作用。
共培养法可以模拟真菌在寄主根系中的生长环境,通过观察真菌的侵染和共生过程,揭示丛枝菌根的形成机制和作用方式。
现代分子生物学技术在丛枝菌根研究中发挥着重要作用。
通过提取丛枝菌根真菌的DNA,利用PCR扩增、测序和分析等技术,可以对真菌的物种进行鉴定和分类。
同时,还可以通过建立基因组DNA文库和表达文库,研究丛枝菌根真菌基因的组成和功能。
此外,还可以利用荧光原位杂交、免疫荧光检测、原位PCR等技术,对丛枝菌根真菌在寄主植物根系中的定位和分布进行研究,揭示其与寄主植物之间的相互作用和信号传递机制。
除了上述方法外,还可以借助微生物学、生态学、生物化学、分子生态学等学科的研究方法,例如计量生态学、同位素示踪技术、地理信息系统等,对丛枝菌根的分布、生态功能、物质循环和与其他微生物群落的相互关系进行研究。
总之,丛枝菌根研究方法的综合运用是对其进行深入研究的基础和关键。
通过野外调查、实验室培养和现代分子生物学技术等手段的结合,可以全面深入地了解丛枝菌根的形态特征、物种组成、功能和作用机制,为我们更好地利用和管理丛枝菌根资源提供科学依据。
丛枝菌根研究简介2.1菌根的研究概况菌根是一种新生的生物,是一种土壤中的某种真菌为了生存必须从植物体中吸收糖分作为自己的食物来源。
同时这种真菌对植物的生长,繁衍具有重大的作用。
因为这种真菌能够从土壤中吸收水分然后输送给植物。
而且真菌和植物形成共生体之后,能够大大扩大根系的吸收面积和吸收种类。
能够让植物的根系吸收更多的促进生长的微量元素,特别是植物生长所需要的磷。
所以世界上近90%的植物具有菌根结构。
这种生物对植物的生长,对养分的吸收都具有极其重要的作用。
菌根结构的植物形态各不相同,根据它们的结构和用途不同把菌根分为以下六大类:这六类菌根中对植物生长最有利最有经济价值的的是丛枝菌根和外生菌根。
丛枝菌根能与农业中的水果,蔬菜和谷类植物等植物形成共生体,能够与这些植物产生共生关系,促进植物根系吸收养分。
而外生菌根则能够与树木及灌木共生,在所有的菌根中最普遍也是最有经济价值的是丛枝菌根和外生菌根.丛枝菌根能与很多植物形成共生体,外生菌根虽然与农作物根系联系的不多,但是它能与经济价值极高的灌木及树木能够形成共生体,所以生物专家对外生菌根的研究比较多。
另外还有部分外生菌根真菌在形成的过程中形成的了实用的子实体(如红菇属、乳菇属的菌类),这些菌类是人们食用和药用的菌类资源之一。
还有对植物的良好生长,和提高植物的抗菌作用都有促进作用的赤霉素、维生素、植物生长激素、细胞分裂素、抗生素以及酶类等。
2.2丛枝菌根真菌菌根对植物的生长发育具有重大作用,甚至有些植物如果离开菌根就会出现发育不良,或者无法发育成胚胎。
如杜鹃科植物必须和菌根共生,要不然杜鹃科植物会出现严重的发育不良,或者很难在恶劣的环境下生长。
兰科类植物在种子萌芽时如果没有菌根的真菌与其共生就不能发育成胚胎进而长成幼苗。
生物届普遍认为只有少部分的子囊亚门能与植物共生形成菌根,并把这些真菌命名为菌根真菌。
还有大部分属于担子菌亚门是不能与植物进行共生的。
丛枝菌根是丛枝菌根真菌的菌体,它属于内生菌根,它在形成过程中没有菌套,所以只能存在与植物根的表层细胞之中,所以它只会选择有根毛的植物寄生。
《丛枝菌根真菌与微生物肥配施对燕麦生长作用的研究》篇一一、引言丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,简称AMF)是一种广泛存在于土壤中的微生物,与植物形成共生关系,对植物的生长和发育具有重要影响。
近年来,随着现代农业技术的发展,微生物肥料在农业生产中的应用越来越广泛。
本文旨在研究丛枝菌根真菌与微生物肥料配施对燕麦生长的作用,以期为农业实践提供理论依据。
二、研究方法1. 材料选择选取健康的燕麦种子,以及不同种类的丛枝菌根真菌和微生物肥料。
2. 实验设计将燕麦种子分别进行不同处理:对照组(不接种AMF,不施微生物肥料)、AMF处理组(接种AMF,不施微生物肥料)、微生物肥料处理组(不接种AMF,施用微生物肥料)、AMF+微生物肥料处理组(同时接种AMF并施用微生物肥料)。
每个处理组设置若干个平行样。
3. 实验过程将处理后的燕麦种子种植在同一块地上,保持土壤湿度、光照、温度等条件一致。
在燕麦生长过程中,定期观察并记录其生长情况,包括株高、根系发育、生物量等指标。
同时,采集土壤样品,分析土壤中AMF的数量和活性,以及土壤中其他微生物的数量和活性。
三、实验结果与分析1. 燕麦生长情况实验结果显示,与对照组相比,AMF处理组和微生物肥料处理组的燕麦生长情况均有所改善。
其中,同时接种AMF并施用微生物肥料的处理组效果最为显著,燕麦的株高、根系发育和生物量均有所提高。
这表明丛枝菌根真菌与微生物肥料的配施对燕麦生长具有明显的促进作用。
2. AMF数量与活性土壤中AMF的数量和活性分析表明,接种AMF的处理组土壤中AMF的数量和活性均有所提高。
这表明接种AMF可以增加土壤中AMF的数量和活性,从而更好地与燕麦形成共生关系,促进燕麦的生长。
3. 土壤中其他微生物的数量与活性土壤中其他微生物的数量和活性分析表明,施用微生物肥料可以增加土壤中其他微生物的数量和活性。
这表明微生物肥料可以改善土壤微生态环境,提高土壤中其他微生物的活性和数量,从而促进燕麦的生长。
丛枝菌根真菌植物根际微生物互作研究进展与展望一、本文概述随着生态学、微生物学和植物生物学等多个学科的深入发展,丛枝菌根真菌与植物根际微生物的互作关系已成为研究的热点。
这些微生物在土壤中的共生、竞争和拮抗等相互作用,不仅影响植物的生长和发育,还对整个生态系统的稳定性和健康性具有深远影响。
本文综述了近年来关于丛枝菌根真菌与植物根际微生物互作关系的研究进展,包括互作机制、影响因素以及调控策略等方面,并对未来的研究方向进行了展望。
通过深入了解这些微生物的互作关系,我们可以为农业可持续发展、生态环境保护以及生物资源的开发利用提供新的思路和方法。
二、丛枝菌根真菌与植物根际微生物的互作机制丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)作为土壤中的重要微生物之一,与植物根际微生物之间存在着复杂而精妙的互作关系。
这种互作不仅影响植物的生长和发育,也对土壤微生物群落的结构和功能产生深远影响。
近年来,随着分子生物学、基因组学和生态学等学科的快速发展,对AMF与植物根际微生物互作机制的研究取得了显著进展。
AMF与植物根际微生物在营养竞争方面存在明显的互作。
AMF通过扩大根的吸收面积,增强植物对水分和矿质营养的吸收能力。
同时,AMF还能分泌多种胞外酶,如磷酸酶、几丁质酶等,分解土壤中的有机物质,为植物提供营养。
这种营养竞争不仅影响植物的生长,也影响根际微生物的生存和繁殖。
AMF与植物根际微生物在信号交流方面也存在互作。
AMF能感知并响应植物分泌的根际信号物质,如生长素、独脚金内酯等,从而调整自身的生长和代谢。
同时,AMF也能分泌多种信号分子,如菌根因子、几丁质等,与植物和根际微生物进行信号交流,共同调节根际微生态环境。
AMF与植物根际微生物在生态功能方面也存在互作。
AMF能提高植物的抗逆性,如抗旱、抗盐、抗病等,从而改善植物的生存环境。
AMF还能与根际微生物共同构建稳定的土壤微生物群落,维持土壤生态系统的健康与稳定。
am真菌研究方法
AM真菌,也称为丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi),是一种与植物根系形成共生关系的土壤微生物。
它们在提高植物养分吸收、促进植物生长和抗逆性方面起着重要作用。
研究AM真菌的方法主要包括以下几个方面:
分离与纯化:从土壤中分离出AM真菌是纯化培养的第一步。
常用的方法包括湿筛法、蔗糖离心法和蔗糖梯度离心法等。
通过这些方法,可以从土壤中获得AM真菌的孢子、菌丝和菌根片段等。
培养与鉴定:将分离得到的AM真菌进行培养,观察其生长特性和菌落形态。
同时,采用分子生物学方法,如PCR扩增和序列分析,对AM真菌进行鉴定,确定其种类和遗传多样性。
生理生态学研究:研究AM真菌与植物的共生关系,需要了解其在不同生态环境下的生理生态特征。
这包括测定AM真菌对植物生长的促进作用、对土壤养分的吸收和利用效率、以及对逆境条件的响应等。
分子生物学技术研究:随着分子生物学技术的发展,越来越多的技术被应用于AM真菌的研究。
例如,实时荧光定量PCR技术可用于检测AM真菌在土壤中的数量;基因芯片技术可用于分析AM真菌的基因表达谱;高通量测序技术可用于揭示AM真菌的群落结构和多样性等。
总之,研究AM真菌需要综合运用多种方法和技术手段,从多个角度揭示其生态学和生理学特征,为深入理解AM真菌与植物的共生关系提供有力支持。
丛枝菌根研究方法
1.检测孢子含量的方法(湿筛倾注蔗糖离心法)
1.Gerdemann J W, Nicolson T H,1963. Spores of mycorrhizal endogone species extracted from soil by wet sieving and decanting. Transactions of the British Mycological Society, 46: 235-244
2.刘润进,李晓林.2000.丛枝菌根及其应用.北京:科学出版社:190-194
根据上述方法略有改动
1.称取10 g菌剂,置入大烧杯中加500 ml水,搅拌,静置10 s。
2.先后过80目分样筛、400目分样筛,将400目筛子上的残余物用药匙转入50ml 离
心管中,后用清水冲洗筛子,将残余物全部转入离心管中,配平,3000转/min 离
心10 min。
(注分样筛最好直径为12 cm左右,便于下面放置烧杯过筛)
3.去掉上清液,在离心管中加入预先配制好的质量分数为50%的蔗糖溶液,玻璃棒搅
匀,配平,3000转/min 离心10 min(注意离心前离心管壁上不能有残余物)。
4.将400目筛子呈一斜面放置,离心后的蔗糖溶液过筛子的下侧,用水将筛子上的残
留物轻轻洗入划线培养皿中。
(注意水不能加太多以防影响检测,培养皿划线便于
统计)。
5. 解剖镜镜检统计培养皿中的孢子数目,计算出菌剂中的孢子含量。
注:溶于蔗糖溶液中的孢子仍可进行接种。
2.检测菌根侵染率的方法(曲利苯蓝染色法)
Phillips J M,Hayman D S,1970. Improved procedures for clearing and staining parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection. Transactions of the British Mycological Society, 55: 158~161
根据上述方法略有改动
1.将洗净的幼苗根系剪成1 cm左右的根段,用FAA固定液(70%酒精:甲醛:冰醋
酸=90:5:5)固定24 h。
2.加入10% KOH在100℃的恒温干燥箱内反应45 min(去除细胞质,便于染色。
一般
来说,幼根需要时间较短,大约只要0.5 h,老根需要时间长,大约1 h,以根系相对透明为标准)。
3.洗去碱液,加入10% H2O2漂白15 min,用蒸馏水清洗,加入0.2 mol·L-1盐酸酸化
1h以上(可以延长,曲利苯蓝为酸性染料,需酸化,酸化时间应不少于30 min)。
4.曲利苯蓝(Trypan blue)乳酸酚溶液(乳酸100 mL,甘油100mL,苯酚100 mL,蒸
馏水100 mL,曲利苯蓝0.2 g)染色5 min。
5.乳酸酚(乳酸100 ml,甘油100 mL,苯酚100 mL,蒸馏水100 mL)脱色15min。
6.制片,镜检。
7.试验中可用自来水代替蒸馏水,苯酚有毒,进行染色、脱色步骤时需在通风橱中进行,
实验人员需戴口罩。
说明:常规制片用水即可,用封固剂(聚乙烯醇1.66g,甘油1 ml,乳酸20ml ,蒸馏水10ml)制片片子可以保存较长时间,但容易产生气泡,另聚乙烯醇有毒需小心。
经脱色后的植物根系可以在甘油中保存数月。
3.统计方法
•Trouvelot A, Kough JL & Gianinazzi-Pearson V (1986)
Mesure du taux de mycorhization VA d’un système
radiculaire. Recherche de méthodes d’estimation ayant
une signification fonctionnelle. In : Physiological and
Genetical Aspects of Mycorrhizae, V. Gianinazzi-Pearson and S. Gianinazzi (eds.). INRA Press, Paris, pp. 217-221.
Estimation of AMF colonisation
Estimation of mycorrhizal colonization according to Trouvelot et al
丛枝菌根真菌侵染性的评估方法(Trourelot等,1986)
a. Mount 15 root fragments on one slide; prepare two slides (30 root fragments total).
1.将15个根段固定在1张载玻片上,30个染色后的植物须根根段制2个片子。
b. Observe these fragments under the microscope and rate according to the range of classes indicated in figure 1. These classes give a rapid estimation of the level of mycorrhizal colonisation of each root fragment and the abundance of arbuscules.
2.在显微镜下观察这些根段,按照图1的分类方法确定分级,这种分级包括对每个根段菌根侵染率水平和丛枝丰度的快速评估。
c. Put the values into the computer program 'Mycocalc' to calculate the parameters: %F, %M, %m, %a and %A, according to Trouvelot et al.. 1986. (see Figure 1 from Trouvelot et al 1986)
3.将观测值代入计算机软件“Mycocale”中即可按照以下相关公式计算出相关的菌根侵染度参数:%F,%M,%m, %a和%A
o Frequency of mycorrhiza in the root system
根系中的菌根侵染率(%F)=有菌根根段数/总根段数*100
o F% = ( nb of fragments myco/total nb)*100
o Intensity of the mycorrhizal colonisation in the root system 根系中的菌根侵染强度(%M)=( 95*侵染率90%以上根段数+70*
侵染率50%至90%的根段数+30*侵染率10%至50%的根段数+
5*侵染率10%以下1%以上根段数+ 侵染率1%以下根段数)/总根
段数*100
o M% = (95n5+70n4+30n3+5n2+n1)/(nb total)
where n5 = number of fragments rated 5; n4 = number of
fragments 4 etc.
o Intensity of the mycorrhizal colonisation in the root
fragments
相对菌根强度即根段中的菌根侵染强度(%m)=M*总根段数)/有菌
根根段数
o m% = M*(nb total)/(nb myco)
o Arbuscule abundance in mycorrhizal parts of root fragments a% = (100mA3+50mA2+10mA1)/100
(相对丛枝率)菌根根段丛枝率(%a)=( 100*mA3+50mA2 +
10mA1)/100,其中mA3,mA2,mA1分别是A3,A2,A1所对应的菌根侵染强度
o where mA3, mA2, mA1 are the % of m, rated A3, A2, A1, respectively, with
mA3=((95n5A3+70n4A3+30n3A3+5n2A3+n1A3)/nb
myco)*100/m and the same for A2 and A1.
o Arbuscule abundance in the root system
(绝对丛枝率)根系丛枝率(A%) = a*(M/100)
Figure 1
注:现在找不到“Mycocale”这个软件了,我一般都是显微镜检测后自己计算结果。
统计菌根侵染率的方法有很多,有网格交叉法、频率标准法等,可以搜一下相关文献。
另附《丛枝菌根及其应用》(刘润进,李晓林主编,2000,科学出版社)的190-199页。
4.菌根参考书
期刊:Mycorrhiza
1.J.R.Norris,D.J.Read,A.K.VARMA.199
2.Techniques for mycorrhizal research
2.国内有《菌根学》刘润进、陈应龙主编
《丛枝菌根及其应用》刘润进、李晓林主编
《丛枝菌根生理生态学》宋福强主编《AM培养新技术及其对土地复垦生态效应》毕银丽主编《园艺植物丛枝菌根研究与应用》吴强盛主编。