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丛枝菌根真菌与植物共生对植物水分关系的影响及机理

Effects of arbuscular mycorrhizal fungi and plant symbiosis on plant water relation and its mechanism

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摘要自1885年Frank首次提到菌根(mykorhiza)概念以来,大量的试验证实了丛枝菌根真菌(AMF)与植物根系之间形成具有一定结构和功能的共生体,促进植物生长并提高干旱耐受能力,在干旱生态系统中发挥重要的作用.该研究多集中在对宿主植物生理生态的影响及其机制方面,然而菌根共生对宿主植物水分吸收和信号产生、传递的影响研究少而分散,缺少系统总结.综述了最近四十多年丛枝菌根真菌与植物共生体对宿主植物干旱适应性影响研究进展,讨论了菌根共生对植物根冠通讯的影响及机理.干旱胁迫下AMF与植物共生,通过影响宿主植物一系列生理生态过程,提高宿主植物横向根压和纵向蒸腾拉力.经典的Ohm吸水模型是该方向最有代表性的研究成果,该模型揭示了菌根共生的根外菌丝具有不同于根细胞的细胞结构和水分运输性能,这为宿主植物提供一种特殊的快速吸水方式,可提高植物对土壤水分的吸收和运输能力.研究表明,AMF会影响宿主植物根冠通讯过程,如诱发信号级联反应,诱导根系尽早感知水分胁迫并产生非水力根源信号,提高宿主对干旱的耐受性.讨论了AMF在根冠通讯分子机制研究方面存在的问题及可能的解决途径,展望了AMF在干旱农业生产中的应用潜力.

作者祝英 ^[1] 熊俊兰 ^[2] 吕广超 ^[2] Asfa Batool ^[2] 王兆滨 ^[3] 李朴芳 ^[2] 熊友才 ^[2] 学术成果认领

作者单位草地农业生态系统国家重点实验室,干旱农业生态研究所,兰州大学生命科学学院,兰州730000;甘肃省科学院生物研究所,兰州730000 ^[1] 草地农业生态系统国家重点实验室,干旱农业生态研究所,兰州大学生命科学学院,兰州730000 ^[2] 兰州大学信息科学与工程学院,兰州,730000 ^[3]

关键词丛枝菌根真菌共生水分运输非水力信号根冠通讯 arbuscular mycorrhizal fungi (AMF)symbiosis water transport non-hydraulic root signal root-to-shoot communication

医学主题词植物(Plants)菌根(Mycorrhizae)共生(Symbiosis)真菌(Fungi)运输(Transportation)

栏目名称

专论与综述

DOI 10.5846/stxb201306091556

发布时间 2015-10-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

基金项目

国家自然科学基金（31070372）国家科技支撑计划（2012BAD14B10）国家国际科技合作专项基金（2013DFA30950）国家级星火计划（2012GA860003）国家自然科学基金（61201421）甘肃省青年科技基金（1208RJYA058）甘肃省科学院开发与应用基金（2012JK-03）公益性行业(气象)科研专项（GYHY201106029-2）高等学校博士学科点专项科研基金（20110211110022）