園藝植物叢枝菌根研究與應用

前言

　　園藝植物根圍存在大量的微生物，其中一種古老的微生物叢枝菌根真菌就能與園藝植物根系建立互惠共生體——叢枝菌根。這種共生體能夠在根系外形成發(fā)達的根外菌絲，幫助園藝植物吸收水分和礦質營養(yǎng)。凡是園藝植物能健康生長的土壤，都可找到一種或多種叢枝菌根真菌，沒有它的存在反而是不正常的。假如人們在生產實踐中無意地破壞土著叢枝菌根真菌，往往會導致園藝植物嚴重的營養(yǎng)缺乏癥。因此，叢枝菌根對園藝植物健康生長至關重要。但是，人們在認識叢枝菌根對園藝植物重要性上曾經出現(xiàn)過誤區(qū)。例如，1944年Neill對新西蘭、澳大利亞和庫克島的柑橘根系調查后發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)柑橘根系有叢枝菌根存在，叢枝菌根對柑橘樹體無利也無害。因而，叢枝菌根在果樹上的研究在20世紀中期一度處于低谷。1969年美國農業(yè)部在實行“植物衛(wèi)生防護”計劃中規(guī)定柑橘苗圃的土壤必須用溴化甲烷熏蒸，以消除苗木的疫菌病害、線蟲及雜草等。然而這項計劃啟動不久，在柑橘田間就觀察到經過溴化甲烷熏蒸的柑橘幼苗矮小，生長衰弱，葉緣壞死，葉片枯瘦失綠，呈現(xiàn)缺磷的癥狀。當時認為這種現(xiàn)象可能是溴的毒害所致，可通過施入磷肥矯正這種現(xiàn)象。Kleinschmidt和Gerdemann在1972年進行的研究表明，在溴化甲烷熏蒸及蒸氣滅過菌的土壤中接種Glomus mosseae的失綠柑橘迅速恢復正常生長，從而認為溴化甲烷及蒸氣滅菌殺死了土著叢枝菌根真菌才導致植株生長被抑制的現(xiàn)象。至此，叢枝菌根在果樹上的研究才開始活躍起來。許多發(fā)達國家（如西班牙、美國、澳大利亞、日本）和發(fā)展中國家（如印度）都十分重視叢枝菌根真菌在園藝植物上的研究與應用，已經在菌根形態(tài)結構、物種多樣性、生理生態(tài)、應用等不同角度展開廣泛深入的研究，取得豐碩成果。　　當瀏覽國內外有關菌根方面的專著時，發(fā)現(xiàn)這些著作都是圍繞菌根學的研究與進展進行編著的，而缺少某一學科菌根方面的著作。從2003年以來，作者就開始著手積累大量的相關資料，也圍繞果樹特別是柑橘叢枝菌根展開大量的研究。本書是作者多年積累的研究成果，并結合國內外同行的研究特別是觀賞植物和蔬菜叢枝菌根的研究與應用。全書共分八章，圍繞叢枝菌根的建立、形態(tài)結構和功能、園藝植物叢枝菌根的生理生態(tài)功能、園藝植物叢枝菌根真菌的生物多樣性、園藝植物叢枝菌根共生體的管理和接種技術等多個方面闡述，使讀者一方面可以掌握叢枝菌根的知識，另一方面也可了解叢枝菌根在園藝學科中的研究與應用。

內容概要

本書是關于叢枝菌根在園藝植物中的生理生態(tài)作用及叢枝菌根真菌在園藝植物上的應用及管理技術的專著。全書在結合作者的研究成果和國內外研究成果的基礎上，圍繞園藝植物叢枝菌根，從叢枝菌根的建立、形態(tài)結構、生理生態(tài)功能、真菌多樣性、共生體的管理和接種技術等多個方面進行闡述。本書的特點是突出學科性，強調叢枝菌根真菌的應用和管理技術。章節(jié)安排上注重系統(tǒng)性、可讀性，使讀者通過本書既可掌握叢枝菌根的一般知識，也可了解園藝植物叢枝菌根的研究與應用。本書的出版能延伸一個新的園藝學科研究方向——叢枝菌根。    本書可作為高等院校園藝專業(yè)本科或研究生選修課程教材，也可供從事園藝、土壤微生物學的研究人員或其他農業(yè)科技工作者參考使用，還可作為菌根科研人員的參考資料。

書籍目錄

第一章  菌根概述  第一節(jié)  菌根的概況    一、菌根的進化    二、菌根的發(fā)現(xiàn)和歷史    三、菌根的分類    四、叢枝菌根真菌的分類  第二節(jié)  國際園藝植物叢枝菌根研究概況    一、果樹研究歷程    二、蔬菜研究歷程    三、觀賞植物研究歷程  第三節(jié)  國內園藝植物叢枝菌根研究概況    一、果樹研究歷程    二、蔬菜研究歷程    三、觀賞植物研究歷程第二章  叢枝菌根的形態(tài)結構與功能  第一節(jié)  根外結構與功能    一、根外菌絲（external hyphae）    二、侵入點（entry point）    三、根外孢子（extraradical vesicle）  第二節(jié)  根內結構與功能    一、根內菌絲（internal hyphae）    二、叢枝（arbuscule）    三、泡囊（vesicle）第三章  叢枝菌根建立的生物學  第一節(jié)  菌絲接觸根前共生信號的產生和傳導    一、寄主植物根系分泌的信號    二、叢枝菌根真菌釋放的信號  第二節(jié)  附著器的形成與菌絲的入侵    一、附著器的形成    二、菌絲的侵入    三、防御反應  第三節(jié)  共生體建立過程中的信號轉導    一、叢枝的生長、發(fā)育    二、根外菌絲    三、泡囊的生長    四、土生輔助細胞的生長    五、基因表達第四章  園藝植物叢枝茵根真菌的資源及多樣性  第一節(jié)  園藝植物菌根的類型    一、外生菌根    二、叢枝菌根    三、歐石南菌根    四、混合菌根    五、不產生菌根  第二節(jié)  園藝植物叢枝菌根真菌的資源    一、叢枝菌根真菌資源    二、發(fā)現(xiàn)／調查的園藝植物根際叢枝菌根真菌資源第五章  園藝植物叢枝菌根的生理作用  第一節(jié)  叢枝菌根與園藝植物生長的關系    一、促進生長    二、抑制生長  第二節(jié)  叢枝菌根與園藝植物礦質營養(yǎng)的關系    一、叢枝菌根與園藝植物吸收N的關系    二、叢枝菌根與園藝植物吸收P的關系    三、叢枝菌根與園藝植物吸收其他大量元素的關系    四、叢枝菌根與園藝植物吸收微量元素的關系  第三節(jié)  叢枝菌根與園藝植物水分代謝的關系    一、叢枝菌根真菌與土壤水分的關系    二、正常水分下叢枝菌根對園藝植物水分代謝的效益    三、干旱條件下叢枝菌根對園藝植物水分代謝的效益    四、叢枝菌根改善園藝植物水分代謝的作用機制  第四節(jié)  叢枝菌根與園藝植物抗?。x性的關系    一、叢枝菌根對園藝植物病原物的影響    二、叢枝菌根真菌改變園藝植物病原物抗性的機制  第五節(jié)  叢枝菌根與園藝植物其他非生物脅迫的關系    一、鹽脅迫的響應    二、溫度脅迫的響應第六章  園藝植物叢枝菌根的生態(tài)作用  第一節(jié)  叢枝菌根真菌的生態(tài)分布    一、廣泛性    二、不均衡性  第二節(jié)  叢枝菌根真菌在生態(tài)系統(tǒng)中的作用    一、叢枝菌根與生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)    二、叢枝菌根真菌與植物多樣性    三、叢枝菌根真菌與生態(tài)系統(tǒng)修復  第三節(jié)  影響園藝植物叢枝菌根發(fā)育的生態(tài)因子    一、寄主植物    二、土壤    三、氣候    四、其他第七章  園藝植物叢枝菌根真菌的繁殖與應用  第一節(jié)  叢枝菌根真菌的繁殖技術及其在柑橘上的實例    一、叢枝菌根真菌的繁殖技術    二、園藝植物叢枝菌根真菌的繁殖技術：以柑橘為例  第二節(jié)  園藝植物叢枝菌根真菌的保存和接種技術    一、保存    二、檢測    三、接種  第三節(jié)  叢枝菌根真菌在果樹上的應用    一、叢枝菌根真菌——果樹上的一種新型生物肥料    二、叢枝菌根真菌在果樹上的具體應用  第四節(jié)  叢枝菌根真菌在蔬菜和觀賞植物上的應用    一、叢枝菌根真菌在蔬菜上的直吊    二、叢枝菌根真菌在觀賞植物上的應用第八章  園藝植物叢枝菌根的管理  第一節(jié)  叢枝菌根接種體的管理    一、接種劑量    二、接種時間    三、接種類型和方式  第二節(jié)  園藝措施對叢枝菌根生物技術的影響    一、土壤消毒    二、化學處理    三、栽培基質    四、施肥    五、修剪    六、土壤翻耕    七、植物輪作    八、灌溉    九、果園生草    十、植物生長調節(jié)劑  第三節(jié)  組培植株的叢枝菌根管理    一、組培苗的培養(yǎng)基質    二、育苗基質中P素含量    三、與其他微生物的聯(lián)合接種  第四節(jié)  菌根圍的管理主要參考文獻

章節(jié)摘錄

　　2.叢枝菌根真菌多樣性與植物多樣性的關系　　早在1998年，van der Heijden等就認為，菌根真菌的多樣性決定植物的多樣性、生態(tài)系統(tǒng)變異性和生產力。張美慶等（1999）對東、南沿海7個省的叢枝菌根真菌和植物群落的多樣性進行了研究，結果發(fā)現(xiàn)由北向南叢枝菌根真菌的豐度、密度和物種多樣性指數(shù)等指標逐漸遞增，由北溫帶向亞熱帶過渡的區(qū)域內植物多樣性遞增，兩者趨勢吻合，反映植物和叢枝菌根真菌的多樣性間的一致性。Smith等（1999）觀察到，使用殺真菌劑后，菌根化程度高的種類多度下降，而菌根化程度低的種類多度上升，并進一步表明，叢枝菌根共生體影響植物種間的關系和群落組織，并且叢枝菌根真菌是通過影響植物競爭關系的模式和強度來間接影響植物群落的。此外，不同植物種間共享的菌絲網(wǎng)可雙向傳遞碳水化合物，調節(jié)不同植物物種間資源的平衡，從而降低生態(tài)系統(tǒng)中某些物種的優(yōu)勢度，促進其他物種與之共存，最后增加生態(tài)系統(tǒng)中的物種多樣性（趙之偉，1999）?？梢哉J為，叢枝菌根真菌的多樣性是維持植物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能的一個重要因子?！　仓婢亩鄻有耘c植物多樣性之間的關系并非如van der Heijden所說的單一性，很可能它們之間是相互促進、相互制約、相輔相成的作用關系。在沒有叢枝菌根真菌存在的條件下，植物生態(tài)系統(tǒng)中存在優(yōu)勢種群和從屬種群，優(yōu)勢種群的個體數(shù)或生物量遠遠高于從屬種群，系統(tǒng)的多樣性水平較低；叢枝菌根真菌發(fā)生侵染后，生態(tài)系統(tǒng)由于菌絲橋的聯(lián)絡和菌根依賴性的差異而導致植物群落對資源的高效利用和資源在植物群落內部進一步的均分分配，系統(tǒng)的多樣性水平隨之提高（李曉林和封固，2001）。在農田和林地土壤中的叢枝菌根真菌種群研究表明，復雜的林地系統(tǒng)叢枝菌根真菌有11種，而農田有6種；復雜林地系統(tǒng)叢枝菌根真菌多樣性指數(shù)達到1.44，而農田僅為0.44；復雜林地系統(tǒng)寄主植物多樣性高于農田的（Helgason et a1.，1998）。以上充分說明叢枝菌根真菌的生物多樣性與寄主植物生物多樣性之間的關系。此外，叢枝菌根真菌與植物多樣性的關系因植物和真菌種類不同而有差異（蓋京蘋等，2005）。

圖書封面

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