[目的]虽然已有研究表明植物-白腐真菌联合修复是一种更高效的多环芳烃(PAHs)污染土壤修复策略,但目前尚不清楚接种白腐真菌对植物根系分泌物的影响,后者与根际PAHs降解菌的生长和PAHs的生物降解密切相关。基于此,我们开展PAHs污染土壤中接种白腐真菌对植物根际土壤代谢组的影响研究。[方法]在温室中设置了PAHs污染土壤的盆栽修复实验,以蒿柳(Salix viminalis L.)作为植物修复树种,基于LC-MS检测,重点比较PAHs污染土壤中接种平滑白蛋巢菌(Crucibulum laeve)对蒿柳根际土壤代谢谱的影响。[结果]分别在正离子模式(POS)和(NEG)模式下鉴定出881和828种代谢物,不同处理之间代谢物的组分及其含量存在显著差异。比较分析了差异代谢物并鉴定出18个潜在根系分泌物组分,接种平滑白蛋巢菌显著减少了蒿柳根际土壤代谢物的组分和含量,其中16种根系分泌物的含量明显降低。[结论]接种白腐真菌促进了植物根系对广谱土壤化合物的吸收能力,推测植物根系对白腐真菌的刺激作用做出应答,引发了植物PAHs提取能力提高,对揭示植物-白腐真菌联合修复的作用机理有重要意义。

【目的】虽然已有研究表明植物-白腐真菌联合修复是一种更高效的多环芳烃(PAHs)污染土壤修复策略,但由于该策略的作用机理尚不清楚,其在土壤修复实践中的应用前景仍存有疑问。光合作用不仅是植物生长发育的基础,也影响根系分泌物的释放水平,进而影响根际微生物的生长和土壤中PAHs的降解。基于此,我们研究了PAHs污染土壤中接种白腐真菌对植物光合作用的影响。【方法】在温室中设置了PAHs污染土壤的盆栽修复实验,以蒿柳做为植物修复材料,选取光合色素含量、气体交换参数的光响应曲线和叶绿素荧光参数做为蒿柳的光合生理指标,探究了PAHs污染土壤中接种白腐真菌对蒿柳光合作用的影响。【结果】PAHs污染土壤中接种白腐真菌对蒿柳光合色素含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、最大光化学效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在活性(F_v/F_0)等指标均有积极的促进作用,但降低了叶片的气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、非光化学淬灭(NPQ)和光化学淬灭(qP)参数。不同的接种方法能改变G_s、T_r的光响应曲线的变化趋势。此外蒿柳-白腐真菌联合修复显著提高了土壤菲(PHE)、芘(PYR)的去除率。【结论】PAHs污染土壤中,白腐真菌能提高蒿柳的光合能力和蒸腾效率,促进土壤PHE和PYR的去除,这对揭示植物-白腐真菌联合修复的作用机理有重要意义。

【目的】棉花根系分泌物L-脯氨酸是影响生防菌株定殖的关键因素之一,前期研究发现L-脯氨酸能够提高枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)NCD-2生物膜形成能力。通过高通量测序技术分析L-脯氨酸调控枯草芽孢杆菌NCD-2生物膜形成和生防潜力相关的基因,为深入认识棉花根系分泌物与生防菌株的分子互作关系打下基础。【方法】以枯草芽孢杆菌NCD-2菌株为供试材料,外源添加浓度为10 mg·mL~(-1)的L-脯氨酸共培养24 h后,分别进行转录组(RNA-seq)和同位素标记相对定量蛋白质组技术(iTRAQ)分析,对所获得的转录组和蛋白质组数据进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证不同代谢通路中部分差异基因的表达情况。【结果】转录组分析发现,L-脯氨酸和NCD-2菌株共培养后,获得1 071个差异表达基因(DEG),其中602个基因上调,469个基因下调。GO分析发现在生物过程、细胞组分和分子功能方面分别有49、14和30个功能条目显著富集。KEGG代谢通路主要富集在化合物代谢、鞭毛组装、细菌运动和趋化作用。蛋白质组学分析发现,筛选到211个差异表达蛋白(DEP),其中118个蛋白上调,93个蛋白下调。GO分析发现在生物过程和分子功能方面分别有13和8个功能条目显著富集。KEGG代谢通路主要富集在氨基酸代谢、碳水化合物类代谢、鞭毛组装和ABC转运蛋白。进一步转录-蛋白质组学联合分析发现,在L-脯氨酸作用下,检测到共有的显著差异表达基因(或蛋白)112个,其中38个基因(或蛋白)下调,74个基因(或蛋白)上调。GO功能显著富集主要集中在营养库活性、催化活性、细胞膜、定位、细胞脂质代谢过程、氧化还原过程、sigma因子活性、转运活性、芽孢形成9个方面。KEGG代谢通路主要富集在能量代谢、ABC转运蛋白、抗生素生物合成、鞭毛组装、运动或趋化作用和双组分系统方面。RT-qPCR验证了26个差异表达显著基因,结果发现在表达量上存在一定的差异,但表达趋势与RNA-seq和iTRAQ组学分析结果基本一致。【结论】棉花根系分泌物L-脯氨酸与枯草芽孢杆菌NCD-2之间的互作存在一个复杂的生物过程,依赖于不同代谢通路网络中的多个基因。双组分系统、抗生素生物合成、能量代谢、运动或趋化作用、鞭毛组装和ABC转运蛋白通路中的差异基因(或蛋白)可能在棉花根系分泌物与枯草芽孢杆菌互作过程方面发挥着重要作用。

【目的】研究小麦根系分泌物对西瓜连作土壤中特异性菌群、真菌群落结构和多样性的影响,明确根系分泌物对改善连作土壤微生物环境的作用,为西瓜枯萎病的生态防治和菜田土壤的健康保持提供参考。【方法】本试验以连作3年的西瓜土壤为研究对象,利用土培盆栽试验研究小麦根系分泌物对西瓜连作土壤中真菌群落结构和多样性的影响。【结果】荧光定量结果表明外源添加小麦根系分泌物降低了土壤中总真菌、尖孢镰刀菌和西瓜专化型尖孢镰刀菌的菌群丰度,增加了木霉菌的菌群丰度,且有西瓜苗并添加小麦根系分泌物处理的木霉菌丰度最高,尖孢镰刀菌的丰度最低。无西瓜苗并添加去离子水溶液处理的木霉菌丰度最低,尖孢镰刀菌的丰度最高。在门水平,增加了西瓜连作土壤中壶菌门(Chytridiomycota)的相对丰度,降低了接合菌门(Zygomycota)和担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度;在属水平,增加了对病原菌有拮抗作用的毛壳菌属(Chaetomium spp.)和顶孢霉属(Acremonium spp.)的相对丰度,同时降低了有致病潜力的尖孢镰刀菌属(Fusarium spp.)和腐生菌(Humicola spp.)物种的相对丰度。【结论】小麦根系分泌物引起的西瓜连作土壤中真菌群落的变化是小麦间作西瓜减缓西瓜病害的原因之一。

【目的】鉴定人参根系分泌物中的化学物质,为研究人参化感作用的发生及其连作障碍提供科学依据。【方法】采用灭菌复合基质复配无土栽培人参,对人参根系分泌物进行原位收集,依次用蒸馏水和乙醇提取人参根系分泌物,合并后用有机溶剂萃取,获得水层及有机相石油醚层和乙酸乙酯层,用HPLC和GC-MS检测水层和2层有机相的物质组成。【结果】人参根系分泌物石油醚层中含有1,3-二氧戊环,4-甲基,4-乙基-2-十五烷、乙基柠檬酸、棕榈酸乙酯和二十五烷等20种化合物,其中,烷烃类物质占46.56%,有机酸酯类物质占22.75%,酚酸类物质占13.78%,烷烃衍生物占3.59%,吡喃类物质占5.39%。乙酸乙酯层中含有...

【目的】鉴定木薯根系分泌物中的主要自毒物质，为系统研究木薯连作障碍机制及其缓解措施提供理论依据。【方法】以广西主栽木薯品种华南205(SC205)为试验材料，利用其组培苗模拟连作栽培，采用气相色谱—质谱联用仪(GC-MS)和生物测定方法检测其根系分泌物中的主要自毒物质，明确其化感效应。【结果】模拟连作1茬和2茬木薯组培苗的株高、地上部和地下部鲜重均显著低于模拟连作0茬木薯组培苗(P<0.05),其综合化感效应均为负值，且连作2茬木薯组培苗对株高、地上部和地下部鲜重的抑制作用大于连作1茬。从连作木薯组培苗根系分泌物中鉴定出78种化学物质，经GC-MS定量检测发现含量较高的为羟基丙酮、乙酸和2,4-二叔丁基苯酚。与连作0茬相比，连作1茬和2茬木薯组培苗根系分泌物中的乙酸含量分别增加32.40%和16.49%,2,4-二叔丁基苯酚含量分别减少52.27%和85.15%;连作1茬木薯组培苗的羟基丙酮含量增加38.11%,连作2茬木薯组培苗的羟基丙酮含量减少29.03%。生长试验结果表明，2,4-二叔丁基苯酚是对木薯组培苗生长抑制作用最强的自毒物质；羟基丙酮对木薯组培苗生长的抑制作用以高浓度(1×10~(-3 )mol/L)处理大于低浓度(1×10~(-5 )mol/L)处理；乙酸低浓度(1×10~(-5) mol/L)处理可抑制木薯组培苗生长，但高浓度(1×10~(-3) mol/L)乙酸对木薯组培苗生长具有一定的促进作用。【结论】连作木薯组培苗根系可分泌至少78种化学物质，其种类和含量均随着组培苗连作茬数的增加而变化，其中的2,4-二叔丁基苯酚和羟基丙酮属于抑制木薯组培苗生长的重要自毒物质，生产上应采取相应措施减少其产生或缓解其在木薯根系中的累积。

【目的】研究杉木与浙江楠混交对根系分泌物和土壤中丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）群落结构的影响，为杉木人工林管理及生产力提高提供理论参考。【方法】在杉木纯林、浙江楠纯林、杉木与浙江楠混交林中，取0～20 cm土层样品，分析纯林和混交林土壤中的根系分泌物和丛枝菌根真菌群落结构的差异，阐明混交林根系分泌物对AMF群落结构变化的影响。【结果】纯林与混交林土样共检出含量高且具有化感活性的主要分泌物5种：2，4-二叔丁基苯酚、邻苯二甲酸二丁酯、油酸甲酯、棕榈酸、硬脂酸，其中，油酸甲酯、棕榈酸、硬脂酸含量在不同林分间差异显著。浙江楠纯林根际土壤中所含AMF属的OTU数量最多、多样性和相对丰度最高，混交林次之，杉木纯林最低；3种林分土壤AMF优势属都为Glomus属，混交显著降低了Glomus的占比、提高了Gigaspora占比。相关分析表明，邻苯二甲酸二丁酯对杉木纯林土壤AMF群落结构影响较大，油酸甲酯对混交林土壤AMF群落结构影响较大。【结论】杉木和浙江楠混交使土壤化感物质含量发生改变，影响土壤微生物结构组成，使AMF群落多样性和丰富度显著高于杉木纯林。研究结果可为杉木人工纯林“针改阔”的树种选择提供参考，为提高杉-阔混交林生产力提供理论依据与思路。

以不同抗性西瓜品种以及化感水稻品种为试验对象,对其根系分泌物中可溶性糖和游离氨基酸的含量和组成进行分析,并研究了氨基酸对西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)生长的影响。结果表明:西瓜根系分泌物中的可溶性糖含量及游离氨基酸的含量和种类显著多于水稻根系分泌物中的,而感病西瓜品种根系分泌物中的又显著多于抗病品种根系分泌物中的。与感病西瓜品种相比,抗病西瓜品种根系分泌物中不含酪氨酸,水稻根系分泌物中不含天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和精氨酸这9种氨基酸。综合西瓜专化型尖孢镰刀菌孢子萌发和产孢能力两项测定结果,供试的...

利用尖孢镰刀菌选择性培养基从西瓜枯萎病发病部位分离出病原菌,通过Booth′s镰刀菌分类鉴定标准和专化型试验,确定该菌株为西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp. niveum)。以该菌株为材料,研究水稻根系分泌物对其生长的影响。结果表明,2个水稻品种ELIO和4007的根系分泌物均能显著抑制其孢子萌发和孢子产生。当根系分泌物的加入量为1.5 mL时,ELIO和4007对孢子萌发的抑制率分别为37.8%和41.0%;当加入20 mL水稻根系分泌物时,ELIO和4007对孢子产生的抑制率达到96.3%和76.4%。水稻根系分泌物对西瓜尖孢镰刀菌孢子产生过程的抑制作用...

根系分泌物是作物与土壤交流的主要媒介，对于土壤养分活化、作物养分吸收、作物生长等均有重要作用。为探究根系分泌物与作物、土壤和微生物之间的关系，利用不同的根系分泌物来实现种间促进、提高自然资源利用率和农业生产力，本文归纳总结了根系分泌物的分类、功能及对土壤养分（氮、磷、钾和铁）的活化、作物养分吸收和作物生长的影响，讨论了有关作物应对养分胁迫的不同机制，并提出研究展望：一是加强根系分泌物的鉴定手段，实现根系分泌物组分的原位无损伤鉴定和分析；二是运用多学科交叉知识进一步揭示根系分泌物所介导的作物养分高效利用的根土界面生物互作过程；三是加强验证根系分泌物影响植物应对生物和非生物胁迫的目标基因和微生物的功能定位研究，利用基因工程手段达到有效改善植物健康的目的；四是推进研究成果向科技应用转化的进程，利用仿生学原理将有益的根系分泌物应用到实际生产中。

该文作者于 2 0 0 0年设计并应用循环水根系分泌物收集装置 ,结合D0 6 1型树脂柱收集了纯栽和混栽条件下杨树与刺槐氨基酸类N素根系分泌物 ,并对其物质形态进行了初步研究 .结果表明 :循环水根系分泌物收集装置能够正常运转 ,真正实现了在现实栽培条件下无损根系、实时、连续、富集、定量、准确收集和研究根系分泌物 .仅仅 7d时间即可收集到根系分泌物中的多种氨基酸 ,并达到可检出的量 .精氨酸和甘氨酸是纯栽刺槐根系分泌物中的主要氨基酸 ,占游离氨基酸总量的 4 3 2 % ;而精氨酸和赖氨酸是纯栽杨树以及混栽苗木根系分泌物中的主要氨基酸 .循环水根系分泌物收集技术为根系分泌物的深入研究提供了...

采用营养液培养方法,以1/2单位日本园试配方为基本营养液,在温室内培养黑籽南瓜(Cucurbita ficifoliaB.)幼苗,测定正常供磷处理和缺磷胁迫下黑籽南瓜幼苗在根系生长、根系形态和根系分泌物等方面的差异,以期为南瓜磷高效种质创新和耐低磷机制研究提供理论依据。结果表明,缺磷胁迫后21 d,黑籽南瓜幼苗地上部生物量显著降低,根系生物量与正常供磷处理相比没有明显差异,根冠比增大;总根长和根表面积显著增加,根数、根横径和根体积与正常供磷处理相比没有明显的差异;根系吸磷量和磷转运率下降,根系吸磷量占总吸磷量的百分数增加,根系磷利用效率显著增高。总根长和根表面积增加可能与其磷吸收效率密切相关,...

为了解砧木的抗病机理,提取砧木日本南瓜(RBNG)和野生西瓜(YSXG)及西瓜品种超甜花龙(CTHL)的根系分泌物,测定其对西瓜枯萎病菌的生物活性。结果表明,砧木对枯萎病菌孢子萌发和菌丝生长的相对抑制率显著高于西瓜品种;3种材料均引起菌丝体MDA含量先下降后上升,而砧木引起下降的幅度较小;3种材料均引起菌丝体SOD活性先上升后下降,而砧木引起下降的速度较快;砧木引起菌丝体POD活性呈缓慢下降趋势,而西瓜品种则引起先快速上升后迅速下降;3种材料引起菌丝体可溶性蛋白含量均呈下降趋势,而砧木在前期引起下降的速度较快;砧木引起菌丝体可溶性糖含量呈直续下降趋势,而西瓜品种却引起先下降后上升。

根系是植物与外界环境进行物质和能量交换的重要器官,研究根系分泌物对明确植物和外界环境的互作关系具有十分重要的意义。就近年来植物根系分泌物的相关研究报道,从根系分泌物组成、产生途径、影响因素及其对根际微生态环境的影响等方面进行了阐述,对植物根系分泌物研究方法及研究方向进行了展望。

【目的】掌握菌根化马尾松根系分泌物对土壤肥力的作用规律,为马尾松菌根苗栽培及土壤养分调控提供指导。【方法】将接菌Sl13和Sl12及不接菌(NS)马尾松的不同浓度根系分泌物施加到盆栽马尾松幼苗土壤中,浓度设置为高、中、低3水平(1、0.5、0.25 mg·mL-1),1%乙醇作为空白对照CK,测定盆栽土壤酶活性和土壤养分含量。【结果】接菌的马尾松根系分泌物,提高了土壤脲酶和酸性磷酸酶的活性及有机质含量,但土壤pH值有所降低。与CK相比,高浓度处理下的接菌Sl12的土壤脲酶活性提高20.64%,接菌Sl13的酸性磷酸酶活性提高11.10%,接菌Sl13的土壤pH值下降6.76%;中浓度处理下的接菌Sl13和Sl12的脲酶活性均提高22.47%;低浓度处理下的接菌Sl13的脲酶活性和有机质分别提高26.71%、10.51%。但3种浓度处理下的接菌根系分泌物对多酚氧化酶活性、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷及速效钾影响均较小。不接菌马尾松根系分泌物可提高土壤pH值,但对土壤脲酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶活性及土壤有机质、氮、磷、钾含量均无显著影响。相关性分析表明施加马尾松根系分泌物后的土壤酶活性与土壤养分密切相关。【结论】接菌马尾松根系分泌物增强土壤酶活性,促进土壤有机质积累,改善土壤肥力。