丛枝菌根（AM）真菌高效繁殖条件及应用的研究

论文摘要

生物肥料的开发利用是粮食生产的新动力。素有“生物肥料”之称的AM真菌是农田益生菌,能改善作物的营养状况、提高作物产量并且增强其抗性等。目前已经在无菌条件下,弄清了AM真菌对可溶性小分子N的代谢途径。为了切实指导AM菌肥田间施用,运用在实验室中所建立模拟生态环境的“微型生境”,研究了AM真菌高效繁殖的条件、对不同氮肥的利用效率及对作物生长的效应。主要研究结果如下：1.运用盆栽培养体系,系统研究了外源生化因子对AM真菌产孢和侵染的影响,发现：在有机氮种类丰富或无机氮+矮壮素条件下,AM侵染率高达90%以上。以高粱为宿主,C/N比值为4：1和1：2时,孢子产量分别为2227个/20g沙样、2458个/20g沙样,显著高于对照（157个/20g沙样）。以葱为宿主,C/N比值为20：1和根浸出液互作时,孢子产量最高为1185个/20g沙样,显著高于对照（169个/20g沙样）；C/N比值为2：1和类黄酮互作时,孢子产量为2116个/20g沙样,显著高于对照（690个/20g沙样）；矮壮素与尿素互作条件下,孢子产量最高为3400个/20g沙样,显著高于对照（811个/20g沙样）。共生体培养3-4个月后,可以收获到较丰富的孢子。2.运用盆栽培养体系和三室培养体系,对比研究了AM菌丝、菌根及宿主植物对不同有机氮肥和无机氮肥的利用效率,发现AM真菌、AM菌根和高粱对同种氮肥的利用效率不同。AM真菌菌丝对固体氨基酸肥料的利用效率最高,达到82.25%,其次利用液体氨基酸肥料效率为77.17%,尿素为75.9%,玉米浆为72.49%,碳酸氢铵为68.55%；AM菌根利用固体氨基酸肥料的效率为70.5%；高粱对玉米浆的利用效率为70.1%,尿素为64.5%。该培养条件下,不同处理对这些氮肥的利用效率都高于氮肥利用效率的世界平均水平（40～60%）；此外,AM菌丝和菌根相对于高粱对液体氨基酸肥料、固体氨基酸肥料、碳酸氢铵肥料的利用效率都有所提高,并且AM菌丝也提高了玉米浆和尿素的利用效率,但AM菌根则降低了对它们的利用效率。AM真菌提高了高粱植株地上部生物量（除AM菌丝在液体氨基酸肥料条件下外）。由此也可以看出对AM真菌而言,氨基酸是其较佳的氮源。3.探究了在不同培养基质、不同宿主和不同培养条件下,AM真菌对作物生长的效应。试验表明：实验室条件下,以清洗并灭过菌的营养贫瘠的河沙为基质,AM真菌显著提高芦笋的生物量,并且增强其抗病性；以营养丰富的黑土壤、蛭石、河沙、麦芽根（为AM-植物共生体提供养分和生长因子等）和氨基酸复合肥（为AM-植物共生体提供养分）混合物为基质,AM真菌对生姜和大蒜几乎不侵染。田间原位对大豆接种但不施肥,AM真菌提高了大豆植株的生物量、大豆产量和大豆蛋白质含量,其中使产量提高了49.3%,使大豆蛋白质含量提高了1.51%。综上所述：AM真菌繁殖及其在农业生产中的应用,外源生化因子的影响应充分重视。可以通过调控土壤中的养分,来研究AM菌肥在农田中的的应用与管理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 丛枝菌根（AM）真菌繁殖与应用的研究进展
• 1 丛枝菌根（AM）真菌繁殖的研究进展
• 1.1 纯培养法繁殖AM真菌
• 1.2 活体培养法繁殖AM真菌
• 1.3 双重离体培养法繁殖AM真菌
• 2 丛枝菌根（AM）真菌氮代谢的研究进展
• 2.1 AM真菌对氮吸收利用的生理学方面的研究
• 2.1.1 AM真菌对可溶性小分子N的吸收利用
• 2.1.2 AM真菌对大分子复合物有机氮的吸收利用
• 2.2 AM真菌对氮的吸收利用在分子水平的研究
• 2.3 AM真菌吸收利用氮所用实验装置的研究
• 3 丛枝菌根（AM）真菌对农作物生长的效应
• 3.1 AM真菌与粮食作物共生的种类
• 3.2 AM真菌在农作物中的应用
• 3.3 AM真菌在农作物中应用的影响因素
• 4 研究内容与意义
• 第二章 生化因子对丛枝菌根（AM）真菌产孢和侵染的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 宿主及菌种
• 1.1.2 培养体系及基质
• 1.2 试验设计与方法
• 1.2.1 高粱、葱、草幼苗的培育
• 1.2.2 高粱、葱、百喜草幼苗的接种移栽
• 1.2.3 不同培养时间对AM真菌产孢和侵染的影响
• 1.2.4 生化因子对AM真菌产孢和侵染的影响
• 1.2.4.1 单一生化因子（氮源、碳源、根浸出液）在不同浓度下对AM真菌产孢和侵染的影响
• 1.2.4.2 组合生化因子在不同C/N比值下对AM真菌产孢和侵染的影响
• 1.2.4.3 组合生化因子矮壮素与氮源互作对AM真菌产孢和侵染的影响
• 1.2.4.4 组合生化因子不同外源C/N比值与根浸出液互作对AM真菌产孢和侵染的影响
• 1.2.4.5 组合生化因子不同外源C/N比值与类黄酮互作对AM真菌产孢和侵染的影响
• 1.2.5 指标的测定及方法
• 1.2.5.1 培养基质中孢子的分离与统计
• 1.2.5.2 AM真菌侵染率的测定与计算
• 1.3 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 不同培养时间对AM真菌产孢和侵染的影响
• 2.2 单一生化因子（氮源、碳源、根浸出液）在不同浓度下对AM真菌产孢和侵染的影响
• 2.3 组合生化因子在不同C/N比值下对AM真菌产孢和侵染的影响
• 2.4 组合生化因子矮壮素与氮源互作对AM真菌产孢和侵染的影响
• 2.5 组合生化因子不同外源C/N比值与根浸出液互作对AM真菌产孢和侵染的影响
• 2.6 组合生化因子不同外源C/N比值与类黄酮互作对AM真菌产孢和侵染的影响
• 3 结论与讨论
• 第三章 丛枝菌根（AM）真菌对不同氮肥的利用效率
• 1 材料和方法
• 1.1 供试材料
• 1.1.1 供试菌种
• 1.1.2 供试宿主植物
• 1.1.3 供试氮源及配方
• 1.1.4 培养基质与培养容器
• 1.2 实验内容与方法
• 1.2.1 高粱种子的萌发及共生体的建立和培养
• 1.2.2 指标的测定方法
• 1.2.2.1 培养基质中孢子的分离与统计
• 1.2.2.2 菌根侵染率的测定与计算
• 1.2.2.3 氮肥利用效率的测定
• 1.3 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 AM真菌菌丝对不同氮肥的利用效率
• 2.2 AMF-高粱菌根对不同氮肥的利用效率
• 2.3 高粱对不同氮肥的利用效率
• 2.4 比较分析不同处理组对氮肥利用效率、植株干重及其氮浓度
• 3 讨论
• 第四章 丛枝菌根（AM）真菌对不同宿主植物生长效应的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 宿主、菌种及养分
• 1.1.2 培养体系及基质
• 1.1.3 试剂与仪器
• 1.2 试验设计与方法
• 1.2.1 生姜的种植
• 1.2.2 大豆的种植
• 1.2.3 大蒜的种植
• 1.2.4 芦笋的种植
• 1.2.5 指标测定与分析的方法
• 1.2.5.1 培养基质中孢子的分离与计数
• 1.2.5.2 菌根真菌侵染强度检测与统计
• 1.2.5.3 收获后宿主植物生物量及大豆种子蛋白质含量的测定
• 1.2.5.4 数据分析
• 2. 结果与分析
• 2.1 AM真菌对大豆生物量、株高、大豆产量及蛋白质含量的效应
• 2.2 AM真菌对芦笋生的效应
• 3 讨论
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢