木麻黄与根系微生物关系研究进展

编号 lyqk008554

中文标题 木麻黄与根系微生物关系研究进展

作者 孙战  王圣洁  王旭  邹文涛  马海宾 

作者单位 1. 中国林业科学研究院热带林业研究所, 热带林业研究国家林业和草原局重点实验室, 广州 510520;
2. 海南大学植物保护学院, 海口 570228

期刊名称 世界林业研究 

年份 2020 

卷号 33

期号 4

栏目编号 1

栏目名称 专题论述 

中文摘要 木麻黄是我国沿海防护林基干林带中的主栽树种，与土壤中的微生物可以形成共生关系，提高自身耐干旱、抗贫瘠、抗盐碱等适应恶劣环境的能力。土壤中的细菌和真菌能够与木麻黄根系形成稳定的相互作用的微生态系统，其中微生物主导的物质代谢循环是植物获取营养的主要来源之一，反之木麻黄的根系分泌物可以为微生物的生长提供养分。文中综述了木麻黄与根系微生物之间相互作用的相关研究，尤其是接种弗兰克氏菌（Frankia）及菌根菌提高木麻黄抗逆性方面的研究进展，对木麻黄与根系微生物体系的促生、抗逆机制进行了探讨和展望。

关键词 木麻黄  根系微生物  弗兰克氏菌  菌根菌  细菌 

基金项目 广东省林业科技创新项目（2018KJCX010）。

英文标题 Advances in Research on Relationship Between Casuarina equisetifolia and Root Microorganisms

作者英文名 Sun Zhan, Wang Shengjie, Wang Xu, Zou Wentao, Ma Haibin

单位英文名 1. Research Institute of Tropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Key Laboratory of National Forestry and Grassland Administration on Tropical Forestry Research, Guangzhou 510520, China;
2. College of Plant Protection, Hainan University, Haikou 570228, China

英文摘要 Casuarina equisetifolia Forst. is the main tree species of coastal shelter forests in China. It can form a symbiotic relationship with microorganisms in the soil, and improve its ability to adapt to harsh environments such as drought tolerance, anti-barrenness, and salt and alkali resistance. Bacteria and fungi in the soil can form a stable interaction with the C. equisetifolia root system. In this micro-ecological system, the microbial-led material metabolism cycle is one of the main sources of nutrients for plants, and the root exudates of C. equisetifolia can provide nutrients for the growth of microorganisms. This paper reviews the related research on the interaction between C. equisetifolia and root microorganisms, especially the research progress of inoculating Frankia and mycorrhizal fungi to improve the stress resistance of C. equisetifolia, and prospects the growth and stress resistance mechanisms of C. equisetifolia and root microbial systems.

英文关键词 C. equisetifolia;root microorganism;Frankia;mycorrhizal fungi;bacterial

起始页码 25

截止页码 30

投稿时间 2019/8/20

最后修改时间 2019/12/11

作者简介 孙战,男,硕士研究生,研究方向为植物保护,E-mail:Damonzhan10@163.com。

通讯作者介绍 马海宾,男,副研究员,主要从事森林保护与应用微生物研究,E-mail:mahb@caf.ac.cn。

E-mail 马海宾,男,副研究员,主要从事森林保护与应用微生物研究,E-mail:mahb@caf.ac.cn。

分类号 S718.8

DOI 10.13348/j.cnki.sjlyyj.2020.0008.y

参考文献 [1] 仲崇禄.世界木麻黄科植物的引种和育种[J].世界林业研究,1994,7(1):82-84.
[2] 祝榕.影响木麻黄防护林生长的林地土壤主导因子概述[J]. 青海农林科技, 2005(4):23-24.
[3] 陈彦,王国明,周坚.木麻黄抗逆性研究进展[J].植物学通报,2005(6):746-752.
[4] 吴志华,李天会,张华林,等.沿海防护林树种木麻黄和相思生长和抗风性状比较研究[J].草业学报,2010,19(4):166-175.
[5] 陈洪.木麻黄抗旱生理生化部分特性的研究[J].福建农业学报,2000,15(1):48-54.
[6] NAIR A,NGOUAJIO M.Soil microbial biomass, functional microbial diversity, and nematode community structure as affected by cover crops and compost in an organic vegetable production system[J]. Applied Soil Ecology,2012,58.DOI:10.1016/j.apsoil.2012.03.008.
[7] 吴向华,刘五星.土壤微生物生态工程[M].北京:化学工业出版社,2012:19-23.
[8] TINKER P B,莫淑勋.微生物在植物吸收土壤养分中的媒界和促进作用[J].土壤学进展,1986,14(6):20-25.
[9] 余贵芬,青长乐.腐殖酸结合汞的研究现状[J].农业环境科学学报,2000,19(4):255-256.
[10] 孙建好,郭天文,杨思存,等.腐殖酸类肥料对小麦/大豆带田产量的影响[J].甘肃农业科技,2001(1):35-36.
[11] 吴建峰,林先贵.土壤微生物在促进植物生长方面的作用[J].土壤, 2003,35(1):18-21.
[12] 孙萍,高永超,张强,等.多环芳烃污染土壤微生物修复技术[J].安徽农业科学,2014,42(19):6220-6223.
[13] 章家恩,刘文高,胡刚.不同土地利用方式下土壤微生物数量与土壤肥力的关系[J].生态环境学报,2002,11(2):140-143.
[14] GREAVES M P,DARBYSHIRE J F.The ultrastructure of the mucilaginous layer on plant roots[J].Soil Biology & Biochemistry, 1972,4(4):443-449.
[15] 周敏.土壤微生物在促进植物生长方面的作用[J].南方农业,2014(33):129-130.
[16] CULLINGTON J E,WALKER A.Rapid biodegradation of diuron and other phenylurea herbicides by a soil bacterium[J].Soil Biology & Biochemistry,1999,31(5):677-686.
[17] BICHAT F,MULVANEY R L,SIMS G K.Microbial utilization of heterocyclic nitrogen from Atrazine[J].Soil Science Society of America Journal,1999,63(1):100-110.
[18] 梁宇,郭良栋,马克平.菌根真菌在生态系统中的作用[J].植物生态学报,2002,26(6):739-745.
[19] 仲崇禄,弓明钦,白嘉雨,等.接种菌根菌的木麻黄种源/家系苗的变异研究[J].林业科学研究, 2003,16(5):588-594.
[20] 仲崇禄,弓明钦,康丽华.土壤元素与木麻黄生长和VA菌根菌侵染率的关系[J].林业科学研究,1998,11(2):135-141.
[21] 王曙光,林先贵.菌根在污染土壤生物修复中的作用[J].生态与农村环境学报,2001,17(1):56-59.
[22] 林先贵,郝文英.VA菌根对植物耐旱涝能力的影响[J].土壤,1992,24(3):142-145.
[23] CLARK R B.Arbuscular mycorrhizal adaptation, spore germination, root colonization, and host plant growth and mineral acquisition at low pH[J].Plant and Soil,1997,192(1):15-22.
[24] ROSE S L.Mycorrhizal associations of some actinomycete nodulated nitrogen-fixing plants[J].Revue Canadienne De Botanique,1980,58(13):1449-1454.
[25] 弓明钦,陈应龙,仲崇禄.菌根研究及应用[M].北京:中国林业出版社,1997.
[26] RAMAN N,ELUMALAI S.Studies of mycorrhizal and actinorhizal association in Casuarina equisetifolia in Coramandal coastal region[J].Journal of Tropical Forestry,1991,7(2):138-150.
[27] 武冲,张勇,马妮,等.接种菌根菌短枝木麻黄对低温胁迫的响应特征[J].西北植物学报,2012,32(10):2068-2074.
[28] 张勇,仲崇禄,陈羽,等.木麻黄共生菌的研究进展[J].林业与环境科学,2006,22(1):70-75.
[29] 侯劭炜,胡君利,吴福勇,等.丛枝菌根真菌的抑病功能及其应用[J].应用与环境生物学报,2018,24(5):941-951.
[30] GONG M Q,XU D P,ZHONG C L,et al.Mycorrhizal fungi biodiversity and applications of inoculation technology[M].Beijing:China Forestry Publishing House,2000:146-150.
[31] 陈斌,张晓勉,高智慧,等.木麻黄幼苗施肥效应研究[J].浙江林业科技,2014,34(6):50-54.
[32] 张昕,沈爱华,林永敬,等.Frankia菌侵染木麻黄与其共生结瘤程序[J].浙江农林大学学报,2013,30(5):669-673.
[33] NEWCOMB W,WOOD S M.Morphogenesis and fine structure of Frankia (Actinomycetales):the microsymbiont of nitrogen-fixing actinorhizal root nodules[J].International Review of Cytology,1987,109:1-88.
[34] 曲东明.放线菌根瘤的形成方式及组织结构[J].微生物学通报,1997,24(3):7-9.
[35] 康丽华.华南地区主要造林树种共生微生物资源研究与利用[C]//第三届全国微生物资源学术暨国家微生物资源平台运行服务研讨会会议论文摘要集.北京:中国微生物学会微生物资源专业委员会,2011:185-187.
[36] 康丽华.木麻黄根瘤内生菌——弗兰克氏菌侵染特性的研究[J]. 林业科学研究,1997,10(3):233-236.
[37] 王健,刁治民,张静,等.土壤微生物在促进植物生长方面的作用与发展前景[J].青海草业,2006,15(4):20-26.
[38] 李小容,李蕾.植物化感物质与土壤微生物的研究进展[J].广东农业科学,2013, 40(12):178-181.
[39] DOMENACH A M,KURDALIF,BARDIN R.Estimation of symbiotic dinitrogen fixation in alder forest by the method based on natural ¹⁵N abundance[J].Plant and Soil,1989,118(1/2):51-59.
[40] GAUTHIER D,DIEM H G,DOMMERGUES Y R,et al.Assessment of N₂ fixation by Casuarina equisetifolia inoculated with Frankia ORS021001 using ¹⁵N methods[J].Soil Biology and Biochemistry,1985,17(3):375-379.
[41] DIEM H G,DOMMERGUES Y R.The isolation of Frankia from nodules of Casuarina[J].Revue Canadienne De Botanique,1983,61(5):526-530.
[42] 康丽华.木麻黄根瘤内生菌——弗兰克氏菌对青枯病菌的抑制作用研究[J].林业科学研究,1999,12(1):42-46.
[43] 康丽华.木麻黄苗期接种弗兰克氏菌效应及其与营养元素的关系[J].林业科学研究,2012,7(2):129-132.
[44] 蔡长福.杨梅树混合接种VA菌根菌和弗兰克氏菌的生长效应[J].亚热带农业研究,2018,14(3):145-150.
[45] 康丽华.木麻黄弗兰克氏菌接种技术与接种效果的研究[J].林业科学研究,2012,10(4):341-347.
[46] 康丽华,李素翠,彭耀强,等.木麻黄接种弗兰克氏菌海藻酸钙菌剂大田试验研究[J].林业科学研究,2012,13(1):39-43.
[47] 康丽华,罗成就,彭耀强,等.粗枝木麻黄接种弗兰克氏菌的研究[J].广东林业科技,1997(4):25-28.
[48] ZHONG C,ZHANG Y,WEI Y,et al.The role of Frankia inoculation in casuarina plantations in China[J].Antonie van Leeuwenhoek,2019,112(1):47-56.
[49] HAMPP R,MAIER A.Interaction between soil bacteria and ectomyc-orrhiza-forming fungi[M]//VARMA A, ABBOTT L,WEMER D,et al.Plant surface microbiology. Berlin:Springer, 2008:197-210.
[50] POOLE E J,BENDING G D,WHIPPS J M,et al.Bacteria associated with Pinus sylvestris-Lactarius rufus ectomycorrhizas and their effects on mycorrhiza formation in vitro[J].New Phytologist,2001,151:743-751.
[51] 李小容.不同林龄木麻黄林地土壤微生态环境研究[D].海口:海南师范大学,2014:30-33.
[52] 吴晓宗,王岁楼,郝莉花.壳聚糖酶的分类及其功能应用现状[J].食品工业科技,2005,26(8):189-192.
[53] 单晓雪,郑人源,张涛,等.壳聚糖酶的研究进展[J].成都医学院学报,2007(增刊1):192-198.
[54] STEIN T.Bacillus subtilis antibiotics:structures, syntheses and specific functions[J].Molecular Microbiology,2005,56(4):845-857.
[55] 徐志霞,王璇,李慧敏,等.不同林龄木麻黄林地土壤细菌及与土壤因子的相关性分析[J].基因组学与应用生物学,2018,37(2):780-788.
[56] 徐志霞,李小容,蔡莲子, 等.海南不同林龄木麻黄海防林土壤微生物群落组成与酶活性的动态分析[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2018,46(10):24-34.
[57] 李慧敏,曹婷婷,顾美子,等.不同林龄木麻黄林地特有细菌代谢产物及其化感潜力[J].应用与环境生物学报,2016, 22(5):808-814.
[58] ROSHCHINA V V, ROSHCHINA V D.The excretory function of higher plants[M]. Berlin:Springer Science & Business Media, 2012.
[59] ZENG R S,LUO S M,SHI M B,et al.Allelopathy of, Aspergillus japonicus,on crops[J].Agronomy Journal,2001,93(1):60-64.
[60] INDERJIT.Soil Microorganisms:an important determinant of allelopathic activity[J].Plant and Soil,2005,274(1/2):227-236.
[61] LIU T Z,JIAN J L,YANG L,et al.Variation in soil fungal community structure during successive rotations of Casuarina equisetifolia plantations as determined by high-throughput sequencing analysis[J].Plant Growth Regulation,2019,87(3):445-453.
[62] 李键,刘奕,洪滔,等.2种化感成分对木麻黄幼苗小枝活性氧含量和保护酶活性的影响[J].植物资源与环境学报,2013,22(2):30-38.
[63] 龙凤,洪滔,林勇明,等.2种化感物质胁迫下内生真菌感染对木麻黄幼苗小枝活性氧代谢和清除系统的影响[J].应用与环境生物学报,2016,22(3):462-472.
[64] 李钦禄,莫其锋,王法明,等.华南热带沿海不同林龄木麻黄人工林养分利用特征[J].应用与环境生物学报,2015,21(1):139-146.

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