丛枝菌根真菌对车轴草属植物生长影响的Meta分析生物技术专业.doc

丛枝菌根真菌对车轴草属植物生长影响的Meta分析 摘要 目前，全球气温变化愈发剧烈。旱涝灾害，温度的剧烈变化，环境的日益恶化等自然灾害发生愈发频繁，致使地球承担着重负。而这些变化均会以直接或间接的方式严重影响着农林牧业的生产和发展。基于这些问题，人们不停寻找新的方式来保护生态环境，确保世界环境的安全，维持生态平衡。丛枝菌根（AM）主要是指植物的根系以及丛枝菌根真菌（ArbuscularMycorrhizalfungi，AMF）结合而成的共生体，而AM真菌-植物体系广泛存在与自然界中。 本文主要是通过Meta分析(Metaanalysis)的方法用定量的方法分析了AM真菌对车轴草属植物的营养吸收的影响。通过WebofScience强大数据库支持下，搜索后一共有30篇相关文献，并且从中找出525个独立样本数值。探究结果体现出，在接种AM真菌后，可以让车轴草属的相关植物在地上、地下生物量以及生物总量是在增加的效果，加强了其对氮磷吸收能力。在AM真菌种类和车轴草类型上存在的差异，对研究结果也会带来一定的影响，通过实验研究表明，其中在车轴草属植物的生物量吸收上，珠状巨抱囊霉的效果最显著。通过胁迫处理能够显著降低AM真菌对植物在地上、地下生物量的吸收效应。对其进行培养，AM真菌对钾、锌、氮元素的吸收，随会时间增加而增多。 关键词：丛枝菌根真菌；Meta分析；接种；效应值 A meta-analysis of arbuscular mycorrhizal fungi effects on Trifolium Plants growth ABSTRACT With frequent drought, water logging, high temperature, low temperature,environmental degradation as well as pollution ecological disasters caused by global change,the biosphere is suffering unprecedented environmental pressure, and those changes willseriously affect the production and development of agriculture, forestry and animalhusbandry in a direct or indirect way. For this reason, people actively explore new ways ofprotecting habitat environment, keeping ecological balance, and improving environmentalsafety. Arbuscular Mycorrhizal (Arbuscular Mycorrhiza, AM) is a kind of symbiont formedby plant roots and Arbuscular Mycorrhizal fungi (Arbuscular Mycorrhizal fungi, AMF).What's more, AM fungi-plant system widely exist in the nature. Meta analysis was performed to quantify the effect of AM fungi inoculation on plant biomass and nutrientuptake of Trifolium plant. In this research, 525 independent observations were extracted from 30 published scientif-is papers through database search of Web of Science.The results indicated that total biomass, shoot biomass androot biomass of Trifolium were significantly increased by AM fungi inoculum. Plant uptake of nitrogen and phos-phorus was also promoted. Both AM fungi species and Trifolium species showed influence on the effect of inocula-tion. Gigaspora margarita inoculation showed the largest amount of biomass enhancement in Trifolium, while the shoot and root biomass of T.alexaudriuum strongly responded to AM fungi inoculation. The stress treatment signifi-candy reduced the effect size of plant shoot and root biomass. The effect size of plant N, K and Zn uptake was sig-nificantly positively correlated with incubation. Key words: Arbuscular mycorrhizal fungi; meta-analysis; inoculated; effect size 目 录 目 录 III 1 绪论 1 2丛枝菌根研究简介 2 2.1茜根的研究概况 2 2.2丛枝菌根真菌 2 2.3丛枝根菌信号转导 3 3 Meta分析概述 4 3.1 Meta分析(Metaanalysis)原理 4 3.2Meta分析在国外的发展状况以及历史 4 3.3Meta分析的优缺点 4 4研究方法及结论 6 4.1研究方法 6 4.1.1数据库建立 6 4.1.2Meta分析 6 4.2结果 7 4.2.1概述 7 4.2.2接种AM真菌对车轴草属植物生物量的影响 7 4.2.3接种AM真菌对车轴草属植物氮、磷的影响 8 6结论与展望 12 参考文献 13 致 谢 15 III 第4页共20页 1 绪论 随着现代科学技术的快速发展，人们对于土壤的评价，不再仅局限于土壤理化性质和土壤肥力，而是提出了更高的标准，“土壤健康”这一概念便由此得出。各养分含量均匀平衡、养分的供给能力大致相同是衡量土壤是否健康的标准。占据主导地位的是根际微生物，和适量的土传病原物形成了动态平衡的关系；土壤中有害化合物的积累水平与降解水达到相对平衡。其中任何一个平衡被打破，对植物的生长与发育都产生不利影响。1990年以后，化肥使农业生产产量大幅提高。化肥的优点有便利、见效快等，这些使得化肥的需求量逐渐加大。我国是目前世界范围内施肥量最多的国家，我国总耕地面积约为1.2亿hm2，然而使用化肥的数量却达到1.5亿t。1984-1994年这十年间，我国的化肥使用量直线增长，从1700多万吨上升至3300多万吨，增长率达90.7%；然而在此期间，粮食产量却只增加了4000多万吨，增加幅度仅为9.1%。 我国化肥使用量与其粮食产量呈现负相关的关系导致了这种现象的出现，体现出土地对于化肥的肥力度正在下降。基于这种现象，本篇文章在肥料方面的研究为解决实际问题提供了全新的手段。而菌根真菌的特殊性和适应性强的特点，其产生的生物肥料自然是未来主要的肥料来源，必然会取代现在的化肥。也正日益受到人们的重视与关注[刘润进]。   丛枝菌根(Arhuscular Mycorrhizal，AM)真菌属于不能进行离体培育繁殖能力超强菌种，而且能够从其周围其他植物体中吸收碳元素，而周围植物能够和AM真菌形成一种共存关系主要原因是双方互利互惠。AM真菌可以对植物生长中的有害元素进行吸收。由于AM真菌不可分离培养，所以对其进行研究的时候只能借助于对植物进行接种。根据研究需要，可以将一种植物只接种一类AM真菌，同时也可以接种多种类别AM真菌。由于在研究过程中大家研究的范围，寄生所选的植物，培育的时间，培育时的温度控制等等诸多因素的不同会导致研究的结果也不同。比如：相关研究者根据不同条件下的胁迫对其展开深入研究，对于玉米来说，在根部的生物量吸收上与AM真菌具有相反作用[45]；AM真菌对植物根部元素的吸收影响主要体现在重金属吸收方面。研究方向不同得出结论也具有一定差异，有的吸收多有的吸收少，即便是同种植物对同种金属的吸收也存在一定的差异。所以对于AM真菌的研究结论还不一致的情况下，很难对AM真的生理和对生态学产生的影响也没有结论。 研究AM真菌的主要目的是了解它对植物生长的功能。所以本文采用Meta分析方法，车轴草属( Trifo-Lium )植物作为接种AM真菌为研究对象，把把没有接种的车轴草属( Trifo-Lium )植物作为研究比对对象，通过研究和比对来探讨AM真菌种类接种最适合什么植物种类，AM真菌又有哪些种类，进行接种时选择什么时候最佳等等。科学的研究结果会得出AM真菌种类对植物生长的作用。 对于AM真菌在植物生物量吸收方面的影响，早在上世纪初就对此展开相关分析与研究，在共生观念的建立后，植物与真菌的共生现象也随之被发展，对其研究一直处于高速发展中，直到上世纪中期，通过大量的研究与证实，确立了菌根的意义与性质，这也预示着菌根从萌芽发展阶段逐渐走向成熟阶段。自从Frank[26]第一次提出“菌根”的概念至今,各界在此领域的研究不断增加，并且有成千上万的论文相继发表。在菌根促进植物根部吸收养分方面研究外，还发现菌根能够作为P载体，将土壤中的有关元素进行运输，同时能够加大植物根部与盐离子的亲和力与矿物质的传输速率，促进植物对粘粒束缚P的吸收可以作为土壤和根系之间N的运输载体,但目前仍然没有足够证据能够说明菌根可以促进植物根部对N的吸收。在1985年，Hardie[27]通过大量研究发现，植物菌根被剪断之后对植物在水分以及营养方面的运输有很大影响；在1989年，又有研究者发现，绿豆中的菌根对植物在吸收土壤中水分及养分具有很大促进作用。以此同时，Allent[28]也提出了，菌根能够提高植物吸收水分的能力，从而提高植物根部对土壤中水分的吸收，有助于植物抗旱。在世界范围内面临土壤荒漠化以及生态重建时，菌根在植物根部水分吸收的积极意义对这些方面提供重要促进作用，从而受到广泛重视。通过大量研究数据表明，菌根对植物在P上的吸收具有很大促进作用，并且能够直接参与到植物的酶反应中，能够改善植物体内激素平衡、调节酶活性等重要意义，菌根可以直接吸收或者促进寄主植物对水分和矿质养分的吸收，从而改善植物的营养和水分状况，提离寄主植物的抗旱性、抗病性、促进生长、增加产量和改善品质。 菌根具有多种多样的形态,受形成菌根的真菌、宿主植物种类、生长环境、菌根的发育情况等影响而发生变化。在不同培养条件下半日花属植物(Helianthemum almeriense)分别与地茹(Terfezia claveryi)和Picoalefebvrei形成椿形、植形以及二叉式分支或假二叉式分支的菌根等类型[29]。而乳茹属真茵(Lactarius)与湿地松形成二叉分支或者单轴分支的菌根，还有的形成多级分支珊瑚状的菌根，一般情况下，菌根都是以黄白色的半透明形式存在，但成熟部分却变成橘黄色或土黄色[30]，现在对菌根共生结构的研究已经从外部形态、组织解剖结构逐渐深入到超