丛枝菌根(AM)真菌与菌丝际细菌互作在植物从土壤中活化及吸收磷的过程中发挥着关键作用。该文系统阐述了AM真菌-细菌互作对土壤磷循环的影响及其调控机制。AM真菌菌丝分泌物中的糖类、羧酸盐和氨基酸等物质为细菌提供碳源并特异性招募解磷细菌,菌丝还能作为“移动桥梁”促进细菌迁移。在群落水平上,AM真菌能够调控菌丝际细菌的结构和功能,富集含有磷酸酶基因(如phoD)的功能细菌,提高磷酸酶活性,促进有机磷矿化。基于上述机制,通过调控土壤碳磷摩尔比、添加菌丝分泌物成分等策略可以发挥AM真菌-细菌互作的生物学潜力,提高土壤磷利用效率。
深色有隔内生菌(dark septate endophytes,DSEs)是植物根系真菌组(mycobiome)的重要成员,通常在皮层细胞形成微菌核结构,在促进植物生长、养分吸收及提高胁迫适应性方面发挥着与菌根真菌同等重要的作用,甚至在某些极端环境下其丰度比菌根真菌更高。该文概述了DSEs的物种多样性、基础生物学特性和生理生态功能。在此基础上,重点评述了近年来在共生机理、DSEs基因组结构和种群适应性演化特征等方面的研究进展,旨在为后期深入揭示DSEs新的适应机制、协同植物抗逆机制及开发新型高效DSEs菌剂应用于土壤生态修复和抗逆农林业良种高效培育等提供参考。
丛枝菌根真菌(AMF)是土壤生态系统中关键的微生物群落之一,研究其繁殖技术及应用对于提升农业生产效率与实现农业可持续性具有深远意义。该文综述了AMF的共生机制及其在扩繁体系和菌剂应用方面的最新研究进展。探讨了AMF与植物根系建立共生关系的分子机制;分析了AMF扩繁体系的优化策略,包括无菌培养技术、基质选择和环境控制等关键因素;讨论了AMF菌剂在实际生产中的应用潜力,包括提高作物产量、增强植物抗逆性和改善土壤结构等,并阐述了当前AMF应用领域存在的实际问题与今后的研究方向。该项研究旨在为进一步理解丛枝菌根真菌的重要性提供参考,并为未来新型微生物菌剂的开发及其在农业生态系统中的应用奠定基础。
在全球气候变化背景下,植物入侵现象日益加剧,入侵植物通过降低本地生物多样性,改变土壤微生物群落结构与组成,影响生态系统结构与功能,显著改变土壤氮循环等生态过程。土壤氮循环是生态系统物质循环的重要环节,影响生态系统中氮供应与分配,而全球气候变化和植物入侵正在改变土壤氮循环的效率和途径。菌根作为真菌和植物根系的重要共生体,在土壤氮循环过程中起着至关重要的作用。目前,对于菌根真菌与入侵植物互作对土壤氮循环的影响,仍缺乏系统研究和深入理解。该文综述了近年来关于入侵植物与菌根真菌互作对土壤氮循环影响的相关研究进展,重点分析了入侵植物与菌根真菌互作通过调控土壤微生物群落,影响土壤硝化、反硝化作用及相关土壤酶活性,改变土壤理化性质等机制影响土壤氮循环,并对未来研究方向提出展望。该研究为理解入侵植物在全球土壤氮循环中的作用提供新的视角,并为入侵植物管理与植物入侵影响下氮循环响应评估提供理论依据。
核桃(Juglans)作为世界重要的经济林木,其生长发育与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)之间密切关联。核桃根际AMF资源丰富,涵盖了10个属多个种,其多样性受种植模式(如套种)、土壤养分等影响,但深根性特征使核桃成为周围植被AMF繁殖体的储存库,并通过普通菌根网络实现了养分(如磷和碳)的有效再分配。该研究明确了AMF在促进核桃生长、提高成活率、促进养分(特别是磷)吸收,以及增强抗旱性方面的作用机制,并探究了AMF在提高和转移胡桃醌上的潜力。最后,对核桃菌根研究的未来发展方向进行了展望。
全球气候变暖背景下,植物叶片面临日益严重的热胁迫,其生长、发育和生产力受到广泛影响。叶片温度直接影响光合作用、蒸腾作用和呼吸作用等重要植物生理过程。因此,研究植物叶片的高温耐受机理具有重要意义。该文以叶片热耐受性参数的常用确定方法为切入点,包括初始荧光(F0)和最大量子产量(Fv/Fm)等关键参数的测定,以及植物受到热胁迫时,最小叶绿素a荧光急剧上升的温度(Tcrit)和Fv/Fm下降到其最大值50%时的温度(T50)等反映叶片耐热能力的指标的确定。通过分析前人关于不同物种间叶片热耐受性的研究结果,发现热耐受物种具有较高的Tcrit和较低的叶片热敏感性(ΔT),能够在较高温度下保持光系统Ⅱ(PSⅡ)的功能。探讨了叶片形态结构、水分散失、气孔调节等温度调节策略在叶片高温耐受中的作用。通过分析叶片热耐受性参数和温度调节策略,揭示植物叶片在高温环境下的适应机制,为理解植物叶片高温耐受机理提供结构和生理基础层面的参考,并为未来深入研究植物耐热性提供理论支持。
香气是吸引消费者购买果实的重要因素之一,光对果实香气的形成具有重要作用。该文综述了光对果实香气品质的影响,具体分析了光质、光强、光周期对果实香气品质的调控机制,以及光与其他因素(温度、水分、CO2浓度和植物激素)相互作用对果实香气品质形成的影响。最后,提出光对果实香气品质影响的研究展望,以期为果实香气品质的研究和改良提供参考。
空间转录组(spatial transcriptomics,ST)是一种用于从空间层面上解析RNA-seq数据的技术,利用该技术解析单个组织切片中的所有mRNA。空间条形码逆转录oligo(dT)引物在显微镜载玻片表面的有序附着,使得在mRNA样品处理和后续测序过程中编码和获取位置信息成为可能。与传统的转录组技术相比,空间转录组技术能获得细胞在组织原位环境下真实的基因表达特征,以及与微环境的关系,为基因表达提供高精度、高分辨率原位的空间信息。近年来,空间转录组技术取得了重要进展,检测的细胞通量、转录本数量和质量不断提高,空间定位信息更加准确全面,并已在拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)、杨树(Populus)等植物中展开研究。该文阐述了空间转录组技术在植物动态发育轨迹、不同组织和细胞类型差异分析、解码植物与微生物群相互作用等研究中的成功应用,讨论了空间转录组测序在植物组织原位测序中存在的问题和挑战,揭示了其在植物研究中的巨大潜力,为相关领域的进一步研究和应用提供了新的视角。
哌啶酸作为一种非蛋白质杂环氨基酸,是生物代谢产物生物合成的前体。在结构上,其六元环由5个碳原子和1个氮原子组成。它是一种来源于赖氨酸的环状氨基酸,近年来在植物研究中引起了人们的关注。该文总结了哌啶酸的发现、生物合成、生物功能、作用机制及其在农业生产中的应用情况,并对未来的研究方向提出了展望,以期为后续应用奠定基础。