大多數豆科植物與真菌共生。叢枝菌根真菌(AM)對磷(P)的吸收和根瘤菌對氮(N2)的固定具有重要的農學(xué)和生態(tài)學(xué)意義。植物-AM真菌-根瘤菌三個(gè)共生如何高效吸收營(yíng)養的機制受到很多關(guān)注。AM真菌和根瘤菌能夠有效地增加固氮和植物對土壤中磷的吸收,但這破壞了根部陰陽(yáng)離子平衡,過(guò)多的陽(yáng)離子需要從根部分泌出來(lái)才能達到平衡,H+是分泌的最主要陽(yáng)離子。然而,無(wú)論根瘤能夠直接釋放H+引起土壤的酸化,以及AM真菌怎么影響真菌菌根的這個(gè)過(guò)程還是不清楚。
2011年中國農業(yè)大學(xué)的科學(xué)家把叢枝菌根真菌(GM)和慢生大豆根瘤菌(BJ)注射到大豆苗中,通過(guò)原位的非損傷微測技術(shù)研究了兩種真菌單獨的作用和相互作用對根瘤或者根外菌絲的H+外流。GM把真菌菌根側根根瘤的H+外流提高了3倍,BJ把側根接近根瘤部位菌絲的H+外流提高了8倍。植物P含量的增加與根瘤和菌絲的H+外流呈顯著(zhù)的線(xiàn)性正相關(guān)。研究結果認為側根AM真菌誘導了固氮酶的活性,增加了根瘤的H+外流。這項研究使我們認識到真菌菌根和根瘤菌相互作用增加了根瘤空間和菌絲空間酸化的程度,對進(jìn)一步研究植物固氮和P的作用提供了依據。
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