植物营养研究法章根际研究法课件.ppt

1、第五章第五章 根和根际的植物营根和根际的植物营养研究方法养研究方法 1PPT课件2PPT课件第一节第一节 根系研究法根系研究法 一根系在植物生长中的作用一根系在植物生长中的作用1固定植物固定植物：摄取、运输、贮藏营养物质，合成有机：摄取、运输、贮藏营养物质，合成有机物质如氨基酸等物质如氨基酸等2植物地上部分根系生长是相互依赖、彼此协调植物地上部分根系生长是相互依赖、彼此协调（1）如：如果剪去菜豆的一半叶片或一半根系，只要）如：如果剪去菜豆的一半叶片或一半根系，只要保留两部分分生组织完整，则过一段时间后保留两部分分生组织完整，则过一段时间后根根/冠比冠比又又会恢复至原来数值。会恢复至原来数值。（

2、2）原因：根系向地上部输送矿质养分和水分）原因：根系向地上部输送矿质养分和水分,地上部向根系提供碳水化合物，根系合成部分有机物地上部向根系提供碳水化合物，根系合成部分有机物，然后输送到地上部，然后输送到地上部3PPT课件Plant RootsTap root systemFibrous root systemAdventitious rootBasal rootLateral rootTap rootAdventitious rootSeminal root不定根不定根基根基根侧根侧根主根主根种子根种子根直根系直根系须根系须根系4PPT课件二影响根系生长的因素二影响根系生长的因素 研究影响作物

3、根系生长的因素，进而调节这些研究影响作物根系生长的因素，进而调节这些因素，使之达适宜水平，促进根系生长，从而促进因素，使之达适宜水平，促进根系生长，从而促进整个植株生长，最终获得理想的产量。整个植株生长，最终获得理想的产量。植物根系的生长和形态特征，植物根系的生长和形态特征，主要取决于主要取决于植物植物的的遗传特征遗传特征，不同植物，甚至同一植物不同品种，不同植物，甚至同一植物不同品种，其根系形态特征都会有很大差异，外界环境，特别其根系形态特征都会有很大差异，外界环境，特别是土壤环境对根系生长也会产生很大影响。是土壤环境对根系生长也会产生很大影响。5PPT课件6PPT课件（一）化学因素：（一）

4、化学因素：1养分供应：根系具有趋肥性养分供应：根系具有趋肥性2低低pH与毒害元素：与毒害元素：Al、Mn、Fe、B（二）物理因素：二）物理因素：1机械阻力机械阻力2水分水分3通气通气4温度温度（三）生物因素（三）生物因素：一般情况下，根际微生物有存在：一般情况下，根际微生物有存在减少植物的主根和侧根长度，减少侧根数量，并使减少植物的主根和侧根长度，减少侧根数量，并使根毛长度的密度减少。根毛长度的密度减少。7PPT课件三根系研究方法三根系研究方法 根系研究：根系研究：形态学形态学：根数、分布、根重、根茎、根：根数、分布、根重、根茎、根表面积、体积表面积、体积 生理学生理学 解剖学解剖学 研究根系

5、的难处：不象地上部，如何把根系不受研究根系的难处：不象地上部，如何把根系不受损伤地从土壤中取出是研究方法的关键所在；或者损伤地从土壤中取出是研究方法的关键所在；或者不把根系从土壤取出，而在其中直接观察；或者不不把根系从土壤取出，而在其中直接观察；或者不让根系与土壤接触，易于取出。让根系与土壤接触，易于取出。8PPT课件Methodology for Plant Growth9PPT课件（一）钉板法 1方法简介：取田间含根系的原状土，用钉板方法简介：取田间含根系的原状土，用钉板固定使根系保持在自然位置，洗去土壤，观察根系。固定使根系保持在自然位置，洗去土壤，观察根系。洗土：砂土或壤土洗土：砂土或

6、壤土浸泡浸泡12h粘土：干燥分散：粘土：干燥分散：100度干燥、浸泡，焦磷酸钠度干燥、浸泡，焦磷酸钠使胶粒分散使胶粒分散 冷冻使分散：冷冻使分散：-25度度2应用：可以用于根的分布形态，还可研究其应用：可以用于根的分布形态，还可研究其它形态指标。它形态指标。10PPT课件（二）容器法（根籍或根箱法）1方法介绍：特制的种植盆，一面或几面是透明的玻璃，可方法介绍：特制的种植盆，一面或几面是透明的玻璃，可以装卸，外覆使不透明，盆内装土，种植植物，常规管理。以装卸，外覆使不透明，盆内装土，种植植物，常规管理。由于温度对根系生长影响较大，若为了保持种植盆内温度与田由于温度对根系生长影响较大，若为了保持种

7、植盆内温度与田间一致，可将盆子埋入土中。间一致，可将盆子埋入土中。观察项目：（观察项目：（1）生长动态：可以对根系生长发育进行连续的）生长动态：可以对根系生长发育进行连续的原位观察。透过玻璃直接观察。原位观察。透过玻璃直接观察。（2）其它观察：取下玻璃，结合钉板法或直接冲洗，研究根）其它观察：取下玻璃，结合钉板法或直接冲洗，研究根系形态、生理系形态、生理2局限性：（局限性：（1）容器空间有限，对大根系作物难以应用，只）容器空间有限，对大根系作物难以应用，只能研究其苗期或根系较小的作物。能研究其苗期或根系较小的作物。（2）非自然条件下进行，但易操作和控制条件。）非自然条件下进行，但易操作和控制条

8、件。11PPT课件12PPT课件13PPT课件（三）玻璃壁或玻璃管 1方法：玻璃壁：土壤剖面上安置玻璃方法：玻璃壁：土壤剖面上安置玻璃根系观察室根系观察室 玻璃管：土壤中打孔，埋入玻璃管玻璃管：土壤中打孔，埋入玻璃管玻璃与土壤间空隙要用土填实玻璃与土壤间空隙要用土填实2观察方法：玻璃壁：直接观察观察方法：玻璃壁：直接观察玻璃管：借助潜望镜原理，外加放大镜玻璃管：借助潜望镜原理，外加放大镜3问题与优点：可以连续观测根系生长状况问题与优点：可以连续观测根系生长状况更接近自然状况更接近自然状况但玻璃壁处根系生长密度一般大于正常土壤中的生长密度。但玻璃壁处根系生长密度一般大于正常土壤中的生长密度。14

9、PPT课件15PPT课件16PPT课件（四）同位素法 1土壤注入法：在土壤不同位置，不同深度注入放土壤注入法：在土壤不同位置，不同深度注入放射性物质射性物质32P或或86Rb。经过一段时间后测定地上部分经过一段时间后测定地上部分的放射性强度，其结果可以直接反映出根系吸收能的放射性强度，其结果可以直接反映出根系吸收能力大小。力大小。通过在土壤不同位置、不同深度注入放射性元素通过在土壤不同位置、不同深度注入放射性元素，可以判断该位置深度根系分布及活力状况，多点，可以判断该位置深度根系分布及活力状况，多点布样，可以构造出立体的根系活力分布图。布样，可以构造出立体的根系活力分布图。17PPT课件2植物

10、注入法：从植物地上部茎基注入植物注入法：从植物地上部茎基注入32P或其它示踪物，或其它示踪物，经一定时间从根系分布区一定部位取原状土样品，其放射性强经一定时间从根系分布区一定部位取原状土样品，其放射性强度反映该土壤活性根数量，多点取样可了解活性物质根的分布度反映该土壤活性根数量，多点取样可了解活性物质根的分布状况。状况。3宏观放射自显影法：用带有机玻璃板的根籍培养植物，宏观放射自显影法：用带有机玻璃板的根籍培养植物，一定时期从地上部茎中注入一定时期从地上部茎中注入32P，3-5天后用天后用X光胶片在有机玻璃光胶片在有机玻璃面曝光，显影、定影，可得根系分布图。面曝光，显影、定影，可得根系分布图。

11、优点：优点：1.简便直接，不需进行根土分离而直接测定。简便直接，不需进行根土分离而直接测定。2测定的是有吸收活力的根，可消除死根，休眠根或其它测定的是有吸收活力的根，可消除死根，休眠根或其它植物根系的影响。植物根系的影响。18PPT课件（五）多孔膜法1方法介绍：方法介绍：（1）制作一孔径经约）制作一孔径经约0.3um的多孔膜套，该膜可以允许养分、的多孔膜套，该膜可以允许养分、水、水、O2透过，而植物根系难以透过。透过，而植物根系难以透过。（2）把膜套水平埋入）把膜套水平埋入20cm深的土层中（该层植物根系分布最深的土层中（该层植物根系分布最多），套口露于地面。多），套口露于地面。（3）生长一定

12、时间后取出膜套，可获得全株植物及其全部不）生长一定时间后取出膜套，可获得全株植物及其全部不含土粒的根系，根系可用于各项研究。含土粒的根系，根系可用于各项研究。2优点：优点：（1）不需要从土壤中分离根系，避免了根系损失，特别是具）不需要从土壤中分离根系，避免了根系损失，特别是具有根系活力的幼根的损失。有根系活力的幼根的损失。（2）可获得完整根系）可获得完整根系（3）环境条件和栽培措施更符合田间实际）环境条件和栽培措施更符合田间实际 19PPT课件20PPT课件Low PHigh POu et al.,unpublished纸板法纸板法21PPT课件Anchor paperRoot angleNu

13、trient solutionDivision22PPT课件四根参数四根参数（一）根数（一）根数意义：根据主根和侧根可以估计根长、根密度等意义：根据主根和侧根可以估计根长、根密度等测定：直接记数、扫描分析软件测定：直接记数、扫描分析软件（二）根重（二）根重意义：反映根的总量、植物地下部分生产力，不能反映根系意义：反映根的总量、植物地下部分生产力，不能反映根系吸收能力，特别是对于具有粗状主根的植物吸收能力，特别是对于具有粗状主根的植物测定：鲜重：洗净，用吸水纸吸干，称重测定：鲜重：洗净，用吸水纸吸干，称重干重：更准确、实用干重：更准确、实用（三）根茎（粗细）（三）根茎（粗细）意义：了解土壤孔隙大

14、小、根系穿透能力、用于计算根表面意义：了解土壤孔隙大小、根系穿透能力、用于计算根表面积、体积积、体积 实际中较少应用实际中较少应用测定：细根：显微镜的测微计；较粗：千分尺放大镜测定：细根：显微镜的测微计；较粗：千分尺放大镜 23PPT课件24PPT课件（四）根长与根密度（四）根长与根密度意义：单位体积土壤中根长，即意义：单位体积土壤中根长，即根密度根密度是计算根系吸水量的最好参数。是计算根系吸水量的最好参数。根密度对养分有效性、吸收能力很有意义根密度对养分有效性、吸收能力很有意义比其它根参数更能反映养分吸收能力比其它根参数更能反映养分吸收能力测定测定（）（）直接法直接法：根系置于透明玻璃盘中，

15、盘内加少量水，便于将根系分散，：根系置于透明玻璃盘中，盘内加少量水，便于将根系分散，用镊子将根拉直，不相重叠，上压一玻璃板，防根移动用镊子将根拉直，不相重叠，上压一玻璃板，防根移动 玻璃盘下垫一带玻璃盘下垫一带mm刻度的方格纸刻度的方格纸统计各根长度统计各根长度（）（）直线截获法直线截获法：前四步同上：前四步同上不是直接计根长，而是计根与方格线交叉点数：根长转换系数不是直接计根长，而是计根与方格线交叉点数：根长转换系数交叉点数交叉点数方格间距方格间距（）（）根长测试仪根长测试仪（）（）计算机扫描，软件分析计算机扫描，软件分析：可同时获得根系的各种系数：可同时获得根系的各种系数25PPT课件ab

16、ab26PPT课件abcdef27PPT课件（五）（五）根表面积根表面积意义：表征根系吸收能力的最好参数之一意义：表征根系吸收能力的最好参数之一测定方法测定方法（）（）直接法直接法 ：直接法：测出根的平均直径和长度，计算表面积：直接法：测出根的平均直径和长度，计算表面积：测出体积，计算表面积，测出的是根系总面积：测出体积，计算表面积，测出的是根系总面积（）（）吸附法吸附法：植物对溶质的最初吸收具有吸附的特性，假定这：植物对溶质的最初吸收具有吸附的特性，假定这时根系表面均匀地覆盖了一层吸附物质的单分子层，因此可以根时根系表面均匀地覆盖了一层吸附物质的单分子层，因此可以根据根系对某种物质的吸附量来

17、测定根系吸收面积。据根系对某种物质的吸附量来测定根系吸收面积。常用甲烯蓝作为被吸附物质，已知常用甲烯蓝作为被吸附物质，已知mgmg甲烯蓝成单分子层时甲烯蓝成单分子层时占用占用1.11.1m m2 2，由此可求出根系的总吸收面积。由此可求出根系的总吸收面积。根系吸收饱和大概需根系吸收饱和大概需1.51.5minmin，再吸附再吸附1.51.5minmin的量可表示正活的量可表示正活跃吸收面积。跃吸收面积。28PPT课件（六）根体积（六）根体积意义：在表征根系活力时不常用，因为具有吸意义：在表征根系活力时不常用，因为具有吸收能力的根部位主要是小根，根尖或根毛、少量粗收能力的根部位主要是小根，根尖或

18、根毛、少量粗大根的体积与大量小根相当。大根的体积与大量小根相当。测定：测定：排水法排水法29PPT课件第二节根际的研究方法第二节根际的研究方法 一根际一根际是指受植物根系生理活动的影响，在物理、是指受植物根系生理活动的影响，在物理、化学、生物特性上不同于原土体的特殊土区。化学、生物特性上不同于原土体的特殊土区。根际范围很小，一般指距根表数毫米，根际范围很小，一般指距根表数毫米，mm根际土与原土的不同：根际是土壤根际土与原土的不同：根际是土壤植物根植物根微生微生物三者相互作用的场所，根际养分、物三者相互作用的场所，根际养分、pH、Eh、分泌物分泌物、微生物等原土均有不同。、微生物等原土均有不同。

19、研究意义：根际的变化对于根际内营养物质的转化研究意义：根际的变化对于根际内营养物质的转化 土壤养分的有效性。土壤养分的有效性。作物生长发育和抗逆性作物生长发育和抗逆性30PPT课件31PPT课件二根际研究的难点二根际研究的难点 不象其它研究，根际研究是微区研究，不象其它研究，根际研究是微区研究，难度较大，进展缓慢，要求技术条件较高，难度较大，进展缓慢，要求技术条件较高，对微区研究的高分辨率，如何将根际土分离对微区研究的高分辨率，如何将根际土分离出来研究。出来研究。32PPT课件三研究方法三研究方法（一）根系表面特性的研究（一）根系表面特性的研究研究概况研究概况指标：（指标：（1）根系阳离子交换

20、量（）根系阳离子交换量（CEC）：）：着重于阳着重于阳离子交换能力的物理化学性质，表面吸附量忽略了离子交换能力的物理化学性质，表面吸附量忽略了根系生理活性与养分吸收的联系。根系生理活性与养分吸收的联系。因此，因此，CEC与养分吸收相关性不一定很好，且与阳与养分吸收相关性不一定很好，且与阳离子种类、作物种类影响较大离子种类、作物种类影响较大 33PPT课件（2）根系表观自由空间）根系表观自由空间“Apparent free space”养分离子进入根系的两条通道：通过细胞膜的主动养分离子进入根系的两条通道：通过细胞膜的主动运输、质外体。运输、质外体。AFS：根系内部的细胞间隙和细胞壁微纤维中的空

21、根系内部的细胞间隙和细胞壁微纤维中的空隙，在植物体内相互连通形成运输通道，允许水分隙，在植物体内相互连通形成运输通道，允许水分和溶液自由移动，是根系表面的延续部分，或视为和溶液自由移动，是根系表面的延续部分，或视为“内表面内表面”。有研究结果表明：有研究结果表明：AFS中养分浓度与植物吸收养分中养分浓度与植物吸收养分量呈正相关。量呈正相关。34PPT课件2根系根系AFS的测定：的测定：原理：低温原理：低温4度下，根系生理活性基本停滞，此时放度下，根系生理活性基本停滞，此时放入蒸馏水中根系入蒸馏水中根系AFS中的养分只能向外扩散。中的养分只能向外扩散。测定一定时间平衡后扩散出的养分多少即代表该养

22、分测定一定时间平衡后扩散出的养分多少即代表该养分的的AFS。方法：营养液培养的根系或从土壤中清洗出的根系，方法：营养液培养的根系或从土壤中清洗出的根系，洗净后吸水纸吸去多余水分，称一定量根，加入洗净后吸水纸吸去多余水分，称一定量根，加入20倍倍量的水，于量的水，于4度冰箱中浸提度冰箱中浸提2小时后，测定溶液中养分小时后，测定溶液中养分量。量。35PPT课件（二）根际土壤特性的研究方法（二）根际土壤特性的研究方法 根际土壤受根系活动（呼吸、分泌物、根际土壤受根系活动（呼吸、分泌物、吸收养分）影响，其吸收养分）影响，其pH、Eh、O2、水分、土水分、土壤养分数量及形态部分有所不同。壤养分数量及形态

23、部分有所不同。研究它们的变化，有助于理解根系生理研究它们的变化，有助于理解根系生理活动，特别是逆境条件（如缺素、过量）作活动，特别是逆境条件（如缺素、过量）作物反应机制。物反应机制。36PPT课件1根际土的直接采集法（1）原理：根据土壤与根系粘着程度不同，将其分）原理：根据土壤与根系粘着程度不同，将其分为根面土、根际土和非根际土。为根面土、根际土和非根际土。根面土：距根面约根面土：距根面约0-2mm。紧密附着于根面。紧密附着于根面。根际土：距根面约根际土：距根面约1-4mm，松散粘附于根面。松散粘附于根面。非根际土：距根面非根际土：距根面4mm以上，手工很容易抖落下来以上，手工很容易抖落下来。

24、（2）应用：可研究根际微域内存在的有效养分亏缺）应用：可研究根际微域内存在的有效养分亏缺状况。状况。（3）优缺点：方法简单、方便，不需特殊设备，可）优缺点：方法简单、方便，不需特殊设备，可直接用于田间，但较粗放，不精确。直接用于田间，但较粗放，不精确。37PPT课件2根际土壤的冰冻切片法根际土壤的冰冻切片法 方法要点：方法要点：（1）集束平面根的培育：有机玻璃盆内装营养液，上端置一漏斗形框架，内）集束平面根的培育：有机玻璃盆内装营养液，上端置一漏斗形框架，内放尼龙网，密集播入放尼龙网，密集播入30粒种子，一个月后，玻璃盆中形成平面根。粒种子，一个月后，玻璃盆中形成平面根。（2）土块制备：供试土

25、样过）土块制备：供试土样过100目筛，称取一定量装入长方形有机玻璃盒，目筛，称取一定量装入长方形有机玻璃盒，将开口处土壤蒙上一隔将开口处土壤蒙上一隔膜膜，其可让水分养分自由通过，根系无法通过。，其可让水分养分自由通过，根系无法通过。（3）根际土的形成：将制好的土盆隔膜面与集束根平面紧密接触，放入盆钵）根际土的形成：将制好的土盆隔膜面与集束根平面紧密接触，放入盆钵中，再充以石英砂或土壤，温室中培养不多于中，再充以石英砂或土壤，温室中培养不多于20天天（4）土壤冰冻切片法制备：取出有机玻璃盆中土壤，液氮速冻，切片机上切）土壤冰冻切片法制备：取出有机玻璃盆中土壤，液氮速冻，切片机上切成成1mm厚薄以

26、供分析。厚薄以供分析。优缺点：严格地解决了不同层次微区土壤的区分、可定量研究各种养分、水优缺点：严格地解决了不同层次微区土壤的区分、可定量研究各种养分、水分在根土界面移动规律。分在根土界面移动规律。只能进行短期试验、获得土壤样品量有限。只能进行短期试验、获得土壤样品量有限。38PPT课件39PPT课件3放射性自显影法（1）方法：）方法：获得同位素标记过土壤的根际薄片土层；获得同位素标记过土壤的根际薄片土层；薄层与薄层与x光胶片接触、曝光，记录下薄层不同部位的光胶片接触、曝光，记录下薄层不同部位的放射性；放射性；冲洗冲洗x光胶片、显影：曝光点即为待测养分分布区，光胶片、显影：曝光点即为待测养分分

27、布区，曝光深浅反映养分离子含量多少。曝光深浅反映养分离子含量多少。（2）特点）特点可以定位放射示踪剂在样品中的分布可以定位放射示踪剂在样品中的分布定量上误差较大，只能作相对定量定量上误差较大，只能作相对定量只能获得养分总量根念，不能测其有效性只能获得养分总量根念，不能测其有效性40PPT课件4微电极法 微电极：原理与普通电极一样，其体积小，特别是其敏感尖端微电极：原理与普通电极一样，其体积小，特别是其敏感尖端直径以直径以um计，若直径小于计，若直径小于0.5um为超微电极，最小可达为超微电极，最小可达0.04um。微电极可以测量微区的微电极可以测量微区的pH、Eh、电导、养分（离子选择电极电导

28、、养分（离子选择电极）等。）等。应用：可以测定土壤各部位，包括根际中的电化学性质，有时应用：可以测定土壤各部位，包括根际中的电化学性质，有时也可以用于植物组织甚至细胞中性质测定。也可以用于植物组织甚至细胞中性质测定。优点：可以在原位连续测定根际微区的养分环境状况，减少则优点：可以在原位连续测定根际微区的养分环境状况，减少则取样、提取分析等带来的误差；取样、提取分析等带来的误差；操作方便，易实现自动化。操作方便，易实现自动化。41PPT课件5电子探针法（1）方法简介：利用高速电子束轰击试样表面的微小区域时，）方法简介：利用高速电子束轰击试样表面的微小区域时，入射电子透入试样内部与其作用，使其内部

29、原子受激发，然后入射电子透入试样内部与其作用，使其内部原子受激发，然后释放出特征释放出特征x射线，不同元素发射的射线，不同元素发射的x射线不同，通过测定射线不同，通过测定x射线射线波长及强度，可以判定元素的波长及强度，可以判定元素的种类和数量种类和数量。（2）应用：是一种电子显微分析技术）应用：是一种电子显微分析技术 可以在不破坏样品情况下进行准确定位分析；可以分析某可以在不破坏样品情况下进行准确定位分析；可以分析某元素的分布；可以同时测定从硼到铀的所有元素，处于研究元元素的分布；可以同时测定从硼到铀的所有元素，处于研究元素间相互关系，不象自显影素间相互关系，不象自显影需放射性元素；灵敏度高：

30、可需放射性元素；灵敏度高：可达达10-15-10-18.6.根际微生物：种类数量根际微生物：种类数量7 根系分泌物：根系分泌物：42PPT课件第三节第三节 VA菌根的研究方法菌根的研究方法 一菌根的种类与分布一菌根的种类与分布菌根菌根真菌与植物根联合组成的共质体真菌与植物根联合组成的共质体目前已知能在根部形成菌根的植物有目前已知能在根部形成菌根的植物有2000多种（草木本），能多种（草木本），能在植物根部形成菌根的真菌种类也很多。一般分为内生菌根及在植物根部形成菌根的真菌种类也很多。一般分为内生菌根及外生菌根。外生菌根。1外生菌根：大量菌丝缠绕根表面，形成紧密的菌丝鞘套，同外生菌根：大量菌丝缠

31、绕根表面，形成紧密的菌丝鞘套，同时，部分菌丝伸入根组织外皮层细胞间隙，构成菌丝网络，成时，部分菌丝伸入根组织外皮层细胞间隙，构成菌丝网络，成为真菌与寄主物质交换的场所。寄主主要是一些林木，如松科为真菌与寄主物质交换的场所。寄主主要是一些林木，如松科、柏科、桦木科等、柏科、桦木科等2内生菌根：包括内生菌根：包括VA菌根、兰科菌根、杜鹃花科菌根，其中菌根、兰科菌根、杜鹃花科菌根，其中VA菌根最主要。菌根最主要。43PPT课件VA菌根真菌菌丝着生于根组织皮层细胞间隙或寄入细胞菌根真菌菌丝着生于根组织皮层细胞间隙或寄入细胞之中，但不进入内皮层和中柱，一些菌丝伸出根外与土壤接之中，但不进入内皮层和中柱，

32、一些菌丝伸出根外与土壤接触，皮层组织内的菌线未端可以反复二叉分枝，形成丛枝，触，皮层组织内的菌线未端可以反复二叉分枝，形成丛枝，在细胞内或细胞间的菌丝可以膨大成为直径约在细胞内或细胞间的菌丝可以膨大成为直径约50um的泡囊，的泡囊，称为称为“泡囊泡囊丛枝菌根丛枝菌根”，Vesicular_ Arbuscular_ Mycorrhiza，简称简称VA菌根。菌根。其寄主很广泛，尤其是禾本科，豆科，除十字花科（如其寄主很广泛，尤其是禾本科，豆科，除十字花科（如油菜）和藜科（如甜菜）外，大多农作物都能形成菌根，油菜）和藜科（如甜菜）外，大多农作物都能形成菌根，VA菌根的菌根的Fungus与寄主植物无严

33、格专一性。与寄主植物无严格专一性。44PPT课件1.根瘤菌；2.根瘤菌入侵根毛；3.根瘤菌穿过皮层细胞；4.切面 45PPT课件二二VA菌根在植物营养中的作用菌根在植物营养中的作用 1菌根扩大了根系吸收面积，明显增加植物对养分吸收，菌根扩大了根系吸收面积，明显增加植物对养分吸收，特别是土壤中移动性较差的磷素，特别是土壤中移动性较差的磷素，机理：菌丝吸机理：菌丝吸P的的Km小，可以在很低小，可以在很低P浓度溶液中吸浓度溶液中吸P，菌丝菌丝表成的磷酸酶促进有机磷水解，菌根改变阴表成的磷酸酶促进有机磷水解，菌根改变阴/阳离子吸收平衡阳离子吸收平衡，引起，引起pH改变。改变。对迁移较慢的对迁移较慢的S

34、、Cu、Zn、Ca、Fe等也有增加吸收的功能。等也有增加吸收的功能。2有利于豆科作物结瘤固氮：在严重缺磷土壤，若无菌有利于豆科作物结瘤固氮：在严重缺磷土壤，若无菌根，三叶草不能结瘤。根，三叶草不能结瘤。3菌根对某些重金属（菌根对某些重金属（Zn、Mg）的吸收有抑制作用的吸收有抑制作用46PPT课件4抗逆性：病、旱、高温、盐。抗逆性：病、旱、高温、盐。5环境条件对真菌侵染的影响：环境条件对真菌侵染的影响：pH、养分含量养分含量6其它微生物与菌根真菌的协同或拮抗作用其它微生物与菌根真菌的协同或拮抗作用7菌根真菌的生物学特性：菌根真菌的生物学特性：VA菌根在脱离宿主植物菌根在脱离宿主植物条件下还不能

35、单独进行纯培养基繁育，如何通过人工条件下还不能单独进行纯培养基繁育，如何通过人工培养基扩大繁殖是该领域的一个前沿课题。培养基扩大繁殖是该领域的一个前沿课题。47PPT课件三三VA菌根的研究内容菌根的研究内容 1选择侵染力强的高效菌种：不同选择侵染力强的高效菌种：不同VA菌根真菌对作物侵染程菌根真菌对作物侵染程度不一，对缺度不一，对缺P或固或固P严重土壤可能产生明显增产效果。严重土壤可能产生明显增产效果。2宿主对菌根的依赖性：宿主对菌根的依赖性：指标：（带菌根的植物干重指标：（带菌根的植物干重无菌根植物干重）无菌根植物干重）/带菌根植物带菌根植物干重干重*100最高：具粗根胡萝卜很高：豆科、韭、

36、洋葱最高：具粗根胡萝卜很高：豆科、韭、洋葱较低：马铃薯、蕃茄很低：燕麦、小麦较低：马铃薯、蕃茄很低：燕麦、小麦为零：包心菜、甜菜为零：包心菜、甜菜植物接种菌根提高作物产量的先决条件：植物接种菌根提高作物产量的先决条件：缺磷土壤，对菌根依赖性大的作物，土壤中原来缺少菌根或原缺磷土壤，对菌根依赖性大的作物，土壤中原来缺少菌根或原有菌根效率低。有菌根效率低。48PPT课件四研究方法四研究方法（一）孢子的提取（一）孢子的提取VA菌根的繁殖体包括：孢子、孢子果、泡囊、菌丝等菌根的繁殖体包括：孢子、孢子果、泡囊、菌丝等它们任何一个或多个均可对植物根部进行侵染；多种繁殖体构成它们任何一个或多个均可对植物根部

37、进行侵染；多种繁殖体构成“混合繁殖体混合繁殖体”，其侵染速度快；但不易获得，其侵染速度快；但不易获得“纯纯”种，为了获种，为了获得纯种，常提取得纯种，常提取VA的孢子进行接种，而菌丝等易与其它真菌混的孢子进行接种，而菌丝等易与其它真菌混淆。淆。由于目前由于目前VA菌根真菌脱离宿主植物均无法进行单独培养，故要菌根真菌脱离宿主植物均无法进行单独培养，故要获得该真菌必须从种殖了宿主植物的田间或温室盆栽土壤中提供获得该真菌必须从种殖了宿主植物的田间或温室盆栽土壤中提供。49PPT课件1湿筛和倾注法湿筛和倾注法土壤土壤1升水升水搅拌后沉降数秒搅拌后沉降数秒上部悬浊液上部悬浊液粗土筛（孔粗土筛（孔径径50

38、0-800um，除去不沉降的大有机质颗粒）除去不沉降的大有机质颗粒）搅拌后细筛（搅拌后细筛（38-250um）冲洗筛面冲洗筛面筛面上残留物即含有大量孢子筛面上残留物即含有大量孢子2蔗糖离心法蔗糖离心法（1）取土：）取土：100-500ml，（2）过粗筛：去除大粒土，浸泡后的土壤用水洗过过粗筛：去除大粒土，浸泡后的土壤用水洗过20目筛。目筛。（3）沉降：沉降筒中沉降）沉降：沉降筒中沉降30秒，孢子存在于上部悬浊液中。秒，孢子存在于上部悬浊液中。（4）过细筛：前悬浊液过）过细筛：前悬浊液过270或或325目筛。目筛。（5）离心：将（）离心：将（4）中烧杯中的悬浮液转入离心管，）中烧杯中的悬浮液转入

39、离心管，1800rpm离离心心5mins，倾去上清液。倾去上清液。（6）加入蔗糖离心：（）加入蔗糖离心：（5）中离心管中加入）中离心管中加入45g/l蔗糖液，搅匀蔗糖液，搅匀，再离心。孢子悬浮天溶液中，土粒沉降。，再离心。孢子悬浮天溶液中，土粒沉降。（7）过筛（）过筛（325目）：（目）：（6）中上清液过）中上清液过325目筛，收集孢子。目筛，收集孢子。50PPT课件（二）植物根系被菌根侵染程度的定量分析（二）植物根系被菌根侵染程度的定量分析 1根系样本的采集：采集的样本可随时观察或根系样本的采集：采集的样本可随时观察或FAA固固定放置待用。定放置待用。2侵染根的染色和制片侵染根的染色和制片3

40、根系侵染的定量分析根系侵染的定量分析（1）直线截获法：计算根侵染部分长度和根样本总长）直线截获法：计算根侵染部分长度和根样本总长，计算侵染率，计算侵染率（2）载玻片法：高倍显微镜下直接观察每个样本侵染）载玻片法：高倍显微镜下直接观察每个样本侵染部分根长及总长，求多个样本平均值。部分根长及总长，求多个样本平均值。51PPT课件（三）（三）VA菌根的繁殖与菌种保持菌根的繁殖与菌种保持 无法纯培养，必须有宿主。无法纯培养，必须有宿主。VA的繁殖体包括孢子、根内外菌丝、泡囊等。的繁殖体包括孢子、根内外菌丝、泡囊等。混合繁殖体侵染快，但便于定量控制。混合繁殖体侵染快，但便于定量控制。52PPT课件1孢子

41、接种繁殖孢子接种繁殖土培：装盆并灭菌土培：装盆并灭菌宿主种子的准备：灭菌宿主种子的准备：灭菌无菌水中催芽无菌水中催芽孢子的准备：提取孢子孢子的准备：提取孢子灭菌（灭菌（2%氯胺氯胺T+200mg/l链霉素链霉素或或0.5%NaClO）。）。接种与播种：土培盆钵中加入无菌水使达持水量的接种与播种：土培盆钵中加入无菌水使达持水量的70%，在盆，在盆中均匀打中均匀打5个孔，个孔，1cm深，每孔中用毛细吸管滴进深，每孔中用毛细吸管滴进30-50个孢子个孢子，播，播2粒种子并覆土粒种子并覆土2混合繁殖体接种：混合繁殖体采用宿主的根段。混合繁殖体接种：混合繁殖体采用宿主的根段。基本方法与上相同，只不过把接种用的孢子更换为宿主根。基本方法与上相同，只不过把接种用的孢子更换为宿主根。53PPT课件