菌根真菌对森林碳氮磷循环影响的研究进展

doi:DOI: 10. 3969 /j. issn. 2096-4900. 2020. 02.004

温带林业研究

2020, Vol. 3

Issue (2): 22-26 DOI: DOI: 10. 3969 /j. issn. 2096-4900. 2020. 02.004

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菌根真菌对森林碳氮磷循环影响的研究进展

白浩楠 ^1,2,3,4，牛　香 ^2,3,4*，王　兵 ^2,3,4，宋庆丰 ^2,3,4，龙文兴 ¹

1. 海南大学，海口 570228；2. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所，北京 100091；3. 国家林业和草原局森林生态环境重点实验室，北京 100091；4. 江西大岗山森林生态系统国家野外科学观测研究站，江西 336606

Research Progress on Progress of the Function of Mycorrhizal Fungi in the Cycle of Carbon，Nitrogen and Phosphorus

BAI Hao-nan^1,2,3,4，NIU Xiang^2,3,4*，WANG Bing^2,3,4 ，SONG Qing-feng^2,3,4，Long Wen-xing¹

1.Hainan University，Haikou 570228；2.Research Institute of Forest Ecology，Environment and Protection，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091；3.Key Laboratory of Forest Ecology and Environment，National Forestry and Grassland Administration，Beijing 100091；4.Dagangshan National Key Field Observation and Research Station for Forest Ecosystem , Jiangxi 336606

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摘要菌根真菌与陆地上 80% 以上的植物形成菌根共生体，提高宿主对资源的竞争力，影响植物的生长发育，在生态系统碳（C）、氮（N）、磷（P）循环过程中扮演着极为重要的角色。菌根与植物之间的营养交换是公平的，菌根真菌通过把从土壤中吸收的氮、磷元素交换给植物，从而获得植物光合产物碳，并将植物光合产物碳输送到根际甚至根际外土壤中。菌根共生体形成的错综复杂的菌丝网络连接了同种或不同种的植物个体，促进了植物间的地下交流。本文重点分析了菌根真菌在森林碳氮磷循环方面的国内外研究进展，以及目前存在的问题和未来的研究重点。

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关键词 ：森林菌根, 碳氮磷循环, 营养交换

收稿日期: 2019-12-23

S718.81

基金资助:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项“大岗山杉木种源林水文功能性状与水分利用效率研究”（CAFYBB2020ZE003）；江西大岗山森林生态系统国家定位观测研究站运行（2020132003）。

作者简介: 白浩楠（1996—）, 男，在读硕士，主要研究方向：微生物资源。

引用本文:

白浩楠，牛　香，王　兵，宋庆丰，龙文兴. 菌根真菌对森林碳氮磷循环影响的研究进展[J]. 温带林业研究, 2020, 3(2): 22-26.
BAI Hao-nan， NIU Xiang， WANG Bing，SONG Qing-feng， Long Wen-xing. Research Progress on Progress of the Function of Mycorrhizal Fungi in the Cycle of Carbon，Nitrogen and Phosphorus. 温带林业研究, 2020, 3(2): 22-26.

链接本文:

http://www.wdlyyj.cn/CN/DOI: 10. 3969 /j. issn. 2096-4900. 2020. 02.004 或 http://www.wdlyyj.cn/CN/Y2020/V3/I2/22

[1] Harley J L，Smith S E. Mycorrhizal symbiosis [J]. Quarterly Review of Biology，2008，3（3）：273-281
[2] Brundrett M. Diversity and classification of mycorrhizal associations [J]. Biological Reviews，2004，79（3）：473- 495.
[3] Redecker D，Kodner R，Graham L E. Glomalean fungi from the Ordovician [J]. Science，2000，289（5486）：1920- 1921.
[4] Strullu‐Derrien C，Kenrick P，Pressel S， et al.Fungal associations in Horneophyton ligneri from the R hynie C hert（c.407 million year old） closely resemble those in extant lower land plants ： novel insights into ancestral plant– fungus symbioses [J]. New Phytologist，2014，203（3）： 964-979.
[5] Wang B，Yeun L H，Xue J Y， et al.Presence of three mycorrhizal genes in the common ancestor of land plants suggests a key role of mycorrhizas in the colonization of landby plants [J]. New Phytologist，2010，186（2）：514-525.
[6] Wang B，Qiu Y L. Phylogenetic distribution and evolution of mycorrhizas in land plants [J]. Mycorrhiza，2006，16（5）： 299-363.
[7] Harley J L，Harley E L. A check-list of mycorrhiza in the British flora [J]. The New Phytologist，1987，105（2）：1-102.
[8] Jakobsen I，Rosendahl L. Carbon flow into soil and external hyphae from roots of mycorrhizal cucumber plants [J]. New Phytologist，1990，115（1）：77-83.
[9] Simard S W，Perry D A， Jones M D， et al. Net transfer of carbon between ectomycorrhizal tree species in the field [J]. Nature，1997，388（6642）：579-582.
[10] Hodge A，Storer K. Arbuscular mycorrhiza and nitrogen ： implications for individual plants through to ecosystems [J]. Plant and soil，2015，386（1-2）：1-19.
[11] He X， Bledsoe C S， Zasoski R J， et al. Rapid nitrogen transfer from ectomycorrhizal pines to adjacent ectomycorrhizal and arbuscular mycorrhizal plants in a California oak woodland [J]. New Phytologist，2006，170（1）：143-151.
[12] Jakobsen I， Abbott L K， Robson A D. External hyphae of vesicular—arbuscular mycorrhizal fungi associated with Trifolium subterraneum L.[J]. New Phytologist，1992，120（4）： 509-516.
[13] Almario J，Jeena G，Wunder J， et al. Root-associated fungal microbiota of nonmycorrhizal Arabis alpina and its contribution to plant phosphorus nutrition [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences，2017，114（44）： E9403-E9412.
[14] Read D. The ties that bind [J]. Nature，1997，388（6642）： 517-518.
[15] Cairney J W G， Burke R M. Physiological heterogeneity within fungal mycelia ： an important concept for a functional understanding of the ectomycorrhizal symbiosis [J]. New Phytologist，1996，134（4）：685-695.
[16] Kiers E T，Duhamel M，Beesetty Y， et al. Reciprocal rewards stabilize cooperation in the mycorrhizal symbiosis [J]. Science，2011，333（6044）：880-882.
[17] Ho I， Trappe J M. Translocation of C from Festuca plants to their endomycorrhizal fungi [J]. Nature New Biology， 1973，244（131）：30-31.
[18] Finlay R D，Read D J. The structure and function of the vegetative mycelium of ectomycorrhizal plants：I.translocation of 14C-labelled carbon between plants interconnected by a common mycelium[J]. New Phytologist，1986，103（1）： 143-156.
[19] Duddridge J A，Finlay R D，Read D J，et al. The structure and function of the vegetative mycelium of ectomycorrhizal plants III. Ultrastructural and autoradiographic analysis of inter-plant carbon distribution through intact mycelial systems [J]. New phytologist，1988，108（2）：183-188.
[20] Kaiser C， Kilburn M R，Clode P L，et al. Exploring the transfer of recent plant photosynthates to soil microbes ： mycorrhizal pathway vs direct root exudation [J]. New Phytologist，2015，205（4）：1537-1551.
[21] Kuga Y， Sakamoto N， Yurimoto H. Stable isotope cellular imaging reveals that both live and degenerating fungal pelotons transfer carbon and nitrogen to orchid protocorms [J]. New Phytologist，2014，202（2）：594-605.
[22] Talbot J M， Allison S D， Treseder K K. Decomposers in disguise ： mycorrhizal fungi as regulators of soil C dynamics in ecosystems under global change [J]. Functional ecology， 2008，22（6）：955-963.
[23] Cullings K， Courty P E. Saprotrophic capabilities as functional traits to study functional diversity and resilience of ectomycorrhizal community [J]. Oecologia，2009，161（4）： 661-664.
[24] Giaquinta R T. Phloem loading of sucrose [J]. Annual Review of Plant Physiology，1983，34（1）：347-387.
[25] Bago B， Pfeffer P E，Shachar-Hill Y. Carbon metabolism and transport in arbuscular mycorrhizas [J]. Plant physiology，2000，124（3）：949-958.
[26] Boldt K， P?rs Y， Haupt B，et al. Photochemical processes， carbon assimilation and RNA accumulation of sucrose transporter genes in tomato arbuscular mycorrhiza [J]. Journal of Plant Physiology，2011，168（11）：1256- 1263.
[27] Schubert A，Allara P，Morte A. Cleavage of sucrose in roots of soybean（ Glycine max）colonized by an arbuscular mycorrhizal fungus [J]. New Phytologist，2004 ：495-501.
[28] Koide R T，Sharda J N， Herr J R， et al. Ectomycorrhizal fungi and the biotrophy–saprotrophy continuum [J]. New Phytologist，2008，178（2）：230-233.
[29] Norton J M， Smith J L， Firestone M K. Carbon flow in the rhizosphere of ponderosa pine seedlings [J]. Soil Biology and Biochemistry，1990，22（4）：449-455.
[30] Heinonsalo J， Hurme K R， Sen R. Recent 14C-labelled assimilate allocation to Scots pine seedling root and mycorrhizosphere compartments developed on reconstructed podzol humus， E-and B-mineral horizons [J]. Plant and Soil，2004，259（1-2）：111-121.
[31] Pollierer M M，Langel R， K?rner C， et al. The underestimated importance of belowground carbon input for forest soil animal food webs [J]. Ecology Letters，2007，10（8）： 729-736.
[32] Corrêa A，Hampp R，Magel E， et al. Carbon allocation in ectomycorrhizal plants at limited and optimal N supply ： an attempt at unraveling conflicting theories [J]. Mycorrhiza， 2011，21（1）：35-51.
[33] Qu L Y，Shinano T，Quoreshi A M， et al. Allocation of 14C-carbon in two species of larch seedlings infected with ectomycorrhizal fungi [J]. Tree physiology，2004，24（12）： 1369-1376.
[34] H?gberg P，Read D J. Towards a more plant physiological perspective on soil ecology [J]. Trends in ecology & evolution，2006，21（10）：548-554.
[35] Fahey T J， Tierney G L， Fitzhugh R D， et al. Soil respiration and soil carbon balance in a northern hardwood forest ecosystem [J]. Canadian Journal of Forest Research，2005， 35（2）：244-253.
[36] Hasselquist N J，Vargas R，Allen M F. Using soil sensing technology to examine interactions and controls between ectomycorrhizal growth and environmental factors on soil CO2 dynamics [J]. Plant and Soil，2010，331（1-2）：17-29.
[37] Heinemeyer A，Hartley I P，Evans S P， et al. Forest soil CO2 flux ： uncovering the contribution and environmental responses of ectomycorrhizas [J]. Global Change Biology， 2007，13（8）：1786-1797.
[38] H?gberg M N， H?gberg P. Extramatrical ectomycorrhizal mycelium contributes one-third of microbial biomass and produces，together with associated roots， half the dissolved organic carbon in a forest soil [J]. New Phytologist，2002，154（3）：791-795.
[39] Koide R T， Fernandez C W， Peoples M S. Can ectomycorrhizal colonization of Pinus resinosa roots affect their decomposition? [J]. New Phytologist，2011，191（2）：508-514.
[40] Adam Langley J，Chapman S K，Hungate B A. Ectomycorrhizal colonization slows root decomposition：the post‐mortem fungal legacy [J]. Ecology Letters，2006，9（8）：955-959.
[41] Harrison K A，Bol R，Bardgett R D. Preferences for different nitrogen forms by coexisting plant species and soil microbes [J]. Ecology，2007，88（4）：989-999.
[42] Crawford N M，Glass A D M. Molecular and physiological aspects of nitrate uptake in plants [J]. Trends in plant science，1998，3（10）：389-395.
[43] Lambers H，Raven J A，Shaver G R，et al. Plant nutrientacquisition strategies change with soil age [J]. Trends in ecology & evolution，2008，23（2）：95-103.
[44] Atul-Nayyar A，Hamel C，Hanson K，et al. The arbuscular mycorrhizal symbiosis links N mineralization to plant demand [J]. Mycorrhiza，2009，19（4）：239-246.
[45] Hodge A. Arbuscular mycorrhizal fungi influence decomposition of， but not plant nutrient capture from，glycine patches in soil [J]. New Phytologist，2001，151（3）：725-734.
[46] Johansen A，Finlay R D，Olsson P A. Nitrogen metabolism of external hyphae of the arbuscular mycorrhizal fungus Glornus intraradices [J]. New Phytologist，1996，133（4）：705-712.
[47] Jones D L，Kielland K. Soil amino acid turnover dominates the nitrogen flux in permafrost-dominated taiga forest soils [J]. Soil Biology and Biochemistry，2002，34（2）：209-219.
[48] Jones D L，Healey J R，Willett V B，et al. Dissolved organic nitrogen uptake by plants-an important N uptake pathway? [J]. Soil Biology and Biochemistry，2005，37（3）：413-423.
[49] Chalot M，Brun A. Physiology of organic nitrogen acquisition by ectomycorrhizal fungi and ectomycorrhizas [J]. FEMS microbiology reviews，1998，22（1）：21-44.
[50] Johansen A，Jakobsen I，Jensen E S. Hyphal transport of 15N-labelled nitrogen by a vesicular-arbuscular mycorrhizal fungus and its effect on depletion of inorganic soil N [J]. New Phytologist，1992，122（2）：281-288.
[51] Govindarajulu M，Pfeffer P E，Jin H，et al. Nitrogen transfer in the arbuscular mycorrhizal symbiosis [J]. Nature，2005， 435（7043）：819-823.
[52] Olsson P A， Johnson N C. Tracking carbon from the atmosphere to the rhizosphere [J]. Ecology Letters，2005，8（12）：1264-1270.
[53] Toljander J F，Artursson V，Paul L R，et al. Attachment of different soil bacteria to arbuscular mycorrhizal fungal extraradical hyphae is determined by hyphal vitality and fungal species [J]. FEMS Microbiology Letters，2006，254（1）：34-40.
[54] Marschner P， Baumann K. Changes in bacterial community structure induced by mycorrhizal colonisation in split-root maize [J]. Plant and Soil，2003，251（2）：279-289.
[55] Ha S，Tran L S. Understanding plant responses to phosphorus starvation for improvement of plant tolerance to phosphorus deficiency by biotechnological approaches [J]. Critical reviews in biotechnology，2014，34（1）：16-30.
[56] Harrison M J，van Buuren M L. A phosphate transporter from the mycorrhizal fungus Glomus versiforme [J]. Nature，1995，378（6557）：626-629.
[57] Ezawa T，Smith S E，Smith F A. P metabolism and transport in AM fungi [J]. Plant and Soil，2002，244（1-2）： 221-230.
[58] Olsson P A，van Aarle I M，Allaway W G，et al. Phosphorus effects on metabolic processes in monoxenic arbuscular mycorrhiza cultures [J]. Plant physiology，2002，130（3）：1162-1171.
[59] Uetake Y，Kojima T，Ezawa T，et al. Extensive tubular vacuole system in an arbuscular mycorrhizal fungus，Gigaspora margarita [J]. New Phytologist，2002，154（3）：761-768.
[60] Smith S E，Smith F A，Jakobsen I. Mycorrhizal fungi can dominate phosphate supply to plants irrespective of growth responses [J]. Plant physiology，2003，133（1）：16-20.
[61] Olsson P A，Baath E，Jakobsen I. Phosphorus effects on the mycelium and storage structures of an arbuscular mycorrhizal fungus as studied in the soil and roots by analysis of fatty acid signatures [J]. Applied & Environmental. Microbiolog.， 1997，63（9）：3531-3538.