界面可视化技术揭示水生植物根际异质性氧环境变化特征
长期以来,利用水生植物控制湖泊污染并重建良好水生态环境一直是湖泊领域中的研究热点。水生植物根系生长发育和生理代谢等活动会导致其在根系附近沉积物中形成不同于非根际环境的根际微生态系统,这决定了各种污染物质的迁移、转化和生物的有效性,被认为是湖泊污染的生态修复的核心区域。因此,开展根际微环境特征研究,对揭示界面污染过程与控制机制具有重要意义。 根际环境具有明显的微域性、动态性和复杂性的特点,而现有研究手段存在界面破坏性、一维、低分辨、操作繁琐等不足,无法准确捕获根际环境界面参数变化信息;而采用二维、高分辨并且可实时监测的界面可视化技术,则可全面阐释生态微界面过程和机制。 中国科学院南京地理与湖泊研究所副研究员韩超利用自主研制的根际界面可视化装置,成功获取了典型修复先锋物种——菹草和马来眼子菜等的根际泌氧动力学特征及控制机制(如图)。该研究首次报道了菹草等眼子菜属植物独特的根系泌氧方式;同时原位、定量获取了湖泊外界环境变化如光......阅读全文
界面可视化技术揭示水生植物根际异质性氧环境变化特征
长期以来,利用水生植物控制湖泊污染并重建良好水生态环境一直是湖泊领域中的研究热点。水生植物根系生长发育和生理代谢等活动会导致其在根系附近沉积物中形成不同于非根际环境的根际微生态系统,这决定了各种污染物质的迁移、转化和生物的有效性,被认为是湖泊污染的生态修复的核心区域。因此,开展根际微环境特征研究
根际微生物可帮助植物抵御环境恶化
气候变化正在改变植物的生长和发育机制,也成为生态环境科学研究的一个重要课题。 近日,浙江工业大学环境学院教授钱海丰课题组和中科院城市环境研究所研究员朱永官等合作者在Microbiome发表了最新研究成果,解析了根际微生物影响植物的生长、发育的重要机制。 此前的相关研究并没有将植物微生物群,特
根际菌群移植成功:构筑植物免疫新防线
近日,《自然》集团旗下的ISME Communications在线发表南京农业大学资源与环境科学学院沈其荣院士团队LorMe实验室的最新研究成果。该研究通过田间原位试验、根际微生物组分析和宏培养学等研究,揭示“根际菌群移植”可增强作物抵御土传青枯菌的根际微生态过程与机制。研究发现,供体和受体植物
益生元可驱动根际微生物维持植物健康
土传病害是指存在于土壤中的植物病原性真菌、细菌、病毒和线虫侵染植物根系而导致的病害,是限制作物正常生长的重要因素之一,防治不当会造成巨大的经济损失。 采用生物方法防治土传病害是近些年的热门研究领域。近日,中国工程院院士沈其荣团队通过解析番茄发病植株和健康植株的根际代谢组,挖掘潜在的益生元,并结
深根豆科植物根际微生物对水分和氮素变化的响应机制
植物与微生物的相互作用有助于植物的营养、免疫和进化,对维持生态系统的稳定至关重要。氮(N)沉降和干旱是全球变化的主要驱动因素,两者通过改变资源的可利用性独立或交互地影响土壤微生物。虽然通过分析土壤微生物的性质可以将全球变化与生态系统养分通量联系起来,但是要想充分理解环境变化与植物生产力之间的复杂
根际pH的显色测定实验
实验方法原理本方法是利用pH指示剂在不同酸碱度条件下变色的特点,测试根际pH的变化。将pH指示剂加入到具有一定营养条件下的琼脂溶胶中,组成琼脂-指示剂混合液。植物根系可直接利用其作为介质生长。由于根系的吸收和溢泌等生理活动,使根际pH不同于原介质,由此产生不同的显色反应。对照标准pH变色范围,可以确
根际pH的显色测定实验
实验方法原理 本方法是利用pH指示剂在不同酸碱度条件下变色的特点,测试根际pH的变化。将pH指示剂加入到具有一定营养条件下的琼脂溶胶中,组成琼脂-指示剂混合液。植物根系可直接利用其作为介质生长。由于根系的吸收和溢泌等生理活动,使根际pH不同于原介质,由此产生不同的显色反应。对照标准pH变色范围,可以
根际pH的显色测定实验
实验方法原理本方法是利用pH指示剂在不同酸碱度条件下变色的特点,测试根际pH的变化。将pH指示剂加入到具有一定营养条件下的琼脂溶胶中,组成琼脂-指示剂混合液。植物根系可直接利用其作为介质生长。由于根系的吸收和溢泌等生理活动,使根际pH不同于原介质,由此产生不同的显色反应。对照标准pH变色范围,可以确
版纳植物园海拔梯度根际微生物研究获进展
中国科学院西双版纳热带植物园森林生态系统结构、功能与动态研究组基于长期监测海拔样地平台(海拔跨度800米至3800米,涵盖中国西南山地典型的热带、亚热带和亚高山森林生态系统),通过野外采集和样品测定,结合分子生物学实验及生物信息学分析,比较了三个气候带不同海拔梯度上寄主植物、根际微生物及其不同功能
东北地理所在湿地植物根际铁碳关系研究中取得进展
目前,铁碳关系是湿地生物地球化学领域研究的热点问题之一,铁(Fe)氧化物对有机碳(OC)的双重作用,既可以通过吸附或共沉淀的方式保护有机碳避免受到微生物的分解,又可通过铁还原菌(FeRB)介导的异化还原铁过程导致铁结合态有机碳(OC-Fe)的释放。但目前铁碳关系的研究集中在大尺度上,鲜有研究考虑
植物根系碳输入对非根际土壤碳库贡献的全球定量研究
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/498167.shtm土壤是陆地生态系统最大的碳库,是全球碳循环的关键一环。土壤碳主要来源于植物根系碳输入(Iroot),但相当一部分Iroot进入土壤后会通过根际微生物呼吸、淋溶和动物啃食等过程快速流失(
树种种间差异影响根际激发效应
日前,中科院沈阳应用生态研究所地下生态过程研究团队以我国人工林种植面积较大,菌根类型、生长速率、细根属性等均有显著差异的杉木,以及日本落叶松和水曲柳为研究对象,采用13C和15N示踪技术,同时监测了土壤有机碳、氮矿化作用。相关研究成果发表在《新植物学家》上。 森林土壤有机质矿化在减缓全球CO2
植物实验——根
【目的】 掌握根尖的外形,分区和内部构造; 掌握根的初生结构并了解根毛的形成过程。 【实验内容】 一、根的形态 主根、侧根、定根、不定根、直根系、须根系 二、根尖各区的结构及其生长动态根尖的分区 根冠(root cap) 分生区(meristematic zone) 伸长区(elong
揭示热带森林树种根围和根际间根球囊霉素对土壤碳影响
土壤是陆地生态系统的重要组成部分,直接贡献了诸多生态服务功能,例如:净初级生产力、气候和水分调节、养分循环与碳固存等,这些服务功能的效益取决于地上植物群落以及地下土壤微生物多功能性的发挥程度。因此,对地下土壤微生物过程的深入认知有助于制定合理有效的土地利用和管理措施、充分发挥生态系统的服务功能。
沈阳生态所根际激发效应研究获进展
根际激发效应(Rhizosphere priming effect)是指根际活动造成土壤有机质分解速率改变的现象,被认为是调控土壤碳氮循环的重要机制之一。目前,科研人员对根际激发效应开展了大量研究,发现激发效应可使土壤有机质分解速率降低50%或增加3.8倍,与温度、水分因子对土壤碳释放的影响程度
植物血实验——根
【目的】 掌握根维管形成层的发生及根的次生结构。了解侧根的产生方式。【实验内容】 形成层发生根的次生结构 棉花老根 侧根发生(内起源)与结构 侧根的形成过程
玉米根际土壤细菌群落的演替研究获进展
植物根际微生物类群对植物的营养吸收和健康生长意义重大。玉米是一种重要的经济作物,传统的研究方法由于分辨率较低,使得我们很难真正了解根际细菌群落的结构及其动态变化。 中国科学院成都生物研究所应用与环境微生物中心的研究人员与美国伊利诺伊大学Mackie研究团队合作,使用高通量测序方法分析了玉米
版纳植物园揭示亚热带森林根际活动和凋落物分解交互作用
在全球变化的背景下,碳循环研究一直都是热点,土壤是陆地生态系统中最大的有机碳库,土壤中CO2排放到空气的过程叫土壤呼吸(总呼吸),而土壤呼吸包含许多组分,其中对大气CO2浓度有贡献的是土壤有机质(SOM)的排放,而SOM排放很难被区分开。传统的区分方法忽略了根和凋落物的激发效应,会低估SOM在土
适量施氮肥可强化益生菌在作物根际定殖
施氮肥影响作物和微生物肥料互作的机制 中国农科院供图近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业微生物资源团队揭示过量施氮肥影响作物和微生物肥料互作的分子机制,为合理施肥增强植物—益生菌互作提供了理论参考。相关研究成果发表在《植物生理》(Plant Physiology)上。据张瑞
研究揭示根际微生物维持大豆产量的机制
2月23日,《自然-通讯》(Nature Communications)在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究组与中国科学院遗传与发育生物学研究所曹晓风团队合作完成的题为Dynamic root microbiome sustains soybean productivity u
研究揭示黄河三角洲特色耐盐植物根际微生物组组装机制
近日,中国农业科学院烟草研究所滩涂生物资源保护利用创新团队揭示了黄河三角洲野大豆、田菁和甜高粱等耐盐碱植物根际微生物组组装机制,研究结果有助于理解微生物对宿主盐碱胁迫的调控作用,为创制并实现新型微生物制剂用于盐渍土改良奠定基础。相关研究成果发表在《微生物谱(Microbiology Spectr
青藏高原植物根际土壤微生物生物地理学驱动机制研究获进展
根际微生物在保护植物健康、提高植物生产力和次生代谢产物积累方面发挥着重要作用。植物根际土壤微生物群落构建过程一直是人们研究的热点问题。非生物因素,如土壤理化特性和气候因素,以及生物因素,包括植物种类、基因型和植物免疫系统,已被证明在驱动根际微生物组成方面起到重要作用。植物根际是一个丰富的生态系统
植物呼吸根的功能特点
呼吸根是背地向上生长,露出地面,适应呼吸的根。根中有发达的通气组织,表面又有皮孔,为生活在热带海岸或沼泽地带的一些多年生植物适应土壤中缺乏空气条件的变态根。如红树、海桑、水龙等。
我国学者根际微生物组响应作物生长和氮素输入
根际是指靠近植物根系、受植物根系活动影响的微区域,是植物与土壤生态系统之间的交互界面。大量微生物定殖于此并与植物根系以及周边土壤存在密切的相互作用,对植物养分获取、生长发育等方面起到重要作用。根际微生物基因组被视作植物第二基因组。我国是世界上氮肥施用量最大的国家,过量的氮肥投入已造成严重的环境污
FASE丨征稿启事:根际生命共同体与养分高效
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/497719.shtm 期刊: 微信链接: Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 简称FASE,邀请中国农业大学资源与环境学院,国
沈阳生态所土壤碳氮矿化的根际激发机制研究取得进展
森林生态系统占有全球陆地生物圈45%的碳,其中大约有383Pg以有机碳的形式储存于森林土壤有机质。因此,森林土壤有机质矿化在减缓全球CO2浓度升高方面起着重要作用。越来越多的研究表明,根际激发效应显著影响土壤有机质分解和养分(尤其是氮)循环。根际激发效应最高可使土壤有机质分解速率加快近4倍,足以
南京土壤所在华北平原小麦根际微生物分布研究中获进展
根际是植物根系和土壤的交界面,蕴含了丰富的微生物类群,根际微生物对农作物的生长和健康均有影响。研究根际微环境下微生物的空间分布、解析其驱动因子,对阐明农田土壤微生物群落构建过程以及揭示其生态功能具有重要意义。 基于此,中国科学院南京土壤研究所褚海燕课题组2015年6月在大尺度下(80万平方公里
亚热带生态所发现水稻根际酶活性时空动态稳定机制
由中国科学院亚热带农业生态研究所研究员吴金水领衔的农业生态过程方向研究团队近日于水稻根际酶活时空动态稳定机制及其对温度和水稻生长的响应研究取得新进展。 根际是土壤微生物活动最为重要的“热区”,是土壤-微生物-植物根系之间互相作用关系最为密集的区域。尽管根际的生物化学过程非常活跃,但持续高效的物
研究揭示长期施肥抑制根际微生物固氮的作用机制
生物固氮是地球上最重要的生态过程之一,在农田生态系统中,作物总生物量中大约24%的氮来源于微生物的非共生固氮过程。根际是农田土壤中微生物最为活跃的区域,根际中固氮微生物群落与作物的生长息息相关。然而,长期以来,大量化肥及有机物料的投入大大降低了农田土壤微生物的固氮作用。近年来,土壤固氮功能微生物
间作情况下不同作物根系吸收土壤养分的差异
在农业种植中如果实现不同作物的间作,不可避免地存在着种间竞争关系,包括对土 壤养分与水分资源的竞争。这些竞争主要分为地上竞争和地下竞争。由于作物的生理特性决定了作物对杨树的影响只能是地下竞争。树木与作物根系(包括木本作 物)以土壤为介质存在着水分和养分的地下竞争界面。非间作林地杨树根际土壤养分高于非