桂西北高砷矿区蜈蚣草根际丛枝菌根真菌多样性研究

发布时间：2020-06-24 17:19

【摘要】：随着工农业的快速发展,砷污染和砷毒害日益突出,已成为世界性污染问题。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AM真菌)在提高蜈蚣草修复砷污染土壤方面具有巨大的应用潜力。然而,目前我国重金属污染地区的AM真菌的分布和资源调查还不够全面,亟待加强相关方面的调查。为探明砷污染地区AM真菌的多样性状况,本研究采用野外调查和室内分析相结合的方法,对广西南丹县高砷矿区及周边地区蜈蚣草根系及根区土壤中AM真菌的多样性及群落组成进行调查。选取不同砷污染程度的5个样地,分别采集蜈蚣草根区土壤及根样,利用形态学方法和Illumina MiSeq测序技术,并通过典范对应分析(CCA)明确影响AM真菌多样性的主要环境因素。主要研究结果:1.采用形态学方法,从5个样地的蜈蚣草根区土壤中共分离并鉴定出4属10种AM真菌。其中7种属于球囊霉属(Glomus),分别为聚丛球囊霉(G.grega)、白色球囊霉(G.albidum)、沙荒球囊霉(G.deserticila)、黄孢球囊霉(G.favisporum)、团集球囊霉(G.glomerulatum)、网状球囊霉(G.reticulatu.和地表球囊霉(G.versiforme)。1种属于近明囊霉属(Claroideoglomus),为近明球囊霉(C.claroidem)。1种属于管柄囊霉属(Funneliformis),为缩球囊霉(F.constricum)。1种属于盾巨孢囊霉属(Scutellospora),为黑盾聚孢囊霉(S.nigra)。球囊霉属是5个样地的优势属,近明球囊霉、团集球囊霉和地表球囊霉分离频度最高,均为100.00%。2.采用Illumina MiSeq测序技术,5个样地的蜈蚣草根系AM真菌物种组成中,5个样地的优势属均为Glomus(球囊霉属),Glomus分别占每个样地的19.93%-99.76%。5个样地的蜈蚣草根系AM真菌物种组成差异较大,优势种各不相同。Paraglomus sp.(VTX00308)为R1的优势种,Glomus sp.(VTX00270)为 R2 的优势种,Glomus sp.(VTX00057)为 R3 和 R4的优势种,Glomus sp(VTX00167)为R5的优势种。5个优势种中除了Paraglomus sp.(VTX00308)属于类球囊霉属,其它4个优势种均属于球囊霉属。3.采用IlluminaMiSeq测序技术,5个样地的蜈蚣草根区土壤AM真菌物种组成中,5个样地的优势属均为Glomus(球囊霉属),Glomus分别占每个样地的75.31%-99.80%。5个样地的蜈蚣草根区土壤AM真菌物种组成差异较大,优势种各不相同。Glomus sp.(VTX00055)为S1的优势种,Glomus sp.(VTX00209)为 S2 的优势种,Glomus sp.(VTX00057)为 S3和S4的优势种,Glomus larmellosu(层状球囊霉)为S5.的优势种。Glomus sp(VTX00055)、Glomus sp(VTX00209)、Glomus sp.(VTX00057)和G.lamellosu等4个优势种均属于球囊霉属。4.5个样地的蜈蚣草根系和根区土壤共鉴定出51个分子种,其中40种为Glomus(球囊霉属),4种为Archaeospora(原囊霉属),4种为Acaulospora(无梗囊霉属),2种为Paraglomus(类球囊霉属),1种为Gigaspora(巨孢囊霉属)。同一样地的根系样本和土壤样本均有较高的共有种,其中,R1和S1有16种共有种,R2和S2有13种共有种,R3和S3有17种共有种,R4和S4有13种共有种,R5和S5有6种共有种,共有种占各样本物种数的44.44%-94.12%。Glomussp.(VTX00115)分离频度最高,为100.00%。5.多种土壤因子会影响AM真菌的多样性。pH与物种丰富度和Shannon指数均呈显著正相关。全氮与物种丰富度和Shannon指数均呈显著负相关。全磷和有效态砷与Shannon指数均呈显著负相关。CCA分析结果显示,土壤总砷(R2=0.416,P=0.001)、pH(R2=0.940,P=0.025)、全氮(R2=0.761,P=0.002)、全磷(R2=0.444,P=0.026)和有机质(R2=0.631,P=0.004)均会显著影响AM真菌群落组成。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X172;X53;S154.3
【图文】：

电泳图,土壤样,电泳图,第二次

广西大学硕士学位论文逦桂西北高砷扩区娱}草根际丛枝菌根真菌多样性研究逡逑图２－１根系样本第二次ＰＣＲ电泳图逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｓｅｃｏｎｄ邋ＰＣＲ邋ｏｆ邋ｒｏｏｔ邋ｓａｍｐｌｅ逡逑Ｒｌ：ｌ－３；邋Ｒ２：４－６；邋Ｒ３：７－９；邋Ｒ４：１０－１２；邋Ｒ５：１３－１５逡逑图２－２邋土壤样本第二次ＰＣＲ电泳图逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｓｅｃｏｎｄ邋ＰＣＲ邋ｏｆ邋ｓｏｉｌ邋ｓａｍｐｌｅ逡逑Ｓｌ：ｌ－３；邋Ｓ２：４－６；邋Ｓ３：７－９；邋Ｓ４：１０－１２；邋Ｓ５：１３－１５逡逑２．２．１１测序和序歹ｌｊ分析逡逑将ＰＣＲ产物送至上海美吉生物医药科技有限公司进行测序，测序平台为Ｉｌｌｕｍｉｎａ逡逑Ｍｉｓｅｑ测序平台。Ｉｌｌｕｍｉｎａ邋ＭｉＳｅｑ测序得到的是双端序列数据，首先根据ＰＥ邋ｒｅａｄｓ之间逡逑的重叠关系，将成对的测序条带拼接成一条序列，同时对测序条带的质量和融入的效果逡逑进行质控过滤，根据序列首尾两端的“条形码”和引物序列区分样品得到有效序列，并逡逑校正序列方向。在９７％的相似水平下对ＯＴＵ进行生物信息统计分析。为了得到每个ＯＴＵ逡逑对应的物种分类信息，采用ＲＤＰ邋ｃｌａｓｓｉｆｉｅｒ贝叶斯算法对９７％相似水平的ＯＴＵ代表序列逡逑进行分类学分析，并分别在各个分类水平统计各样地的群落组成，比对数据库为逡逑ＭａｒｒｊＡＭ邋（ｖｅｒｓｉｏｎ邋０．８．１）。逡逑２．３主要仪器逡逑梅特勒Ｓ２２０邋ＳｅｖｅｎＣｏｍｐａｃｔ？邋ｐＨ计；ＦＯＳＳ全自动凯氏定氮

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【参考文献】