河北峰峰矿区DSE真菌物种多样性和耐重金属性研究

发布时间：2020-11-05 07:02

　　 峰峰矿区地处河北省邯郸市西南部,是邯郸市煤炭生产主要基地,由于对矿产资源过度开采,导致土壤重金属污染严重,植被破坏加剧。本研究于2016和2017年10月采集河北峰峰矿区冬青(Ilex chinensis)和构树(Broussonetia papyrifera)根围0~20 cm和20~40 cm土层土壤样品和根样,主要研究深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)群落组成、生态分布、DSE耐重金属性以及接种效应,为有效利用DSE真菌资源,促进矿区植被恢复和生态重建提供依据。主要试验结果如下:1.冬青和构树根系均能被DSE高度侵染,形成典型深色有隔菌丝和微菌核结构,2016和2017年矿区植株根系DSE总定殖率分别达到34%和40%。微菌核定殖率与土壤速效氮显著负相关。菌丝定殖率与土壤全磷显著正相关,与温度显著负相关。微菌核定殖率与温度和有机碳显著负相关。总定殖率与土壤全磷显著正相关,与重金属Zn和温度显著负相关。定殖强度与土壤有机质显著负相关,与土壤全磷和速效氮显著正相关。2.共分离鉴定8种DSE,即Acrocalymma vagum、Scytalidium lignicola、Nothophoma quercina、Cochliobolus lunatus、Fusarium acuminatum、Neonectria radicicola、Pyrenochaetopsis indica和Pleosporales sp.。优势种为Acrocalymma vagum、Scytalidium lignicola和Fusarium acuminatum,分离频率分别达到37.6%、17.43%和11.93%。3.Scytalidium lignicola、Acrocalymma vagum、Cochliobolus lunatus和Pyrenochaetopsis indica菌株在不同浓度镉(Cd)和锌(Zn)胁迫下,菌丝均表现为颜色加深,隔间距缩短,菌丝加宽。部分菌株形成大量菌丝圈,诱导产孢,孢子数量也随之增高。4.不同浓度重金属Cd和Zn液体胁迫培养条件下,测定菌丝超氧化物歧化酶(SOD)、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、黑色素含量和生物量。试验菌株整体在不同浓度Cd和Zn胁迫下除生物量外各指标随重金属浓度升高呈先升后降趋势,生物量呈下降趋势,部分菌株指标呈先升后降再升趋势等。5.相关性分析结果表明,4种DSE在重金属胁迫下可溶性蛋白和黑色素与SOD、MDA和GSH存在一定相关性,但不同菌株对重金属胁迫产生的响应机制不同。6.Acrocalymma vagum和Scytalidium lignicola回接到非宿主植物苜蓿和沙冬青,在重金属Cd胁迫土壤栽培后发现,接种DSE后均能健康生长,与苜蓿和沙冬青形成良好的共生关系,其定殖率随重金属浓度升高而升高,平均总定殖率可达43.89%。7.重金属胁迫环境下,接种DSE能显著促进植物株高、根长和生物量等指标。接种DSE能促进植株对土壤氮和磷的吸收,叶绿素含量增加,显著增强植株对Cd的积累。
【学位单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q938;X53;X172
【部分图文】：

图 2-1 峰峰矿区深色有隔内生真菌(DSE)菌丝结构Fig. 2-1 Hyphal structure of DSE in Fengfeng mining area注：a.峰峰镇冬青 DSE 菌丝; b.和村镇冬青 DSE 菌丝; c.和村镇冬青 DSE 菌丝特化结构; d.大社镇冬青 DSE 菌丝; e.义井镇构树 DSE 菌丝; f.峰峰镇构树 DSE 菌丝; g.峰峰镇构树 DSE 菌丝特化结构; h.界城镇构树 DSE 菌丝; i.界城镇构树 DSE 菌丝特化结构。50 μma50 μmb50 μmc50 μmd50 μme50 μmf

图 2-1 峰峰矿区深色有隔内生真菌(DSE)菌丝结构Fig. 2-1 Hyphal structure of DSE in Fengfeng mining area：a.峰峰镇冬青 DSE 菌丝; b.和村镇冬青 DSE 菌丝; c.和村镇冬青 DSE 菌丝特化结构; d.大社镇青 DSE 菌丝; e.义井镇构树 DSE 菌丝; f.峰峰镇构树 DSE 菌丝; g.峰峰镇构树 DSE 菌丝特化结; h.界城镇构树 DSE 菌丝; i.界城镇构树 DSE 菌丝特化结构。20 μmd20 μme20 μmf20 μmg20 μmh20 μmiabc

河北大学硕士学位论文：a. 峰峰镇冬青 DSE 叶状微菌核; b. 和村镇冬青 DSE 脑状微菌核; c. 大社镇冬青 DSE 叶状核; d. 义井镇构树 DSE 离散型微菌核; e. 峰峰镇构树 DSE 叶状微菌核; f. 界城镇构树菌丝形成微菌核。.2.2 DSE 空间分布2016 年 DSE 定殖观测发现，同一植物不同样地，DSE 定殖率差异显著。冬青根SE 在 3 个样地的 0~20 cm 和 20~40 cm 土层中，和村镇冬青 DSE 定殖率最小，定殖最大值在大社镇，存在显著差异（P<0.05）。在 0~20 cm 土层中峰峰镇冬青总定殖大，而在 20~40 cm 土层中大社镇冬青最大，最高值可达到 53.3％。构树根系 DSE强度和总定殖率在 0~20 cm 和 20~40 cm 土层中均在峰峰镇出现最大值，最高值6.7％，且 0~20 cm 土层高于 20~40 cm 土层，差异显著（P<0.05）（图 2-3）。
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本文编号：2871295