浑善达克沙地榆AM真菌资源和生态分布研究

发布时间：2020-10-31 22:18

　　 沙地榆是浑善达克沙地的顶级植物群落,而丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)可以于不同的生态梯度环境下生存,能与绝大多数的陆地维管植物共生。植株根系被接合菌纲的AM真菌侵入、感染、进一步发展成为菌根,部分菌根没有泡囊,但都形成丛枝。丛枝菌根在促进植物生长、提高植物抗逆性、增强植物对养分的吸收面积和吸收速率、改善群落结构、稳定生态系统等方面有重要的意义。本试验主要划分浑善达克地区为研究区域,选定沙地榆为宿主植物,调查正镶白旗、正蓝旗、克什克腾旗三块样地下3种立地类型的AM真菌种质资源、地理区域规律及其与环境因子的相关关系,探索浑善达克地区AM真菌的生态分布特征、多样性变化及其相关影响因素。主要结果如下:(1)本研究在三个样地共分离AM真菌38种,包括球囊霉属(Glomus)21种,属优势属,无梗囊霉属(Acaulospora)9种,巨孢囊霉属(Gigaspora)2种,盾巨孢囊霉属(Scutellaspora)3种,内养囊霉属(Entrophospora)1种,原囊霉属(Archaeospora)1种,近明囊霉属(Claroideoglomus)1种,小部分标品只能鉴定到属水平。(2)沙地榆根际AM真菌不同属种生态分布不同,其中球囊霉属不仅种类最为丰富,而且分布最广,球囊霉属和无梗囊霉属、盾巨孢囊霉属为三个样地的共有属,巨孢囊霉属只在正镶白旗和正蓝旗发现。薄壁原囊霉(Archaespora leptoticha)在正镶白旗出现,稀有内养囊霉(Entrophospora infrequens)和幼套近明囊霉(Claroideoglomus etunicatun)均只出现在克什克腾旗,AM真菌种类数量为克什克腾旗正蓝旗正镶白旗。(3)不同样地沙地榆根际土壤内AM真菌的孢子密度为1.7~11.5个/g,3个样地沙地榆根系均有AM真菌侵染,总侵染率为56.7%~81.8%,平均为64.1%,丛枝侵染率4.0%~14.6%,泡囊侵染率1.5%~30.7%,菌丝侵染率21.6%~62.1%,菌根结构为Paris菌根类型,从沙地榆侵染的结构来看,为菌丝侵染率泡囊侵染率丛枝侵染率,孢子密度和侵染率均为正蓝旗正镶白旗克什克腾旗,丘间地阴坡阳坡。(4)菌根侵染率和孢子密度不存在对应关系,两者不具有相关性。菌丝、泡囊侵染率和降雨量正相关,而丛枝和降雨量为负相关,孢子密度、物种丰富度及Shannon-Wiener多样性指数与降雨量正相关,丛枝侵染率、菌丝侵染率、孢子密度和均匀度指数与气温呈负相关,物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数与气温呈正相关,泡囊侵染率与气温为显著正相关。(5)不同地区的土壤含水量、pH值、有机质等都存在差异,研究区土壤均为碱性土壤。泡囊侵染率和孢子密度为显著正相关,与速效氮为显著负相关,菌丝侵染率和全氮、硝酸还原酶呈显著正相关,和pH、物种丰富度呈显著负相关,丛枝侵染率与EEG、TEG、硝酸还原酶和纤维素酶呈显著正相关,和多酚氧化酶呈极显著正相关,孢子密度和pH呈正相关,与EEG、TEG呈极显著正相关,与速效磷呈负相关,与速效钾呈极显著负相关,Shannon-Wiener多样性指数与硝酸还原酶、纤维素酶呈显著正相关,与全氮为极显著负相关。第一主成分拥有的信息量高达66.175%,含水量、有机质、全氮、速效氮、全磷,有机碳,TEG、速效钾和pH为作用浑善达克沙地榆根际AM真菌群落物种多样性的关键土壤因素。
【学位单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S714.3
【部分图文】：

形成两者共同生活的迹象[12]。植物和真菌的互惠关系表现在真菌需要从植物根取它赖以生活的碳水化合物及其他养分保持其成长发育，同时植物需要真菌的菌助它从土壤中汲取矿质营养及水分，除此之外还有很多能够协助植物成长的有机，因此形成一种互利互助、互通有无的高度统一[13]。早在 1989 年，Harley 将寄物的科属别、真菌与其的共生方式及其菌根出现的内部结构差异作为依据，进行下分类：兰科菌根（Orchid mycorrhizal，OM），水晶兰类菌根（Monotropycorrhizal，MM），浆果鹃类菌根（Arbutoid mycorrhizal，ARM），欧石楠类菌根（Ericycorrhizal ， ERM ）， 内 外 生 菌 根 （ Ectendomycorrhizas ， EMM ）， 外 生 菌Ectomycorrhizas，ECM）和丛枝菌根（Arbuscular mycorrhizal，AM）[14]。而丛枝是分布范围最普遍的一种菌根，在加速自然界中各生物之间的物质转换、保护和植物群落，水土保持，改良植物个体养分，可持续发展以及加速农林牧业的生产深刻的经济、社会意义，且于生态系统等影响也很重要[15-19]。AM 真菌作为环境生物，在生态恢复重建中具有重要作用，因此其共生关系受到国内外普遍关注。.2.1 丛枝菌根真菌的结构

图 3 沙地榆根系 AM 真菌侵染结构Fig.3 AM colonization structures in the roots of Ulmus pumila1.丛枝菌根；2.无隔菌丝（p）；3.有隔菌丝（p）；4.侵入点(H)；5.丛枝（A）；6.圆形泡囊(V)；7.杆状泡囊(V)；8.椭圆形泡囊(V)；9.不规则泡囊(V)AM 真菌是否侵染植物根系，必须经过化学药剂的染色处理才能在显微镜下清晰地分辨出来。染色后观察，发现三个地区沙地榆根系均存在大量 AM 真菌菌丝及泡囊，并能清楚观察到孢子的存在。且观测到了根上菌丝，存在于根系上并紧贴根系表面，沿着根系方向生长，发育且缠绕交错，大部分均产生分枝，因此发现多个侵入点，丛枝结构的发现为确定 AM 真菌侵染植物根系形成菌根的必要条件。AM 真菌进入根系表层细胞中其菌丝交互持续发展，最终出现丛枝结构，表明沙地榆根系能形成丛枝菌根，同时丛枝为真菌入侵根系皮层细胞中更深一步绵伸发展的端点，但丛枝存在时间较短，仅在发育完全初期成型，故在本实验中看见的丛枝结构数量并不多。泡囊大部pH

图 5 已知 AM 真菌孢子形态Fig.5 The form of knownAM fungal spores1.方球囊霉 G. Chimonobambusa；2.近明球囊霉 G.. claroideum；3.网状球囊霉 G. Reticulatum；4.地球囊geosporum；5.明球囊霉 G. clarum；6.黑球囊 G. melanosporum；7.草莓状球囊霉 G. fragarioides；8.幼套球etunicatum；9.长孢球囊 G. dolichosporum；10.缩球囊霉 G. constrictum；11.层状球囊霉 G. lamellosum；12.囊霉 G. albidum；13.副冠球囊霉 G. coronatum；14.宽柄球囊霉 G. magnicaule；15.粘质球囊霉 G. viscosum；得拉巴球囊霉 G. hyderabadensis；17.晕环球囊霉 G. halonatum；18.多梗球囊霉 G. multicaule；19.透光球囊diaphanum；20.卷曲球囊霉 G. convolutum；21.摩西球囊霉 G. Mosseae；22.蜜色无梗囊霉 A. mellea；23.细囊霉 A. scrobiculat；24.詹氏无梗囊霉 A. gerdemannii；25.双网无梗囊霉 A. Bireticulata；26.孔窝无梗囊霉 A. f27.凹坑无梗囊霉 A. Excavate；28.皱壁无梗囊霉 A. rugosa；29.膨胀无梗囊霉 A. rugosa；30.光壁无梗囊霉 A.31.大巨孢囊霉 Gi. gigantean；32.极大巨孢囊霉 Gi. gigantean；33.透明盾巨孢囊霉 S. pellucida；34.黑色盾
【参考文献】

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本文编号：2864583