丛枝菌根真菌与植物共生修复陕北石油污染土壤

研究先期筛选了4种陕北乡土植物黄花蒿、艾蒿、柠条和沙打旺,及植物根围匹配的丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌菌种,通过盆栽试验测定AM真菌孢子密度、宿主植物根系菌丝侵染率、植物株高、干重和土壤总石油烃的降解率。旨在研究接种AM真菌对污染土壤中总石油烃的降解率以及对宿主植物生长的影响,验证菌根修复效果并筛选最佳宿主植物和菌种组合。结果表明,1)AM真菌孢子密度最大值出现在石油浓度0~5000mg/kg土壤,并随污染浓度加大而显著减少,40000mg/kg时达最小值。植物菌根侵染率在土壤被污染的情况下显著高于无污染对照,同时接种AM后孢子密度及菌根侵染率均显著高于未接种;2)植物株高和干重都随石油污染浓度加大而显著降低,接种处理后植物株高平均增加16.77%,植物鲜重平均增加了22.56%;3)植物接种AM真菌后对石油烃降解率明显提高,比不接种平均增加15.35%。其中,柠条-地球囊霉组合的石油烃降解率最高(平均为73.81%);4)相关分析表明,接种AM真菌后石油烃降解率与石油烃浓度呈极显著负相关,与植物株高、干重和真菌孢子密度呈显著正相关。     

6种能源草的丛枝菌根侵染状况初步调查

共生是植物适应环境的一种重要策略,丛枝菌根真菌作为一类古老的土壤微生物,能与陆地上大多数的维管植物形成专性共生体系,在影响植物生长发育、养分吸收和生态适应性等方面起到了关键作用。对栽培于中国农业大学涿州试验站的6种能源草（8个品种）进行菌根侵染状况和孢子群落的初步调查,结果表明：所有能源草类型均能被AM真菌侵染并形成丛枝、泡囊、菌丝等典型结构,侵染水平为4.3%~25.2%,其中虉草（Phalaris arundinacea）侵染率最高,芒草（Miscanthus sinensis）最低。每20 g根际土中有18.7~48.0个孢子,菌丝密度在1.8~4.2 m·g^-1之间。经过对根外孢子的形态学鉴定,发现与调查的能源草共生的AM真菌优势种类为Funneliformis mosseae和Claroideoglomus etunicatum。这表明丛枝菌根真菌能与本研究中的能源草建立良好的共生关系,为能源草的生态适应性研究提供了新的思路。     

四种宿主植物及其不同栽培密度对AM真菌扩繁的影响

为了有效的构建丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌的高效繁殖体系,本研究利用盆栽培养法研究玉米、高粱、青葱和三叶草等4种不同的宿主植物及其不同的栽培密度对AM真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)扩繁的影响。结果表明,温室条件下,4种宿主植物均可与AM真菌形成共生体,宿主植物种类和栽培密度对生物量、侵染率、孢子密度等均产生显著影响(P<0.05),除白三叶的地径和高粱的叶片数外所有植物的生长参数指标在高密度(10株/盆)栽培下均低于低密度(5株/盆)处理,但10株/盆处理的AM真菌侵染率和孢子密度均显著高于5株/盆(P<0.05)。本实验表明不同的宿主植物与AM真菌的共生状况不同,选择生物量大的玉米,并采用适度的密植栽培虽然会导致对宿主植物生长的不利条件,但却可以增加AM真菌的孢子产量,适合于AM真菌扩繁体系的构建。     

模拟放牧对高寒草甸丛枝菌根真菌的影响

采用植物样方调查与丛枝菌根（AM）真菌的形态分子鉴定等方法分析了模拟放牧对地上植物及地下AM真菌群落的影响。结果表明：随着放牧程度的增加,地上植物的物种丰富度显著降低,但AM真菌的物种丰富度没有显著变化;AM真菌总侵染率与丛枝侵染率随着放牧强度的增加显著降低,但泡囊侵染与土壤AM真菌的孢子密度均不受放牧强度的显著影响;模拟放牧对植物群落组成具有显著影响,但AM真菌的群落组成不受放牧的影响。以上结果表明较植物群落而言,AM真菌对放牧干扰具有较高的耐受性,凸显了在放牧干扰条件下,AM真菌在维持高寒草甸生物多样性过程中的作用。     

新疆盐生植物芦苇根围AM真菌的空间分布特征

为了揭示新疆盐生植物根围AM真菌的空间分布特征,本研究以新疆北疆3个典型区域的盐生植物芦苇(Phragmites australis)为研究对象,分别在0-10、10-20、20-30、30-40和40-50 cm 5个土层采集根围土壤样品,研究AM真菌的空间分布及其土壤因子的相关性。结果表明,盐碱化是AM真菌在盐碱土中空间分布的重要限制因子,但AM真菌可与芦苇共生,AM真菌各项指标在盐渍地中的分布具有显著的空间特征。AM真菌侵染率、侵染强度在3个样地间存在显著差异(P0.05),并随土层加深呈降低趋势,其最大值均出现在0-10 cm土层;孢子密度随土层深度增加而降低,最高值出现在0-20 cm土层;孢子密度与土壤p H、电导率、速效K呈极显著负相关(P0.01);AM真菌侵染率、侵染强度、菌丝丰度、丛枝丰度与速效K、速效P呈极显著正相关(P0.01),侵染强度、菌丝丰度和丛枝丰度与有机质呈极显著负相关(P0.01)。本研究结果对利用盐生植物AM真菌资源,促进盐渍化草地植被恢复和生态重建方面具有一定的价值。     

8种豆科灌木栽培种丛枝菌根真菌种类及分布

采集人工栽培决明(Cassia tora)、假木豆(Dendrolobium triangulare)、紫穗槐(Amorpha fruticosa)、白刺花(Sophora davidii)、猪屎豆(Crotalaria pallida)、多花木蓝(Indigofera amblyantha)、木豆(Cajanus cajan)和银合欢(Leucaena leucocephala)8种豆科灌木植物根际5-10、10-20和20-30 cm 3个土层的土样,研究其根际丛枝菌根(AM)真菌的侵染率、孢子密度、种类及多样性。结果表明,8种豆科灌木植物AM真菌侵染率普遍较高,最高的为猪屎豆,80.8%;土壤速效磷含量与侵染率呈显著负相关(r=-0.733,P=0.039);根际土壤中的AM真菌孢子主要分布于5-20 cm土层,5-10 cm土层猪屎豆孢子密度最大,为115.33个·10 g-1土壤;宿主植物种类与土壤层位对孢子密度交互效应影响显著(F=100.497,P0.001);AM真菌优势种枫香球囊霉(Glomus liquidambaris)、脆无梗囊霉(Acaulospora delicate)在8种豆科灌木植物的土壤中均有分布。本研究表明,喀斯特地区适生豆科灌木植物具有丰富的AM真菌资源,今后可以在喀斯特地区开展豆科灌木植物接种优势AM真菌和根瘤菌等相关研究,这将对农牧业生产和退化生态系统修复效应的影响具有重要意义。     

三峡库区桑树菌根发育特征及菌根对桑苗生长的促进作用

为探索桑树在西南山区逆境中的生态重建潜能,对三峡库区海拔170～175 m区域自然生长桑树的根系与丛枝菌根(AM)真菌共生形成菌根的情况进行调查,并通过盆栽桑苗接种AM真菌研究菌根对桑苗生长的促进作用。调查结果表明,库区桑树根系82%左右的根尖不同程度被AM真菌侵染形成菌根,菌根内有菌丝、丛枝、泡囊、孢子等结构,菌根外菌丝上有辅助细胞。桑苗在光照培养箱和网室中培育都容易被AM真菌侵染,接种15 d左右就有菌丝附着在根上并形成附着胞,菌根侵染率随时间延长逐渐升高,光照培养箱中生长90 d的接种桑苗菌根侵染率为40.56%±3.61%,网室中生长70 d和90 d的接种桑苗菌根侵染率分别为46.82%±4.10%和50.72%±5.32%。接种桑苗的株高、主根长、单株根尖数量、单株根尖总长、单株叶片数量,以及第3真叶叶长、叶宽、叶面积等都显著高于对照,单株根尖数量、单株根尖总长和叶面积的相对增长量超过100%,极大地提高了桑苗的根系吸收能力和地上部分的光合面积。研究结果证实:桑树是典型的丛枝菌根植物,菌根有利于桑树在极端逆境中生长,接种AM真菌能显著地促进桑苗的营养生长。     

丛枝菌根真菌对垂穗披碱草的生长发育和防御性酶活的影响

为研究丛枝菌根真菌(Arbusculae mycorrhizal fungi, AMF)在植物抵御虫害过程中的作用,本研究以垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)为供体植物,老芒麦(Elymus sibiricus Linn.)为受体植物,以摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)作为接种菌种,共设置5个处理,即：存在菌丝,但无根系连接(A)、无菌丝和根系连接(B)、无根系但有菌丝连接,且在虫害处理前旋转(C)、既有菌丝又有根系连接(D)、无接菌但存在根系连接(E),测定了菌根侵染率、地上地下生物量、碳氮含量以及防御酶活性等指标。结果表明：AM真菌显著提高了受体植物地下生物量(P<0.05);虫害发生后,AM真菌诱导了供受体植物体内的防御酶活性显著升高(P<0.05)。本试验证明了AMF可以促进宿主植物的生长发育,菌丝网络则为主要防御化学信号的传递途径。     

不同染色方法对两种禾本科牧草菌根侵染率的影响

为探讨丛枝菌根（Arbuscular mycorrhizal,AM）真菌与禾本科牧草（Gramineous forages）共生情况,推进植物-微生物联合生态修复技术在退化高寒草地恢复中的应用,本研究采用盆栽试验的方法,研究了根内球囊霉（Glomus intraradices,GI）和摩西球囊霉（Glomus mosseae,GM）对‘川草2号’老芒麦（Elymus sibiricus ‘Chuancao No.2’）和‘阿坝’垂穗披碱草（Elymus nutans ‘Aba’）的侵染情况,比较了酸性品红、台盼蓝和墨水醋染色法对菌根侵染率的影响。结果表明：根内球囊霉和摩西球囊霉均能与‘川草2号’老芒麦和‘阿坝’垂穗披碱草识别共生形成菌根结构,且菌根侵染率和孢子密度均为摩西球囊霉高于根内球囊霉（P<0.05）;3种染色方法对菌根侵染率的影响存在差异,总体表现为台盼蓝>酸性品红>墨水醋,台盼蓝与酸性品红间差异不显著,与墨水醋之间差异显著（P<0.05）。因此,为保证菌根观测效果,建议在测定禾本科牧草菌根侵染率时优先选用台盼蓝染色法。     

生态环境因子对AM真菌孢子形成与分布的作用机制

在自然土壤生态系统中,丛枝菌根(AM)真菌孢子的数量与菌根共生体的形成和分布具有密切的相关性,关注AM真菌孢子的形成与分布机制对于揭示菌根共生体的生态学功能具有重要意义。其中,探究外界环境因子对孢子分布的影响已经成为当前菌根生态学研究的热点问题之一。研究表明,影响孢子形成和分布的因素主要包括气候因子、土壤理化因子、草食动物、宿主植物种类以及耕作制度等。气候因子和季节动态是决定AM真菌孢子形成和分布的主要因子,它通过对AM真菌的直接作用,或者是通过对宿主植物的间接作用影响AM真菌的侵染、产孢和分布;土壤是孢子的天然培养基,土壤理化性状影响孢子分布的要素主要有土壤类型、pH值、土壤湿度、通透性、营养元素含量以及土壤微生物等;宿主植物类型、草食动物和农业耕作措施通过对菌丝体的作用影响AM真菌孢子的群落动态。基于此,本研究围绕以上生态环境因子及其相互协同作用对AM真菌孢子形成和分布的作用机制进行了论述,并就未来AM真菌孢子的群落动态研究进行了展望。     

翻埋与覆盖林木枝条对干旱区沙化土壤及紫花苜蓿根系丛枝菌根真菌的影响

沙化是全球干旱半干旱地区土壤退化的主要类型之一，而该地区的生态防护林、农田防护林及城市森林的林木修剪物为沙化土壤的改良提供了丰富的资源。本研究以宁夏易得的杨树枝条为材料，设置了覆盖（M）、翻埋（W）、翻埋+覆盖（WB）及无任何枝条添加的对照（CK）4种处理，测定了土壤理化性质、土壤酶活性、紫花苜蓿地上生物量及菌根侵染率等指标，并利用Illumina Miseq高通量测序技术研究了土壤与根系丛枝菌根（AM）真菌群落结构，分析了影响AM真菌侵染率及群落结构的主要驱动因子。研究结果表明，翻埋与覆盖处理均不同程度改善了土壤性质，提高了紫花苜蓿地上生物量，但总体以WB处理效果较佳；相比CK，处理WB还显著提高了紫花苜蓿根系总侵染率、丛枝侵染率、菌丝侵染率、泡囊侵染率及土壤孢子数（P<0.05），同时亦显著提高了根系AM真菌Chao1和ACE指数，但所有林木枝条施用方式对土壤α多样性影响均不显著（P>0.05）。此外，NMDS和PERMANOVA分析结果显示，处理WB对土壤与根系AM真菌群落结构存在显著响应（P<0.05）。相关分析和dbRDA分析结果进一步表明，AM真菌的侵染状...     

宁夏鸟类新纪录遗鸥繁殖群及其生境初探

2016年5月25日在宁夏回族自治区双猫头湖发现了遗鸥。2016年和2017年,利用无人机监测与定点观察相结合的方法,对遗鸥新的繁殖群、繁殖地进行了考察。计数遗鸥810只,约410个繁殖对。繁殖地为湖上2个岛,植被稀疏。另观察到其他鸟类48种。遗鸥食物来源为数量巨大的摇蚊类和豆娘。此次发现为遗鸥在我国繁殖地的新发现。     

不同草种对土著AM真菌的生长和群落结构的影响

以果园生草栽培为背景,果园土壤中土著AM真菌为研究对象,考察了柱花草、百喜草和藿香蓟对与之根系共生的AM真菌的生长与群落结构的影响。结果表明,柱花草根系的侵染率(62.2%)显著高于百喜草(36.5%)和藿香蓟(37.3%),丛枝率有相似的趋势;3种草地上部的生物量和含磷量没有差异,但是柱花草根系含磷量显著高于百喜草和藿香蓟;柱花草根际土壤中AM真菌的菌种丰度和菌丝密度均小于百喜草和藿香蓟,但是孢子密度大于藿香蓟而小于百喜草;藿香蓟根际土著AM真菌群落的多样性指数略高于柱花草和百喜草;PCR-DGGE分析结果与之吻合。试验表明,在果园土壤中,不同草种根际的土著AM真菌群落结构并不相同,在选择草种进行生草栽培的过程中应该考虑这些不同。     

不同密度布氏田鼠对内蒙古典型草原菌根真菌群落的影响

布氏田鼠是内蒙古典型草原的主要啮齿类动物,其活动既可以改变植物群落组成和多样性,又可以改变土壤理化性质,进而潜在影响与绝大多数草原植物共生的重要土壤微生物-丛枝菌根真菌（AMF）,但目前关于啮齿动物活动对AMF群落组成和多样性影响的研究鲜有报道。基于此,依托内蒙古自治区锡林浩特市毛登牧场的大型野外布氏田鼠围栏实验平台,选择其中3个田鼠密度处理（低、中、高密度,对应的初始投放布氏田鼠数量分别为12、24和48只·样地^-1）,利用Illumina Miseq测序技术分析不同密度布氏田鼠处理对AMF群落的影响,采用标准网格交叉法测定根系侵染率和土壤菌丝密度,探究布氏田鼠活动对典型草原AMF群落的影响机制和作用途径。主要结果表明：1）在土壤样品中共鉴定到6科9属的AMF,其中优势属为球囊霉属（Glomus）;2）高密度布氏田鼠处理显著降低了植物生物量、植被盖度、群落丰富度和多样性,显著降低土壤水分、pH,显著增加土壤硝态氮含量;显著降低AMF侵染率、菌丝密度、丰富度和多样性;3）相关性分析表明,菌丝密度与植物丰富度、多样性指数、土壤pH和含水量显著正相关,与硝态氮含量显著负相关;侵染率与植物多样性指数、土壤pH和含水量显著正相关;AMF多样性指数与土壤pH和含水量显著正相关,不同操作分类单元（OTU）丰富度与植物多样性指数和pH显著正相关;4）NMDS 和 PerMANOVA 分析显示AMF群落结构在低密度和高密度处理间差异显著,其中土壤NO₃^-和pH是影响AMF群落组成的主要因子。因此,布氏田鼠密度过高会导致植物群落生物量、多样性以及土壤养分含量下降,同时两者的改变导致了AMF群落多样性显著降低,可能会加速典型草原的退化。     

土壤因子对黄土丘陵区不同利用方式土地丛植菌根真菌多样性的影响

丛枝菌根多样性是土壤生态系统生物多样性的重要组分之一。本研究对豫西黄土丘陵区柠条（Caragana korshinskii）林、刺槐（Robinia pseudoacacia）林、苹果（Malus pumila Mill）园和撂荒地的地表植被、土壤养分及AM真菌多样性进行了测定分析,结果表明,该区共鉴出AM真菌6属31种,球囊霉属（Glomus）为各样地的优势属,地球囊霉（G.geosporum）和摩西球囊霉（G.mosseae）为各样地的优势种。与苹果园地相比,柠条林地、刺槐林地和撂荒地土壤AM真菌的孢子密度分别提高49.49%,39.62%和91.42%（P<0.05）;种丰度分别提高54.10%,68.85%和90.98%（P<0.05）;多样性指数分别提高36.54%,30.77%和53.85%（P<0.05）。AM真菌物种多样性指数与pH和速效磷含量显著负相关（P<0.05）,与有机碳和速效氮含量显著正相关（P<0.05）。土壤养分因子对AM真菌多样性的影响顺序为：速效磷 > pH > 速效氮 > 有机碳 > 全氮 > 全钾 > 全磷。土壤AM真菌多样性受宿主植物多样性和土壤养分因子综合影响。     

放牧和AM真菌对夏季青藏高原东缘老芒麦生长和白粉病的影响

自玛曲3个放牧强度放牧地取土样,并采集优势植物老芒麦(Elymus sibiricus)种子,在温室条件下研究了3个放牧强度下土壤丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza)真菌对老芒麦生长和白粉病的影响。放牧强度分别为轻度放牧、中度放牧和重度放牧,土壤处理分别为未作任何处理(自然土)、湿热灭菌土、湿热灭菌后还原除AM真菌外微生物土以及湿热灭菌后接种根内球囊霉(Rhizophagus intraradices)和幼套球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)混合菌剂土。结果表明,放牧和AM真菌均可影响老芒麦生长和白粉病发生。老芒麦白粉病的发病率因不同放牧强度和土壤处理而异,中度放牧和重度放牧土壤处理下,老芒麦白粉病发病率低于轻度放牧处理,老芒麦总生物量、总磷含量、光合速率均高于轻度放牧土壤处理。老芒麦在自然土处理下白粉病发病率最高,为59.83%,灭菌土处理下老芒麦白粉病发病率最低,为44.73%。与自然土处理相比,接种AM真菌处理老芒麦白粉病发病率降低13.15%,总生物量增加56.46%。放牧强度和土壤处理对老芒麦总磷含量、叶绿素含量、多酚氧化酶存在交互效应。     

多年生黑麦草/白三叶人工草地饲用价值及其与环境的关系

笔者于1994年～11月在湖南南山牧场研究黑麦草/白三叶人工草地的饲用价值及其与环境的关系.当年12月～翌年12月对植物及土壤进行分析,结合放牧强度进行统计.结果表明,在不同放牧强度条件下,多年生黑麦草/白三叶人工草地的饲用价值各异,其中以适度放牧区较高.引起人工草地退化的首要因素是0～10cm土壤速效磷含量,但放牧引起的土壤紧实及其相互作用则是退化的重要因素.分析人工草地的饲用价值及其退化原因,笔者认为,适度放牧不但保持草地的较高利用价值,而且是维系群落稳定防止退化的重要措施.