毛乌素沙地密集型克隆植物根围AM真菌多样性及空间分布

在毛乌素沙地选设3个样地,系统研究2种密集型克隆植物白沙蒿和黑沙蒿根围丛枝菌根真菌的多样性、分布及共生体结构特征。结果显示,AM真菌的分布及多样性与宿主植物和土壤条件密切相关,黑沙蒿根围AM真菌的孢子密度高于白沙蒿,水肥条件较好的榆林样地黑沙蒿根围孢子密度最高。本试验共分离出AM真菌6属20种,其中地球囊霉(Glomus geosporum)是黑沙蒿根围的优势菌种,光壁无梗囊霉(Acaulospora laevis)为白沙蒿根围的优势菌种。2种沙蒿根围孢子密度在3个样地均与土壤深度显著负相关,最大值出现在0~20 cm表层土。菌丝侵染率与泡囊侵染率呈显著正相关,丛枝侵染率与菌丝圈百分率显著正相关。丛枝侵染率与宿主植物须根在土壤中的分布变化密切相关。分析表明,2种沙蒿均为典型的丛枝菌根植物,其优异固沙性能的主要原因之一是特化根系与丛枝菌根真菌共生互补的结果。同时,荒漠土壤-植物-菌根最佳组合的优势菌种的筛选,可为毛乌素沙地植被恢复提供材料和依据。     

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。     

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。     

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。     

4种宿主植物对根内球囊霉和摩西球囊霉的扩繁效果及菌根接种效应

【目的】拓宽丛枝菌根（Arbuscular mycorrhizal，AM）真菌扩繁的宿主植物范围，推进 AM 真菌在退化草地生态修复中的应用进程。【方法】以阿坝垂穗披碱草（Elymus nutans cv. Aba）、川草 2 号老芒麦（Elymus sibiricus cv. Chuancao No 2）、北林 201 紫花苜蓿（Medicago sativa cv. Beilin201）和白三叶草（Trifolium repens）为宿主植物，对根内球囊霉（Glomus intraradices，GI）和摩西球囊霉（Glomus moss- eae，GM）进行了扩繁，并测定了 4 种宿主的菌根接种效应。【结果】4 种宿主植物均能与 GI 和 GM 识别共生形成菌根，菌根侵染率均为：白三叶草＞北林 201 紫花苜蓿＞阿坝垂穗披碱草＞川草 2 号老芒麦； 栽培两个月后，用白三叶扩繁的 GI 组和 GM 组的孢子密度均最高。接种 GI 和 GM 后，4 种宿主植物的株高、生物量和叶绿素含量均不同程度增加。【结论】多年生禾本科牧草和豆科牧草均可作为扩繁根内球囊霉和摩西球囊霉的宿主植物，以白三叶草为宿主时扩繁效果最佳。     

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。     

AM真菌群落结构对4种不同科属植物根系特征的响应

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae, AM)真菌作为专性寄生菌,可与植物共生并发挥生态功能,为探究植物根系结构特征对AM真菌多样性的影响,以东北林业大学校园内的二月兰(Orychophragmus violaceus)、八宝景天(Sedum spectabile)、狼尾草(Pennisetum alopecuroides)和肥皂草(Saponaria officinals)为材料,分析4种植物的根长、表面积、投影面积、平均直径、总体积、根尖数、分枝数和交叉数,测定根围土的理化性质,分离根围土中的孢子并进行形态鉴定。结果表明：4种植物根围共鉴定到AM真菌6属27种,其中狼尾草根围鉴定出5属15种,为共生AM真菌种最丰富的植物,波罗的海内养囊霉(Entrophospora baltica)分布于每种植物的根围土中,对不同植物根围AM真菌多样性的影响较小。根系特征影响了植物根围AM真菌的分布,且根表面积和投影面积所发挥的影响力最大。研究结果可为了解AM真菌多样性与植物根系特征的关系提供理论依据。     

AM真菌提高宿主植物耐受重金属胁迫的生理机制

本文围绕重金属胁迫条件下丛枝菌根（AM）真菌的生理生态响应特征,从生理和分子水平上综述AM真菌对重金属离子吸收和控制的机理：1）AM真菌菌丝的吸附作用减缓重金属向植物地上部分的迁移,从而达到保护植物免受重金属毒害的目的;2）AM真菌的菌丝体分泌物与重金属之间的螯合作用;3）AM真菌促进宿主植物对矿质营养元素的吸收;4）调节重金属在宿主植物地上部分和地下部分的分布;5）AM真菌调节宿主植物体内抗氧化酶的活性和内源激素的水平;6）AM真菌调节参与吸收和转运重金属离子的基因的表达。综上所述,本文提出在广泛调查、筛选超累积菌根植物的基础上,不断探索植物－微生物－菌根复合体的修复机制,并结合基因工程技术,以促进重金属污染土壤的生物修复。     

从枝菌根真菌与柳枝稷协同固碳机制及对土壤碳氮循环的调控

基于全球气候变化和能源危机的趋势,寻找新的替代能源已经成为应对气候变化的一种创新策略。柳枝稷（Panicum virgatum L.）是原产于北美的一种多年生C₄能源植物,能够增加土壤碳固存,并且可用于提取和生产纤维素乙醇减少能源消耗。上世纪90年代初,柳枝稷在我国西北地区种植成功并表现出了良好的生态适应性。丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF）是一类广泛分布在土壤中与植物根系共生的真菌。这类微生物不但能够促进植物生长、提高其抗逆性,还能在植物-土壤系统碳转移和陆地生态系统碳氮循环过程中发挥重要作用。本文重点围绕丛枝菌根真菌的固碳机理、柳枝稷的作用与固碳机理、丛枝菌根真菌与柳枝稷的协同固碳机理及丛枝菌根真菌参与土壤碳氮循环等方面的内容做了详尽的综述,并为进一步开展有关丛枝菌根真菌与柳枝稷协同固碳机制的研究提出了建议。     

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...     

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。     

磷添加条件下摩西球囊霉与禾草内生真菌对多年生黑麦草生长的影响

本试验探究了不添加磷(P₀)和添加50 mg/kg(P₅₀)条件下,丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae, AM)真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae)和禾草内生真菌对多年生黑麦草生长、养分吸收和磷酸酶活性的影响。多年生黑麦草分别由含有禾草内生真菌(E⁺)和不含禾草内生真菌(E^-)种子建植获得。结果表明:1)AM真菌与禾草内生真菌可显著影响多年生黑麦草的生物量(P<0.05),二者共同作用(AME⁺)时生物量最低。P₀处理,以AM真菌E^-植株生物量最高。P₅₀条件下,对照(NME^-)最高;2)P添加平均提高AM真菌的侵染率11.40%,P₀和P₅₀条件下E⁺植株较E^-植株的菌根侵染率分别低18.65%和11.77%;3)AM真菌未显著影响P吸收(P<0.05)。禾草内生真菌增加了植株N含量,而AM真菌侵染降低了E⁺植株N含量;4)P添加显著提高了磷酸酶活性(P<0.05),不同处理以AME⁺的磷酸酶活性最高。两种共生微生物在不同P条件下,单独作用均有利于植物生长,共同作用时因对光合产物存在竞争,并未协同促进植物生长和养分吸收。     

土壤丛枝菌根真菌与宁夏主要草原类型植被群落分布间的相互关系研究

为揭示宁夏不同草原类型土壤丛枝菌根（AM）真菌分布特征及其差异机制,以长期围封的荒漠草原（白草+甘草、短花针茅+牛枝子+猪毛蒿、黑沙蒿、短花针茅）和干草原（长芒草+赖草+甘肃蒿）植被群落为研究对象,利用脂肪酸指纹图谱和Illumina高通量测序的方法,研究了土壤AM真菌多样性、组成与草地植被群落特征、土壤环境因子间的相互关系。结果表明：干草原样地以16：1ω5c中性脂表征的土壤AM真菌生物量与荒漠草原4种植被群落样地间均有极显著差异（P<0.01）。长芒草+赖草+甘肃蒿群落草地土壤AM真菌的香农-维纳指数、辛普森指数、Chao1丰富度指数、Pielou均匀度指数均显著高于荒漠草原4种植被群落样地（P<0.05）。荒漠草原、干草原的5种植被群落下土壤AM真菌分属1门、3纲、4目、7科、8属、50种,球囊霉属（Glomus）、类球囊霉属（Paraglomus）是优势属。不同AM真菌分类水平下,干草原与荒漠草原土壤有11类AM真菌的相对丰度有显著性差异。非度量多维尺度（NMDS）分析表明,干草原与荒漠草原土壤AM真菌群落空间分布距离较远,AM真菌群落间相似性较低（Stress=0.17,P=0.001）。Pearson相关分析显示,AM真菌群落香农-维纳多样性指数、Chao1丰富度指数与对应草地植被群落香农-维纳指数、群落物种数、总生物量、群落重要值呈显著或极显著正相关（P<0.05或P<0.01）。AM真菌的幼套球囊霉属（Claroideoglomus）、类球囊霉属相对丰度与土壤全氮、全磷、碱解氮、有机质、速效钾含量呈显著或极显著正相关。降水量、海拔导致对应植被群落土壤理化性质、植被群落特征差异是驱动荒漠草原和干草原土壤AM真菌多样性及优势属相对丰度显著变化的主要因素。     

温室条件下AM真菌和禾草内生真菌对根腐离蠕孢侵染黑麦草的影响

在温室盆栽条件下,以侵染禾草内生真菌(E+)和未侵染禾草内生真菌(E-)的黑麦草种子为材料,设立接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌根内球囊霉(AM)和不接AM真菌的对照(NM)处理,并在上述处理下植物生长6周后,在植物根部(B+根)和叶片(B+叶)接种病原菌根腐离蠕孢,以不接种病原菌(B-)的处理作为对照,病原菌接种2周后,通过测定菌根侵染率、发病率、叶绿素含量、光合指标、P含量、SOD活性以及MDA和H₂O₂浓度的变化,研究AM真菌和禾草内生真菌互作对病原菌侵染后黑麦草生长和生理生化指标的影响。结果表明:叶片接种病原菌的黑麦草发病率为2.50%~31.25%。AM真菌和禾草内生真菌的存在均可在一定程度上降低发病率,促进P吸收和光合作用的进行,增加生物量的积累。与NME-对照相比,侵染禾草内生真菌和接种AM真菌的处理降低了叶部接种病原菌的黑麦草发病率,降幅为32.00%~92.00%。叶片和根部接病原菌的黑麦草,AM真菌和禾草内生真菌共同作用时,植物净光合速率、气孔导度、叶绿素含量、总P含量和SOD酶活性分别提高132.25%和132.17%、56.00%和134.48%、37.69%和40.77%、41.51%和38.17%、95.65%和11.72%(P<0.05),MDA和H₂O₂浓度分别降低31.36%和24.45%以及58.62%和22.22%(P<0.05)。这些研究结果表明,AM真菌和禾草内生真菌能促进植物生长,提高植物抗病性,且二者共存时,效果最好。     

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。     

短期增温对青藏高原高寒草甸不同植物根际丛枝菌根真菌的影响

丛枝菌根（Arbuscular mycorrhizal,AM）真菌是土壤生态系统中一类重要的微生物类群,其对气候变暖的响应依赖于宿主植物的不同特性。本研究在青藏高原开展了原位模拟增温试验,以形态鉴定方法,探究了15种植物根际AM真菌的孢子组成对模拟增温的响应。结果表明：AM真菌孢子的物种丰富度及群落组成均不受模拟增温的影响,但孢子密度在模拟增温后显著减少;AM真菌的孢子组成在不同植物物种间没有显著差异,但在不同植物科之间差异显著。综上所述,模拟增温主要降低了植物根际AM真菌的孢子密度,还可能通过影响植物的群落组成间接影响AM真菌的孢子群落结构。