8种豆科灌木栽培种丛枝菌根真菌种类及分布

引用本文

吴涛, 姚红艳, 莫本田, 龙忠富, 罗充. 8种豆科灌木栽培种丛枝菌根真菌种类及分布. 草业科学, 2016,33(2):210-218
Wu Tao, Yao Hong-yan, Mo Ben-tian, Long Zhong-fu, Luo Chong. The category and distribution of arbuscular mycorrhizal fungi from the rhizosphere of eight cultivated leguminous shrubs. Pratacultural Science,2016,33(2): 210-218 复制到剪切板

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《草业科学》编辑部

8种豆科灌木栽培种丛枝菌根真菌种类及分布

吴涛¹, 姚红艳², 莫本田³, 龙忠富³, 罗充¹

1.贵州师范大学生命科学学院,贵州贵阳 550001

2.贵州大学动物科学学院,贵州贵阳 550025

3.贵州省草业研究所,贵州贵阳 550006

罗充(1970-),男,贵州铜仁人,教授,硕士,研究方向为植物生理学。E-mail:[email protected]

第一作者:吴涛(1988-),男(苗族),贵州黄平人,在读硕士生,研究方向为植物生理生态学。E-mail:[email protected]

收稿日期: 2015-10-09

基金: 基金项目:国家牧草产业技术体系(CARS-35-37); 贵州省科学技术厅资助项目(黔科合NY 字[2008]3049号)

摘要

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, P<0.001);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。

关键词: 豆科灌木植物; 丛枝菌根真菌; 侵染率; 多样性

中图分类号:S432.4⁺4 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2016)2-0210-09 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0345

The category and distribution of arbuscular mycorrhizal fungi from the rhizosphere of eight cultivated leguminous shrubs

Wu Tao¹, Yao Hong-yan², Mo Ben-tian³, Long Zhong-fu³, Luo Chong¹

1.School of Life Sciences, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China

2.College of Animal Science, Guizhou University, Guiyang 550025, China

3.Guizhou Institute of Pratacultural, Guiyang 550006, China

Corresponding author: Luo Chong E-mail: [email protected]

Abstract

Soil samples of eight leguminous shrub plants were collected respectively from the experimental field, and the plants were Cassia tora, Dendrolobium triangulare, Amorpha fruticosa, Sophora davidii, Crotalaria pallida, Indigofera amblyantha, Cajanus cajan and Leucaena leucocephala which cultivated in Guiyang. Each soil sample was collected from each sites at three depths in the soil profile: 5-10, 10-20 and 20-30 cm, respectively. This study mainly analyzed the infection rate, spore density, species and the diversity of arbuscular mycorrhizal fungi. The results indicated that the eight leguminous shrub plants had a higher infection rate of AM fungi, the infection rate of AM fungi for C. pallid was the highest, up to 80.8%; Soil available phosphorus had significantly negative correlation with the infection rate( r=-0 .733, P=0.039); The spores of AM fungi mainly distributed in the 5-20 cm soil layer, the spore density of C. pallida at the 5-10 cm layer was the highest;Spore density were significantly affected by the host plants and soil layers ( F=100 .497, P<0.001);The dominant species of AM fungi were Glomus liquidambaris and Acoaclospora delicate, which were detected in the soil of eight leguminous shrub plants. It was important to inoculate the dominant AM fungi for leguminous shrub plant in karst area and do other related researches about rhizobia. What's more, these researches had a great effect on improving animal husbandry production and restoring degraded ecosystem.

Keyword: leguminous shrub plants; arbuscular mycorrhizal fungi; infection rate; diversity

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丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza, AM)真菌能与绝大多数陆生高等植物根系形成共生体系^[1], 该共生体系能够促进宿主植物生长发育、改善土壤理化性状、促进生态系统养分循环, 提高植物对病害、贫瘠、盐胁迫、铝毒及重金属污染的抗性^{[2, 3, 4, 5]}。研究发现, 豆科植物根际土壤中存在大量的AM真菌资源, 在它们的长期进化过程中与豆科植物形成了“ AM真菌-豆科植物-根瘤菌” 的共生关系^{[6, 7]}。因此, 通过利用菌根系统独特的生理生态功能, 豆科植物与菌根技术相结合被广泛应用于植树造林、矿区植被的恢复和退化生态系统的植被重建等方面^{[8, 9, 10, 11]}。

在喀斯特地区, 随着石漠化现象日趋严重, 对植物的生长发育影响严重, 同时给石漠化治理带来很大困难, 石漠化已成为喀斯特地区最严重的地质灾害和生态灾害^[12]。在喀斯特地区石漠化生态修复过程中, 豆科灌木利用其植株的高大, 耐贫瘠, 营养丰富, 抗逆性和适应性强的特点, 成为了在该地区农林牧业生产和生态治理的宝贵植物资源, 在该地区畜牧业生产和生态恢复方面被广泛的推广应用。豆科植物可以同时与根瘤菌及AM真菌良好共生, 接种AM真菌和根瘤菌能在一定程度上促进宿主植物的生长, 提高植物抗逆性和抗病性^{[13, 14, 15, 16, 17]}, 对豆科植物的生存竞争十分有利。目前国内外针对豆科灌木的AM真菌研究, 主要集中于资源分布以及宿主植物接种效应和矿区修复等方面^{[6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17]}, 而针对喀斯特地区适生豆科灌木的AM真菌资源方面的研究较少。因此, 本研究选择在喀斯特地区推广利用价值较高的人工栽培决明(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)、银合欢( Leucaena leucocephala)8种豆科灌木植物, 调查其AM真菌资源, 希望对该8种豆科灌木植物在喀斯特地区农林牧业生产和生态治理方面具有积极作用, 对辅助喀斯特地区石漠化治理有重要价值。

1 材料与方法

1.1 材料

2013年9月在贵州省草业研究所金竹试验基地(26° 30'36.38″ N、106° 39'20.14″ E, 海拔1 148.7 m)采样, 土壤类型为黄壤, 该区域属于高原季风湿润气候, 雨量充沛, 湿度较大, 年平均气温为12~15 ℃, 年降水量1 000~1 200 mm。8种豆科植物根际土壤及毛细根按照“ 五点采样法” 进行采集, 选取长势良好的植株, 首先去除土壤5 cm的表层杂物, 按5-10、10-20和20-30 cm分层收集根际土壤1~2 kg, 分别装入采集袋并标注标签, 土壤样品风干后经0.5 mm筛保存, 从每层土样中各取200 g土壤混匀保存进行理化分析备用。同时收集各种豆科植物的根样, 放入装有标准固定液(FAA固定液)密封袋并标注标签, 放入自制冰盒中带回实验室置于4 ℃条件下保存备用。

1.2 试验方法及相关计算

1.2.1 AM真菌侵染率统计方法取出根样, 将其剪成1 cm长的小段。采用碱解离酸性品红染色法观测菌根侵染情况, 步骤采用Komanik等^[18]的方法:净化、清洗、酸化、染色、脱色、制片、镜检。根段染色之后, 在显微镜下观察每条根段的侵染情况和菌丝体形态, 根据每条被侵染形成菌根的根段长度占根段总长度的百分比, 按照0、10%、20%、……、100%估算每条根段的侵染率, 共统计100根, 重复3次。镜检统计侵染程度并按以下公式计算侵染率:

菌根侵染率=[∑ (0× 根段数+10%× 根段数+20%× 根段数+30%× 根段数+……+100%× 根段数)/观察总根段数]× 100%。

根据菌根侵染率的高低将其分为5个等级:1级(0≤ 侵染率< l%)、2级(1%≤ 侵染率< 20%)、3级(20%≤ 侵染率< 40%)、4级(40%≤ 侵染率< 60%)、5级(侵染率≥ 60%)^[1]。

1.2.2 AM真菌孢子分离与鉴定方法取10 g风干土壤, 用湿筛倾析-蔗糖离心法分离AM真菌孢子^[19]; 将选取的孢子置于显微镜下根据颜色、大小、形态和纹饰等进行分类。鉴定中辅助使用Melzer’ s试剂, 观察孢子的特异反应。综合以上观察结果, 根据Scheck的“ VA菌根鉴定手册” 和国际丛枝菌根真菌保藏中心(INVAM)在Internet上http://invam.caf.wvu.edu提供的种的描述及图片^[20], 并参阅有关鉴定材料和近年来发表的新种的相关报道等进行种属检索、鉴定。

1.2.3 AM真菌孢子密度和多样性相关指标计算方法孢子密度(Spore Number, SN)指10 g土样数中AM真菌的孢子个数^[1]。SN=某土样中AM真菌所有孢子数/土样数。种丰度(Species Richness)指10 g土样含有的AM真菌种数。分离频度( Frequency, F)指AM某属或种在样本总体中出现的频度, F=(AM真菌某属或种出现的次数/土样数)× 100%。相对多度(Relative Abundance, RA)指该采样点AM真菌某属或种的孢子数占总孢子数的比率, RA=(该采样点AM真菌某属或种的孢子数/该采样点AM真菌总孢子数)× 100%。将AM真菌的优势度按分离频度(F)分为5个等级: F> 80%为优势属(种), 60%< F≤ 80%为最常见属(种), 40%< F≤ 60%为常见属(种), 20%< F≤ 40%为少见属(种), F≤ 20%为偶见属(种)。

本研究的物种多样性指数采用Shannon-Wiener指数(H)来描述, 其公式如下:

H=- $\begin{matrix} \overset{S}{\sum_{i = 1}} \end{matrix}$ P_ilnP_i.

式中, S为土样中AM真菌的种类数, P_i为种i所占的比例, H用平均值± 标准差表示。

1.2.4 AM真菌孢子根际土壤理化分析方法土壤全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、有机质、pH按《土壤农化分析与环境监测》所述方法进行测定^[21]。

1.3 数据分析

采用Excel软件进行数据整理, SPSS 17.0软件进行相关性分析、单因素方差分析、多因素方差分析、主成分分析。

2 结果

2.1 宿主植物土壤环境与菌根侵染率分析

利用SPSS 17.0软件对8个样地8个土壤因子进行主成分分析, 根据相关矩阵特征值大于1, 方差累计贡献率大于75%的原则, 选择两个主成分。结果表明, 选择两个主成分累积方差贡献率为78.888%(表1), 能基本反映土壤因子的指标信息。第一主成分中, 全钾具有较高载荷(权重为-0.357), 第二主成分中, 速效磷具有较高载荷(权重为0.398)。对菌根侵染率与根际土壤速效磷、全钾进行相关分析发现(表2), 速效磷的含量与侵染率存在显著负相关(r=-0.733, P=0.039), 全钾与侵染率没有表现出显著相关性。8种不同豆科灌木植物根系均发现被AM菌根侵染(表3), 且菌根侵染率普遍较高, 侵染等级多为4、5级, 8种豆科灌木植物的菌根侵染率平均为64.26%, 其中侵染率最高的为猪屎豆80.8%, 侵染等级5级; 最低为假木豆47.4%, 侵染等级4级。8种豆科灌木植物中泡囊和菌丝是AM真菌侵染的主要形式如图1所示。

表1 主成分载荷矩阵、特征值和贡献率 Table 1 Principle component loading matrix, eigenvalue and contribution rate

表2 侵染率与土壤理化性质相关性分析 Table 2 Correlation analysis of the infection rate and the physical and chemical properties of soil

表3 8种植物菌根侵染率 Table 3 Infection rate of arbuscular mycorrhizal

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	图1 AM真菌菌丝(H)、泡囊(V)(400× )Fig.1 Hyphae(H) and vesicles(V) of AMF(400× )

2.2 豆科植物AM真菌孢子鉴定与AM真菌多样性

2.2.1 AM真菌孢子密度不同宿主植物中AM真菌孢子密度存在差异, 不同宿主植物的AM真菌孢子密度最大值也存在差异, 5-10 cm土层中猪屎豆的AM真菌孢子密度显著高于同层其它植物(P< 0.05), 为115.33个· 10 g^-1土壤(表4); 10-20 cm土层中紫穗槐的AM真菌孢子密度显著高于其它植物, 为101.33个· 10 g^-1土壤; 20-30 cm土层中白刺花的AM真菌孢子密度显著高于其它植物的(P< 0.05), 为69.67个· 10 g^-1土壤。多因素方差分析发现, 宿主植物与土壤层位对孢子密度交互效应显著(F=100.497, P< 0.001, 表5), 进一步通过简单效应检验分析发现:同一土层不同宿主植物对孢子密度影响显著; 宿主植物多花木蓝的不同土层对孢子密度影响不显著(F=2.178, P> 0.05), 其它宿主植物不同土层对孢子密度的影响显著(P< 0.05)。

表4 8种植物AM真菌孢子密度和种丰度 Table 4 The spore density and species richness of arbuscular mycorrhizal

表5 主体间的效应检验（因变量Dependent variable:孢子密度Spore density） Table 5 Tests of between-subjects effects

2.2.2 AM真菌的种类及多样性指数本研究共分离、鉴定出AM真菌孢子4个属79种, 球囊霉属(Glomus)49种, 无梗囊霉属(Acaulospora)26种, 多孢囊霉属(Paraglomus)1种, 盾巨孢囊霉属(Scutelospora)3种。通过对各个层位土壤AM真菌种的丰度调查发现(表4), AM真菌种类最丰富的为紫穗槐10-20 cm土层(种丰度为31.33)和猪屎豆5-10 cm土层(种丰度为26.67)。在8种豆科植物根际土壤中分离出的AM真菌优势种能在4种豆科灌木植物以上均有分布, 其中在5-20 cm土层, 优势种枫香球囊霉(G. liquidambaris)、脆无梗囊霉(A. delicate)在7种植物中均有分布, 在20-30 cm土层中8种植物均有分布(表6)。

表6 AM真菌优势种的相对多度 Table 6 The relative abundance of the dominant species of AMF

8种植物的AM真菌各层的多样性指数存在差异, 其中AM真菌物种多样性最丰富为紫穗槐10-20 cm土层(H=3.062); 最低的为银合欢20-30 cm土层(H=1.340)(表7)。从3个不同的土层分析, 5-10 cm土层的平均多样性指数最高, 则该土壤层AM真菌物种多样性最丰富, 随着土壤深度的增加, 平均多样性指数在降低, 物种多样性减少。

表7 8种植物AM真菌多样性指数 Table 7 The species diversity of arbuscular mycorrhizal fungi genera

3 讨论

AM真菌对宿主植物根的侵染率受宿主植物、土壤环境等诸多因素的影响^{[22, 23, 24]}。本研究结果表明, 8种人工栽培豆科植物AM真菌侵染率普遍较高, 平均侵染率为64.26%, 侵染率较高的为猪屎豆(80.80%)和多花木蓝(80.20%)。不同宿主植物中AM真菌的侵染率存在差异, AM真菌侵染植物受到不同宿主植物所处的具体生境的影响较大, 对宿主植物没有严格的专一性^{[22, 23, 24]}。通过主成分分析发现, 全钾和速效磷是主要影响因子, 经过相关分析发现, AM真菌的侵染率与速效磷的含量存在显著负相关(r=-0.733, P=0.039), 与任爱天等^[25]研究结果一致, 表明AM真菌的侵染可以显著改善低磷土壤中宿主植物对磷营养的吸收^{[26, 27]}。

8种豆科灌木植物AM真菌垂直分布存在差异, 但AM真菌孢子分布主要集中于5-20 cm土层。猪屎豆与多花木蓝的孢子密度变化规律表现为随着土壤深度的增加而降低, 这种变化规律与许伟等^[28]、刘春卯等^[29]研究结果一致, 其中最大孢子密度位于5-10 cm土层, 猪屎豆115.33个· 10 g^-1土壤; 假木豆、紫穗槐、银合欢的在5-20 cm土层孢子密度变化表现为当土壤深度达到20 cm时达到峰值, 10-20 cm土层中紫穗槐AM真菌孢子密度最大, 为101.33个· 10 g^-1土壤; 决明、白刺花、木豆的孢子密度则是随着土壤深度的增加先降低后升高, 20-30 cm土层中白刺花AM真菌孢子密度为69.67个· 10 g^-1土壤; 通过效应分析发现, 宿主植物种类与土壤层位交互效应显著, 同一土层不同宿主植物和同一宿主植物不同土层对孢子密度影响显著, 以上结果表明, 喀斯特地区豆科灌木植物能与AM真菌形成共生关系。

综合3个不同的土层AM真菌孢子种丰度和多样性指数结果表明, 8种豆科灌木植物根际土壤共分离出4属79种AM真菌, 豆科灌木植物(除白刺花、木豆外)的AM真菌种丰度^[29]和多样性指数随土壤深度的增加而降低; 同一土层不同宿主植物AM真菌孢子种类存在一定差异, 紫穗槐10-20 cm土层的种丰度(31.33)和多样性指数(H=3.062)均为最高。豆科植物的AM真菌物种多样性较丰富, 表明豆科植物具有丰富的AM真菌资源^{[6, 7, 25]}, 对喀斯特地区豆科灌木在农牧业生产和石漠化生态修复植被建植方面具有重要意义。本研究筛选出AM真菌优势种枫香球囊霉、黄球囊霉、近明球囊霉、明球囊霉、孢果无梗囊霉、脆无梗囊霉、瑞氏无梗囊霉、细凹无梗囊霉、皱壁无梗囊霉能与8种豆科灌木植物形成良好的共生关系。本研究结果有助于通过进一步筛选得出与8种豆科植物相互匹配的优势AM真菌, 为今后开展豆科灌木植物接种优势AM真菌和根瘤菌在喀斯特地区进行农业生产推广和退化生态系统修复效应的研究提供了理论依据和试验基础。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[23]	杨高文, 刘楠, 杨鑫, 张英俊. 丛枝菌根真菌与个体植物的关系及其对群落生产力和物种多样性的影响. 草业学报, 2015, 24(6): 188-203. Yang G W, Liu N, Yang X, Zhang Y J. Relationship between arbuscular mycorrhizal fungi and individual plant and their effects on plant productivity and species diversity of plant community. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(6): 188-203. (in Chinese) [本文引用:2]
[24]	He X L, Mouratov S, Steinberger Y. Spatial distribution and colonization of arbuscular mycorrhizal fungi under the canopies of desert halophytes. Arid Land Research& Management, 2002, 16(2): 149-160. [本文引用:2]
[25]	任爱天, 鲁为华, 杨洁晶, 马春晖. 石河子绿洲区苜蓿地丛枝菌根真菌的多样性及与土壤因子的关系. 草业科学, 2014, 31(9): 1666-1672. Ren A T, Lu W H, Yang J J, Ma C H. Arbuscular mycorrhizal fungi diversity and its relationship with soil environmental factors in oasis alfalfa planting of Shihezi. Pratacultural Science, 2014, 31(9): 1666-1672. (in Chinese) [本文引用:2]
[26]	Van der Heijden M G A, Boller T R. Socialism in soil?The importance of mycorrhizal fungal networks for facilitation in natural ecosystems. Journal of Ecology, 2009, 97(6): 1139-1150. [本文引用:1]
[27]	Smith S E, Smith F A. Roles of arbuscular mycorrhizas in plant nutrition and growth: New paradigms from cellular to ecosystem scales. Annual Review of Plant Biology, 2011, 62: 227-250. [本文引用:1]
[28]	许伟, 贺学礼, 孙茜, 王晓乾, 刘春卯, 张娟, 赵丽莉. 塞北荒漠草原柠条锦鸡儿AM真菌的空间分布. 生态学报, 2015, 35(4): 1124-1133. Xu W, He X L, Sun Q, Wang X Q, Liu C M, Zhang J, Zhao L L. The spatial distribution of arbuscular mycorrhizal fungi in the rhizosphere of Caragana korshinskii in Saibei desert steppe. Acta Ecologica Sinica, 2015, 35(4): 1124-1133. (in Chinese) [本文引用:1]
[29]	刘春卯, 贺学礼, 徐浩博, 张淑容, 牛凯. 蒙古沙冬青AM真菌物种多样性研究. 生态环境学报, 2013, 22(7): 1148-1152. Liu C M, He X L, Xu H B, Zhang S R, Niu K. Species diversity of arbuscular mycorrhizal fungi in the rhizosphere of Ammopiptanthus monglicus. Ecology and environmental Sciences, 2013, 22(7): 1148-1152. (in Chinese) [本文引用:2]

2007

0.0

... 丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza,AM)真菌能与绝大多数陆生高等植物根系形成共生体系^[1],该共生体系能够促进宿主植物生长发育、改善土壤理化性状、促进生态系统养分循环,提高植物对病害、贫瘠、盐胁迫、铝毒及重金属污染的抗性^[2,3,4,5] ...

... 60%)^[1] ...

... 3 AM真菌孢子密度和多样性相关指标计算方法孢子密度(Spore Number,SN)指10 g土样数中AM真菌的孢子个数^[1] ...

1991

0.0

2001

0.0

2014

0.0

杨海霞, 徐萌, 刘宁, 郭绍霞. 丛枝菌根真菌对两种草坪草耐盐性的影响. 草业科学, 2014, 31(7): 1261-1268.

Yang H

, Xu

, Liu

, Guo S

Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on salinity tolerance of two turfgrass.

Pratacultural Science, 2014, 31(7): 1261-1268. (in Chinese)

Effects of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi( Funneliformis mosseae and Rhizophagus intraradices )on growth and physiological response of two species of cool-season turfgrass, Festuca arundinacea and Poa paratensis grown in pots with different NaCl treatment (0, 0.8%, 1.2% and 1.6%) were investigated under greenhouse conditions to evaluate the efficiency of inoculation of AM fungi to increase salt tolerance of F.arundinacea and P.paratensis . There was significant decrease in mycorrhizal colonization, mycorrhizal dependence, plant growth, chlorophyll relative content, salt tolerant coefficient and appearance quality with NaCl concentration increase. All the inoculation treatments with AM fungi could promote the growth, chlorophyll relative content, salt tolerant coefficient and appearance quality of F.arundinacea and P.paratensis plants, and enhance the salt tolerance of the plants. The mycorrhizal colonization and efficiency of dual inoculation of AM fungi were superior than that of the other treatments.

以高羊茅( Festuca arundinacea )和草地早熟禾( Poa paratensis )两种冷季型草坪草为材料,选用广谱型菌种 Funneliformis mosseae 和 Rhizophagus intraradices ,采用盆栽的试验方法,研究丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)真菌对盐胁迫下(0、0.8%、1.2%和1.6% NaCl)草坪草的生长和生理的影响。结果表明,随着盐浓度的增加,AM真菌对草坪草的侵染率显著降低( P F.mosseae 的效果优于接种 R.intraradices 的处理。

2013

0.0

林双双, 孙向伟, 王晓娟, 李媛媛, 罗巧玉, 孙莉, 金樑. AM真菌提高素质植物耐受重金属胁迫的生理机制. 草业科学, 2013, 30(3): 365-374.

Lin S

, Sun X

, Wang X

, Li Y

, Luo Q

, Sun

, Jin

Mechanism of plant tolerance to heavy metals enhanced by arbuscular mycorrhizal fungi.

Pratacultural Science, 2013, 30(3): 365-374. (in Chinese)

Heavy metals are a class of pollutants that may produce certainly toxic actions towards plants, plants have evolved mechanisms of heavy metal stress tolerance in long-term evolution. Based on plant heavy metal tolerance, making a brief overview that the study of tolerance mechanisms of plant response to heavy metal stress at home and abroad in recent years. The molecular mechanism that stress effects of heavy metals on plants, plant antioxidant systems, osmotic adjustment substance including proline, soluble sugar or protein, and different types of gene families under heavy metal are mainly discussed. In order to improve the ability of plant resistance to heavy metals and help phytoremediation.

重金属是一类会对植物产生毒害作用的污染物,植物在长期进化过程中演变出耐受重金属胁迫的相关机制.以植物重金属耐受性为基础,对近几年来国内外植物响应重金属胁迫的耐受机制研究作一简要综述.主要概述了重金属对植物的胁迫影响及植物抗氧化系统,脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等渗透调节物质和不同类型基因家族等方面对植物耐受重金属胁迫机制的研究进展.以期为提高植物耐重金属胁迫能力及研究植物修复重金属污染土壤的应用奠定一定的基础.

1979

0.0

... 的共生关系^[6,7] ...

... 目前国内外针对豆科灌木的AM真菌研究,主要集中于资源分布以及宿主植物接种效应和矿区修复等方面^{[6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17]},而针对喀斯特地区适生豆科灌木的AM真菌资源方面的研究较少 ...

... 豆科植物的AM真菌物种多样性较丰富,表明豆科植物具有丰富的AM真菌资源^[6,7,25],对喀斯特地区豆科灌木在农牧业生产和石漠化生态修复植被建植方面具有重要意义 ...

2006

0.0

... 的共生关系^[6,7] ...

2014

0.0

毕银丽, 王瑾, 冯彦博, 余海洋, 秦亚非, 于淼. 菌根对干旱区采煤沉陷地紫穗槐根系修复的影响. 煤炭学报, 2014, 39(8): 1758-1764.

Bi Y

, Wang

, Feng Y

, Yu H

, Qin Y

, Yu

Effect of arbuscular mycorrhiza on root self-repairing action of Amorpha fruticosa L. in coal mining subsidence land in arid areas.

Journal of China Coal Society, 2014, 39(8): 1758-1764. (in Chinese)

摘　要：针对神东矿区采煤沉陷地干旱缺水、植物难以定植的特点,通过野外大田试验,研究接种丛枝菌根真菌对紫穗槐生长及其根系自修复能力的影响。结果表明,强化接种菌根提高了紫穗槐根系侵染率和菌丝密度,促进了紫穗槐的生长。接菌组紫穗槐根系的总长度、总投影面积、总表面积、总体积、总根尖数显著高于对照组,且随着接种时间延长根系各项指标增加迅速;菌根侵染率、菌丝密度和紫穗槐地上部参数(成活率、株高、冠幅)与根系指标相关参数呈显著正相关;主成分分析表明,菌丝长度、总根尖数、总根长、成活率是反映采煤沉陷地植被生态修复状况的主要因子。接种菌根缓解了煤炭开采对紫穗槐生长造成的不利影响,增强了紫穗槐根系自修复能力,促进了矿区生态系统稳定。

... 因此,通过利用菌根系统独特的生理生态功能,豆科植物与菌根技术相结合被广泛应用于植树造林、矿区植被的恢复和退化生态系统的植被重建等方面^[8,9,10,11] ...

2009

0.0

高丽霞, 刘水, 陈阳春, 莫爱琼, 李秀娃. 印度木豆及丛枝菌根真菌在镉污染土壤中的抗性研究. 广东农业科学, 2009, 12: 180-190.

Gao L

, Liu

, Chen Y

, Mo A

, Li X

Effects of AMF on resistance of pigeonpea to Cd-contaminated soil.

Guangdong Agricultural Science, 2009, 12: 180-190. (in Chinese)

以印度木豆为试验材料,采用盆栽方法模拟土壤的镉(Cd)污染状况,研究了丛枝菌根真菌(AMF)及木豆在Cd污染土壤中的抗性.结果表明:AMF对木豆的种苗生长和在Cd污染土壤中的抗性有促进作用;木豆对Cd污染土壤有一定的抗性,当土壤Cd浓度为100 mg/kg时木豆种苗成活率为100%,Cd浓度为500 mg/kg时种苗种植46 d成活率为50%,当Cd浓度达到1 000 mg/kg时种苗种植46 d后基本死亡;适量的重金属Cd对木豆生长有促进作用,当Cd污染浓度为10 mg/kg时,木豆的长势最好,生长量最大. Abstract： The effects of endogenous cong branched mycorrhizal, arbuscular myeorrhizai fungus (AMF) on resistance of pigeonpea to cadmium (Cd)-contaminated soil were investigated in the present study. The results showed that the promotion effect of AMF on pigeonpea seedling growth and its resistance to Cd-contaminated soil. Pigeonpea showed a bit of resistance to Cd. At the concentration of 100 mg/kg Cd, the survival rate of pigeonpea seedling reached 100%. The survival rate decreased to 50% 46 d after sowing in the soil at the concentration of 500 mg/kg Cd. At the concentration of 1 000 mg/kg Cd, the seedling died totally 46 d after sowing. The optimum concentration of Cd was useful to promote pigeonpea seedling growth, the growth of pigeonpea seedling peaked in the soil at the concentration of 10 mg/kg Cd.

2005

0.0

申鸿, 刘于, 李晓林, 陈保东, 冯固, 白淑兰. 丛枝菌根真菌(Glomus caledonium)对铜污染土壤生物修复机理初探. 植物营养与肥料学报, 2005, 11(2): 199-204.

Shen

, Liu

, Li X

, Chen B

, Feng

, Bai S

Influence of arbuscular mycorrhizal fungus (Glomus caledonium) on maize seedlings grown in copper contaminated soil.

Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2005, 11(2): 199-204. (in Chinese)

利用盆栽试验,研究了丛枝菌根真菌(Glomus caledonium)在不同程度铜污染土壤上对玉米苗期生长的影响.结果表明,即使在土壤施铜量达150 mg/kg时,菌根真菌对玉米仍有近55%的侵染率;接种菌根真菌,能显著促进玉米根系的生长.菌根玉米的根系生物量和根系长度,平均较未接种处理分别提高108.4%和58.8%;接种处理的植株地上部生物量达到每盆(3株)10.58g,显著高于不施铜的非菌根玉米.这些结果表明,丛枝菌根真菌对铜污染具有较好的抗性;并且由于菌根的形成,使宿主植物明显地改善了对磷的吸收和运输,并能通过抑制土壤酸化、降低土壤可溶态铜的浓度等机制,增强宿主植物对铜污染的抗(耐)性.在150 mg/kg施铜水平时,与非菌根玉米相比,菌根玉米地上部和根系铜浓度分别降低24.3%和24.1%,吸铜量分别提高了28.2%和60.0%,表明菌根植物对铜污染土壤具有一定的生物修复作用.

2013

0.0

刘德良, 王开峰, 杨期和. 煤矿区先锋植物猪屎豆接种丛枝菌根的效应研究. 水土保持学报, 2013, 27(2): 282-287.

Liu D

, Wang K

, Yang Q

Study on effects of Crotalaria pallid inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi in coal mining area.

Journal of Soil and Water Conservation, 2013, 27(2): 282-287. (in Chinese)

以煤矿尾矿区土著先锋植物猪屎豆(Crotalaria pallida Ait.)为研究对象,开展了3种基质配比、4种丛枝菌根接种后的效应研究.结果表明:(1)从宿主生物量、菌根侵染率及侵染强度、50 g干土中的孢子数、根系活力看,A4菌根是最适合梅州明山矿区先锋植物猪屎豆的优势菌种,菌剂与基质优势组合是A4B1；(2)不同菌种、植株及地上部/ 地下部对镉、锌、铜、镍、锰5种重金属元素的吸收-排斥效应是不同的.从镉元素看,与对照A5相比,A1、A3、A4菌根促进或抑制对镉吸收-排斥效应均达极显著差异水平,这3种菌根结合猪屎豆可作为明山废矿区镉污染丛枝菌根-植物联合修复的优势菌种；4种菌根对促进或阻止铜、锰吸收-排斥效应均不显著； (3)覆土少的(覆2 cm厚黄土于9 cm厚煤矸石上)相应高于不接种且覆土厚(覆7 cm厚黄土于4 cm厚煤矸石上)的,说明接种菌根具有抵消由于覆土少而导致的植株生物量降低的潜力,极大地节约了复垦费用,综合经济效益十分可观.

2011

0.0

李馨, 熊康宁, 龚进宏, 陈永毕. 人工草地在喀斯特石漠化治理中的作用及其研究现状. 草业学报, 2011, 20(6): 279-286.

, Xiong K

, Gong J

, Chen Y

Advances in research on the function of artificial grassland in karst rock desertification control.

Acta Prataculturae Sinica, 2011, 20(6): 279-286. (in Chinese)

石漠化是中国南方喀斯特地区最严重的地质灾害和生态灾害。草地是保护喀斯特地区生态环境的最后屏障，在石漠化防治中具有不可替代的作用。本研究全面论述了喀斯特的分布，面临的生态、经济问题，草地建设在石漠化治理中的作用以及喀斯特地区草地建设的理论与技术研究进展，指出喀斯特地区草地建设存在草畜配套不合理、草地使用不合理、产业化程度比较低、缺乏草地配水等主要问题，并提出耐旱耐瘠草种选择、草地配水措施、草地畜牧业的产业化、低成本建植人工草地、灾害预报与控制等研究，是喀斯特地区迫切需要解决的问题。

... 在喀斯特地区,随着石漠化现象日趋严重,对植物的生长发育影响严重,同时给石漠化治理带来很大困难,石漠化已成为喀斯特地区最严重的地质灾害和生态灾害^[12] ...

2004

0.0

... 豆科植物可以同时与根瘤菌及AM真菌良好共生,接种AM真菌和根瘤菌能在一定程度上促进宿主植物的生长,提高植物抗逆性和抗病性^{[13,14,15,16,17]},对豆科植物的生存竞争十分有利 ...

2001

0.0

2004

0.0

包玉英, 闫伟. 内蒙古中西部草原主要植物的丛枝菌根及其结构类型研究. 生物多样性, 2004, 12(5): 501-508.

BaoY

, Yan

. Arbuscular mycorrhizae and their structural types on common plants in grassland s of mid-western Inner Mongolia. Biodiversity Science, 2004, 12(5): 501-508. (in Chinese)

We collected and studied 125 plant species from grasslands in the middle and western regions of Inner Mongolia, of which 104 species (83.2%), including two from the genus Carex , were infected by arbuscular mycorrhizal (AM) fungi. The colonization rate of AM fungi was higher in perennial and brush species (90.4%) than in annual and biennial plants (47.6%). Most wild plant species in the survey belonged to the Arum-type (65.38%), whereas only 19.23% belonged to the Paris-type. The intermediate type and undetermined type accounted for 10.58% and 4.81%, respectively. The results show that the structural type of AM fungi depends on the family and genus that their host plants belong to, rather than on the root forms, life forms and colonization rates of their host plants.

2002年6-9月，对内蒙古中西部草原建群植物及优势植物的丛枝菌根共生状况进行了调查。在观察的28科125种植物中，被丛枝菌根真菌侵染的植物有104种（占83.2%）；在过去认为不能侵染的莎草科植物中发现卵穗苔草（ Carex duriuscula ）和黄囊苔草（ C. korshinskyi ）有侵染现象。在所调查的植物中，多年生草本和灌木类植物被丛枝菌根真菌侵染的比例较高，占被调查该类植物总数的90.4%；而一年生和二年生草本植物被侵染的比例仅为47.6%。本地区野生植物的丛枝菌根结构类型多数为Arum类型，占65.38%，尤其在百合科（Liliaceae）、菊科（Compositae）、豆科（Leguminosae）和蔷薇科（Rosaceae）植物中比例较高；而Paris类型仅有19.23%，多见于禾本科（Gramineae）、唇形科（Labiatae）、桔梗科（Campanulaceae）和百合科。丛枝菌根的结构类型与植物的根系类型、生活型和菌根侵染率无关，而与植物所属的科属关系比较密切。

2006

0.0

贺学礼, 赵丽莉, 杨宏宇. 毛乌素沙地豆科植物丛枝菌根真菌分布研究. 自然科学进展, 2006, 16(6): 684-688.

He X

, Zhao L

, Yang H

The distribution of arbuscular mycorrhizal fungi from the leguminous in Mao wusu sand land .

Progress in Natural Science, 2006, 16(6): 684-688. (in Chinese)

从毛乌素沙地柠条锦鸡儿(CaraganaKorshinskii)、沙打旺(Astragalus adsurgens)和塔落岩黄耆(Hedysarumfruticosum)等植物根际0-10,10-20,20-30,30-40和40-50 cm 5个土层分别采集了土壤样品.研究了3种豆科植物根际丛枝菌根真菌的种类和分布.结果表明,丛枝菌根真菌种类和分布与宿主植物密切相关.在分离的2属11种丛枝菌根真菌中,近明球囊霉(Glomus claroideum)仅分布在沙打旺根际,透光球囊霉(G.diaphanum)仅出现在塔落岩黄耆根际,而皱壁无梗囊霉(Acaulospora rugosa)仅出现在柠条锦鸡儿根际.在沙打旺根际,丛枝菌根真菌定殖率和孢子密度高,而在柠条锦鸡儿和塔落岩黄耆根际,丛枝菌根真菌定殖率和孢子密度低.土壤采样深度对孢子密度和定殖率有显著影响,最高定殖率和最大孢子密度均出现在10-20 cm土层.孢子密度与泡囊、菌丝和总定殖率呈正相关.在评估荒漠生态系统和豆科不同植物形成菌根的能力时,丛枝菌根真菌种类、孢子密度、菌根定殖程度是十分有用的指标.

2007

0.0

赵莉, 贺学礼. 毛乌素沙地3种豆科植物根际AM真菌生态分布研究. 干旱地区农业研究, 2007, 25(2): 197-199.

Zhao

, He X

Colonization of arbuscular mycorrhizal fungi from the rhizoshpere of three legume species in mao wusu sand land .

Agricultural Research in the Arid Areas, 2007, 25(2): 197-199. (in Chinese)

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza，简称AM)真菌在自然界分布极其广泛，不仅是土壤微生物群落的主要组分，而且能与绝大多数高等植物形成共生体系，对植物生长有诸多有益的生理和生态学效应，并对宿主植物进化与分布、生物多样性维持等方面具有重要作用。豆科植物具有根系发达、抗逆性强、生长迅速、生物固氮等特性，特别是豆科植物能与根瘤菌和AM真菌共同作用形成根瘤和菌根，这种协同共生的优势使豆科植物成为我国西部荒漠地区的先锋植物，在生态环境建设中发挥着重要作用。毛乌素沙地生态系统严重退化、气候干旱，是我国西北生态环境建设的重点地区。为...

1980

0.0

... 采用碱解离酸性品红染色法观测菌根侵染情况,步骤采用Komanik等^[18]的方法:净化、清洗、酸化、染色、脱色、制片、镜检 ...

1986

0.0

... 2 AM真菌孢子分离与鉴定方法取10 g风干土壤,用湿筛倾析-蔗糖离心法分离AM真菌孢子^[19] ...

1988

0.0

... edu提供的种的描述及图片^[20],并参阅有关鉴定材料和近年来发表的新种的相关报道等进行种属检索、鉴定 ...

2008

0.0

... 4 AM真菌孢子根际土壤理化分析方法土壤全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、有机质、pH按《土壤农化分析与环境监测》所述方法进行测定^[21] ...

2011

0.0

孙向伟, 王晓娟, 陈牧, 豆存艳, 高飞翔, 金樑. 生态环境因子对AM真菌孢子形成与分布的作用机制. 草业学报, 2011, 20(1): 214-221.

Sun X

, Wang X

, Chen

, Dou C

, Gao F

, Jin

Effects of eco-environmental factors on the production and distribution of arbuscular mycorrhizal fungal spores.

Acta Prataculturae Sinica, 2011, 20(1): 214-221. (in Chinese)

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。

... 3 讨论AM真菌对宿主植物根的侵染率受宿主植物、土壤环境等诸多因素的影响^[22,23,24] ...

... 不同宿主植物中AM真菌的侵染率存在差异,AM真菌侵染植物受到不同宿主植物所处的具体生境的影响较大,对宿主植物没有严格的专一性^[22,23,24] ...

2015

0.0

杨高文, 刘楠, 杨鑫, 张英俊. 丛枝菌根真菌与个体植物的关系及其对群落生产力和物种多样性的影响. 草业学报, 2015, 24(6): 188-203.

Yang G

, Liu

, Yang

, Zhang Y

Relationship between arbuscular mycorrhizal fungi and individual plant and their effects on plant productivity and species diversity of plant community.

Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(6): 188-203. (in Chinese)

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are important components of terrestrial ecosystems, able to form mycorrhizal symbioses with about 80% of all terrestrial plant species. AMF play an important role in determining plant diversity and productivity through their influence on plant nutrient uptake and the ability to mediate plant-plant interactions. We reviewed the literature on AMF to identify the research gaps concerning the relationships between AMF and individual plants, interplant plant interactions and plant diversity and productivity focusing on three aspects. Firstly, we analyzed AMF-plant interactions and the factors influencing these interactions and developed a conceptual model illustrating the effect of soil available phosphorus levels on the mycorrhizal contribution to plant growth. Secondly, we summarized the effects of AMF on plant-plant interactions and seedling recruitment. Thirdly, we analyzed the effects of AMF on plant diversity and productivity, and developed two conceptual models to predict the effects of soil nutrient levels on the mycorrhizal contribution to plant diversity and productivity. Our results could be applied to forage production and grassland management to provide scientific support for the introduction of AMF when establishing pasture and for conservation biodiversity in native grassland. Suggested research priorities are outlined.

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是陆地生态系统的重要组成部分,能够与大约80%的陆地植物种类形成AMF-植物共生体。AMF能够影响个体植物的养分吸收,调节物种间的相互作用和植被更新,进而对群落生产力和物种多样性产生重要影响。为了把握AMF与个体植物、植物种间作用以及植物群落关系的研究现状,阐明AMF对群落生产力和物种多样性的作用机制,本研究拟从以下几个方面进行论述。首先,分析了物种水平上AMF与植物间的共生关系及其影响因素,提出预测AMF在不同土壤磷水平下对植物生长影响的概念模型。其次,总结了AMF对植物种间相互作用关系以及幼苗定植的影响。最后,分析了AMF对群落生产力和物种多样性的作用机制,提出相应的预测模型。对于实际生产,本文的研究结果能够应用到牧草生产和草地管理中,为利用人工草地土壤中AMF的养分吸收功能和天然草地的多样性保育及稳定性维持提供了科学根据。对于学术研究,本文综合了国内外最新研究进展,分析了当前研究中存在的科学问题,并对今后的研究方向进行了展望。

... 3 讨论AM真菌对宿主植物根的侵染率受宿主植物、土壤环境等诸多因素的影响^[22,23,24] ...

... 不同宿主植物中AM真菌的侵染率存在差异,AM真菌侵染植物受到不同宿主植物所处的具体生境的影响较大,对宿主植物没有严格的专一性^[22,23,24] ...

2002

0.0

... 3 讨论AM真菌对宿主植物根的侵染率受宿主植物、土壤环境等诸多因素的影响^[22,23,24] ...

... 不同宿主植物中AM真菌的侵染率存在差异,AM真菌侵染植物受到不同宿主植物所处的具体生境的影响较大,对宿主植物没有严格的专一性^[22,23,24] ...

2014

0.0

任爱天, 鲁为华, 杨洁晶, 马春晖. 石河子绿洲区苜蓿地丛枝菌根真菌的多样性及与土壤因子的关系. 草业科学, 2014, 31(9): 1666-1672.

Ren A

, Lu W

, Yang J

, Ma C

Arbuscular mycorrhizal fungi diversity and its relationship with soil environmental factors in oasis alfalfa planting of Shihezi.

Pratacultural Science, 2014, 31(9): 1666-1672. (in Chinese)

The aim of this study was to measure soil nutrient content, the diversity of alfalfa rhizosphere AM fungi and its relationship with soil factors in each sample site. The results showed that there were 3 genera and 21 species of AM fungi in the vegetation rhizosphere soil of total sample areas, including 6 species of Acaulospora , 14 species of Glomus , 4 species of Scutellospora. Glomus appeared as the dominant species which was present at all research sites. Spore density significantly and negatively correlated to the soil available phosphorus and alkali-hydrolysis nitrogen ( P <0.01), and did not correlate with soil available potassium, pH and organic matter.

以石河子绿洲区苜蓿( Medicago sativa )田为研究对象,测定各类采样地土壤养分含量、苜蓿根际AM真菌物种多样性及其与土壤因子的关系。在采样地植被根际土壤中共鉴定出3属24种AM真菌,其中无梗囊霉属( Acaulospora)6种,球囊霉属(Glomus)14种,盾巨孢囊霉属(Scutellaspora )4种,各采样地球霉囊属均为优势种群,并且在各类采样地均出现。通过对土壤因子和孢子密度的相关性分析发现,孢子密度与土壤速效磷、碱解氮呈显著负相关关系( P P >0.05)。

... 039),与任爱天等^[25]研究结果一致,表明AM真菌的侵染可以显著改善低磷土壤中宿主植物对磷营养的吸收^[26,27] ...

2009

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... 039),与任爱天等^[25]研究结果一致,表明AM真菌的侵染可以显著改善低磷土壤中宿主植物对磷营养的吸收^[26,27] ...

2011

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... 039),与任爱天等^[25]研究结果一致,表明AM真菌的侵染可以显著改善低磷土壤中宿主植物对磷营养的吸收^[26,27] ...

2015

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许伟, 贺学礼, 孙茜, 王晓乾, 刘春卯, 张娟, 赵丽莉. 塞北荒漠草原柠条锦鸡儿AM真菌的空间分布. 生态学报, 2015, 35(4): 1124-1133.

, He X

, Sun

, Wang X

, Liu C

, Zhang

, Zhao L

The spatial distribution of arbuscular mycorrhizal fungi in the rhizosphere of Caragana korshinskii in Saibei desert steppe.

Acta Ecologica Sinica, 2015, 35(4): 1124-1133. (in Chinese)

In order to elucidate the activity and ecological distribution of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi in Saibei desert steppe, we sampled soil from three different sites at Erniudian,Shangduzhen and Qinggeletu in Saibei desert steppe in June 2013. Roots of Caragana korshinskii and rhizosphere soil were collected from each site at five depths in the soil profile: 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 and 40-50 cm, respectively. The results indicated that C . korshinskii formed strong symbiotic relationship with AM fungi. AM fungal spore density and colonization rates were significantly affected by sampling sites and soil depths. The highest spore density occurred at the 0-10cm layer and gradually decreased with soil depths. Hyphal colonization rate was the highest in samples collected at Shangduzhen among the three sites. However, vesicular colonization was the lowest in samples from Qinggeletu, and there were no significant differences among soil layers. Arbuscular colonization differed among the three sites. Both the total colonization rates and colonization intensity of AM fungi in root samples from Shangduzhen were the highest compared to the other two sites, respectively. Spore density strongly correlated with soil organic C, total N, easily extractable glomain (EEG) and total extractable glomalin (TG) (all P P P P P P P <0.05), but had no significant correlation with available P. Principal component analysis showed that acid and alkaline phosphatase, TG, total N and organic carbon were the key factors affecting soil nutrient status. The average contents of TG and EEG were 3.19 mg/g and 1.17 mg/g accounting for 7.77% and 3.83% of the total soil organic carbon, and 20.81% and 9.57% of the total soil nitrogen, respectively. Multiple linear regression analysis showed significant linear correlation between TG or EEG and soil organic C and total N, respectively. The results suggest that AM fungal colonization and glomalin are useful indicators for evaluating soil quality and function of desert ecosystem on the basis of its relationship with AM fungal distribution, soil nutrient dynamics, carbon and nitrogen cycle.

为了探明塞北荒漠草原AM真菌生态分布规律,于2013年6月选取河北沽源县二牛点、内蒙古上都镇和青格勒图嘎查3个样地,按照0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm、30-40 cm、40-50 cm 5个土层分别采集柠条锦鸡儿( Caragana korshinskii )根围土壤样品,研究了AM真菌空间分布特征及其与土壤因子的相关性。结果表明,柠条锦鸡儿根系能与AM真菌共生形成疆南星型丛枝菌根,AM真菌孢子密度和定殖率与样地和采样深度密切相关。二牛点孢子密度最大,3个样地孢子密度最大值均在0-10 cm土层,并随土层加深而减少;3个样地菌丝定殖率依次为上都镇 > 青格勒图嘎查 > 二牛点,峰值均在0-10 cm土层;泡囊定殖率青格勒图嘎查显著低于其他样地,但土层间无规律性变化;丛枝样地间定殖状况差异明显,变化趋势为青格勒图嘎查 > 上都镇 > 二牛点;AM真菌总定殖率和定殖强度最大值在上都镇。孢子密度与土壤有机C、全N、易提取球囊霉素和总球囊霉素极显著正相关,与pH值显著正相关,与速效P显著负相关;菌丝定殖率与土壤pH值、速效P、全N和酸性磷酸酶显著负相关;泡囊和丛枝定殖率与土壤碱解N和碱性磷酸酶具有极显著相关性;总球囊霉素和易提取球囊霉素与脲酶显著正相关,与碱解N、全N、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶极显著正相关。主成分分析表明,酸性磷酸酶、总球囊霉素、全N、碱性磷酸酶、有机C是影响荒漠土壤营养状况的主要因子。总球囊霉素和易提取球囊霉素平均含量分别为3.19 mg/g和1.17 mg/g,占土壤有机C平均含量比为7.77%和3.83%,占土壤全N平均含量比为20.81%和9.57%。多元线性回归表明,总球囊霉素和易提取球囊霉素与土壤有机C和全N具有显著线性相关关系。研究球囊霉素与土壤有机C和N的比例关系可进一步明确AM真菌的生态功能,对荒漠土壤C库和N库研究具有重要意义。

... 猪屎豆与多花木蓝的孢子密度变化规律表现为随着土壤深度的增加而降低,这种变化规律与许伟等^[28]、刘春卯等^[29]研究结果一致,其中最大孢子密度位于5-10 cm土层,猪屎豆115 ...

2013

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刘春卯, 贺学礼, 徐浩博, 张淑容, 牛凯. 蒙古沙冬青AM真菌物种多样性研究. 生态环境学报, 2013, 22(7): 1148-1152.

Liu C

, He X

, Xu H

, Zhang S

, Niu

Species diversity of arbuscular mycorrhizal fungi in the rhizosphere of Ammopiptanthus monglicus.

Ecology and environmental Sciences, 2013, 22(7): 1148-1152. (in Chinese)

AM真菌是自然界广泛分布的一种内生真菌,能与绝大多数高等植物根系形成共生关系,庞大的菌丝网络结构能够扩大宿主植物根系吸收范围,提高植物对营养物质利用率。蒙古沙冬青 (Ammopiptanthus monglicus)属国家三级濒危保护植物,近年来对沙冬青区系分布、濒危原因与迁地保护、生态学等方面进行了深入研究,但有关沙冬青AM真菌资源和物种多样性研究甚少。为了探明蒙古沙冬青AM真菌多样性和土壤因子的生态作用,2012年7月从宁夏银川、沙坡头和甘肃民勤3个样地分别从0-10、 10-20、20-30、30-40、40-50cm5个土层采集沙冬青根围土壤样品,研究了AM真菌物种多样性空间分布。共分离AM真菌4属36种,其中,球囊霉属(Glomus)19种,无梗囊霉属(Acaulospora)13种,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)3种,多孢囊霉属 (Diversispora)1种。黑球囊霉(G.melanosporum)是银川和沙坡头样地优势种,网状球囊霉(G.reticulatum)是民勤样地优势种。民勤样地孢子密度、种丰度和物种多样性最高,这与所选样地植被类型、土壤环境差异有关。在较低的植被密度和覆盖条件下,植物根系所能提供的碳水化合物比AM真菌需要少得多,导致AM真菌孢子数量减少。孢子密度和种丰度随土层加深而递减,在0-20cm土层达最大值,这可能是表层土有机质含量高,通气状况好,有利于好气性AM真菌生长的缘故。土壤总球囊霉素(TEG)和易提取球囊霉素(EEG)含量在3个样地均随土层加深而降低。主成分分析结果表明,碱解氮和有机质是影响AM真菌生长的主要因子,而球囊霉素又是土壤有机C、N的重要来源,球囊霉素与土壤养分的相关性充分说明AM真菌与土壤环境的密切关系。本试验球囊霉素含量明显高于毛乌素沙地油蒿和沙打旺根围球囊霉素含量,不仅说明球囊霉素含量受宿主植物、AM真菌和样地环境等因素综合影响, 也说明不同环境和宿主植物对AM真菌代谢活动影响程度不同。相关性分析结果表明,孢子密度与土壤有机质、碱解氮、速效钾显著正相关,与总球囊霉素极显著正相关。结果表明,AM真菌物种多样性具有明显的空间异质性,并与土壤环境密切相关,这为筛选优良菌种,充分利用AM真菌资源促进沙冬青生长和荒漠植被恢复提供了依据。

... 综合3个不同的土层AM真菌孢子种丰度和多样性指数结果表明,8种豆科灌木植物根际土壤共分离出4属79种AM真菌,豆科灌木植物(除白刺花、木豆外)的AM真菌种丰度^[29]和多样性指数随土壤深度的增加而降低 ...