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丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal, AM)真菌在农业生态系统广泛存在,能够与寄主植物根系形成一种互惠共生体,帮助寄主植物从土壤中吸收水分和矿质元素,增强寄主植物抗逆性及对新环境的适应性。柑橘是一种菌根依赖性很强的果树;本文调查研究了不同生态环境下柑橘菌根的发生发育特点,鉴定了柑橘根围及侵染柑橘根系的AM真菌,探讨了田间条件下柑橘菌根发育及AM真菌多样性与橘园生态因子间的关系,主要研究结果如下:(1)橘园菌根际微域环境田间条件下柑橘菌根在不同土层中的发生发育状况及其与根际微生物数量和土壤酶活性关系的研究结果表明,土层深度对柑橘菌根菌丝和丛枝的侵染率有显著影响,它们在20-40 cm土层中均最大,分别为69.72%和43.83%,而泡囊侵染率在不同土层中差异不显著;相关性分析表明,丛枝侵染率与细菌(r=0.483)和真菌(r=0.529)数量显著正相关(P<0.05),与转化酶(r=0.448)、脲酶(r=0.623)和磷酸酶(r=0.518)活性显著正相关(P<0.05)。(2)海拔和季节对柑橘菌根发生发育的影响三峡库区不同海拔柑橘菌根发育随季节变化趋势的研究结果表明,柑橘菌根在低海拔(<400 m)橘园的发育状况要好于高海拔(>600 m)橘园,且具有明显的季节性;主成分分析表明,海拔和季节首先影响橘园的菌根活性和微生物数量等根际微生物因子,其次为橘园土壤因子;主成分散点图表明,高海拔果园菌根发育季节规律性比低海拔果园更为明显,但菌根活性均在夏秋季较高,春冬季较低;相关性分析表明,橘园土壤有机质含量与菌根总侵染(r=0.762,P<0.01)、孢子密度(r=0.619,P<0.01)和菌丝长度密度(r=0.513,P<0.05)及细菌、放线菌和真菌数量(r1=0.454,P<0.05;r2=0.644,P<0.01;r=0.451,P<0.05)均显著正相关。(3)柑橘根围AM真菌的物种多样性从三峡库区不同海拔柑橘根围土壤中共分离得到了5属18种AM真菌,其中球囊霉属(Glomus)为优势属,而该属中的聚丛球囊霉(G. aggregatum)和摩西球囊霉(G. mosseae)又为优势种。与其它自然条件生态系统相比,本研究中橘园AM真菌种的丰度偏低,范围是9-18。典型对应分析表明,聚丛球囊霉(G. aggregatum)、苏格兰球囊霉(G. caledonium)、幼套球囊霉(G. etunicatum)、摩西球囊霉(G. mosseae)和根内球囊霉(G. intraradices)之间生态分布差异较小,它们大量分布在低海拔、低湿度、低pH和低营养的橘园环境中;微白巨孢囊霉(Gigaspora albida)和Scutellospora sp.1分布在高海拔、高湿度、低pH值和低营养的橘园环境中。(4)柑橘根系AM真菌的分子多样性侵染柑橘常用砧木枳(Poncirus trifoliata L. Raf.)和红橘(Citrus reticulata Blanco)根系AM真菌的SSU rDNA基因片段序列构建的系统发育树表明,得到的柑橘根系AM真菌被分成11个分离的序列组合,而且全部都属于球囊霉属(Glomus);侵染枳根系的AM真菌群体主要为GLO1(31.65%)和GL02(22.78%)进化分枝,均与Uncultured Glomus聚为一类,而侵染红橘根系的AM真菌群体主要为GL06(28.75%)进化分枝,与根内球囊霉(G. intraradices)、聚生球囊霉(G. faciculatum)和G. irregulare聚为一类;侵染枳和红橘根系的AM真菌群体的多样性指数分别为1.69和1.65,两者间没有显著差异。(5)接种土著AM真菌对枳生长发育的影响在低磷条件下生长的枳(Poncirus trifoliata L. Raf.)实生苗上接种土著和外来摩西球囊霉(G. mosseae)进行盆栽试验的结果表明,无论是土著AM真菌还是外来AM真菌均促进了枳的生长,但接种外来AM真菌促生长效应(菌根贡献率)不及接种土著AM真菌好;基因表达谱分析显示,接种AM真菌后枳根系的差异表达基因主要涉及代谢过程(33.3%)、应答外界刺激(13.4%)、转移酶活性(14.8%)、调节生物学过程(10.0%)和转运子活性(9.1%)等功能;其中,有两个磷酸盐转运子基因的表达发生了显著的变化,其中一个高亲和力的磷酸盐转运子基因表达上调,而另外一个低亲和力的磷酸盐转运子基因表达却下调。