崇明岛北滩不同植被带植物根围丛枝菌根真菌多样性及其与土壤因子相关性研究

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丛枝菌根真菌(AMF,Arbuscular mycorrhiza Fungus)是自然生态系统中分布最广泛的土壤真菌,能与绝大多数维管植物根系建立互惠共生体。本研究在崇明岛北滩根据植被分布类型的不同将研究区域划分为6个区域:1、海三棱藨草和互花米草交错区的海三棱藨草区,BC;2、互花米草和海三棱藨草交错区的互花米草区,H;3、单一互花米草区,DH;4、芦苇和互花米草交错区的互花米草区,JH;5、芦苇和互花米草交错区的芦苇区,JL;6、单一芦苇区,L,于2017年11月、2018年5月和8月在研究地进行样品采集,利用高通量测序技术,对不同植被带根围土壤丛枝菌根真菌多样性及其与土壤因子相关性进行研究,主要结论如下:不同植被带的互花米草株高和密度在生长期间变化不同,但在生长末期趋于一致。互花米草对芦苇的株高有一定的抑制作用但互花米草对芦苇的植株密度抑制作用不明显;在整个生长周期内,不同植被带的互花米草有机碳含量变化不同,但在生长末期无显著差异,互花米草对芦苇碳的固定有一定的抑制作用,且互花米草相较芦苇有更长的生长周期,在生长末期,互花米草较芦苇有较强的磷吸收能力。各植被带间土壤物理性质存在差异显著,土壤含水率在各土层间的变化整体上呈现随土层变深而增加的趋势,但无显著差异,交错区含水率显著低于单一植被带,一定程度上说明互花米草和芦苇的种内竞争小于种间竞争;土壤p H在不同月份表现不同,5月份单一植被带土壤p H显著高于交错区,8月份各交错区间无显著差异,11月植物生长末期,低潮区土壤p H显著低于高潮区;各植被带土壤盐度总体表现为,低潮区高于高潮区,且不同潮位间存在显著差异,同植被带不同土层间相比,总体上呈现随深度增加盐度变大的趋势,但不同土层间差异性不存在显著差异;各植被带土壤中值粒径总体表现为低潮区高于高潮区,且潮位间存在显著差异,不同月份土壤中值粒径表现不同,5月土壤中值粒径最高,11月土壤中值粒径最低,表层0-10cm土壤和位于最前沿的BC区中值粒径受潮汐作用及江水流量变化所带来的扰动较大,季节变化存在显著差异。土壤总有机碳表现为高潮区高于低潮区,不同月份间表现不同,8月土壤有机碳显著低于5月和11月;单一植被带间土壤总氮含量无显著差异,海三棱藨草、互花米草和芦苇这三种植物对氮素磷素的吸收能力差异不大,互花米草和芦苇之间在氮素磷素吸收方面有一定的相互抑制作用,而海三棱藨草对互花米草在氮素磷素吸收方面有一定的促进作用。研究样地的各植被带土壤均为粉砂质,透气透水性良好,淋溶作用强,各土层间营养物质转移能力强,所以在0-30cm各土层间无显著差异。土壤易提取球囊霉素和总提取球囊霉素含量总体上均呈现随土层变深而降低的趋势。不同植被带间土壤易提取球囊霉素A存在显著差异,总体上表现为高潮区高于低潮区,不同土层间差异不显著。不同季节土壤易提取球囊霉素含量存在显著差异,5月显著低于8月和11月;DH和JH区的土壤总提取球囊霉素显著高于H区,JL和L区之间无显著差异,芦苇区显著低于互花米草区,不同季节总球囊霉素含量存在显著差异,5月显著高于8月和11月。孢子密度总体表现为低潮区高于高潮区,但不存在显著差异,定殖率及定殖强度均表现为高潮区大于低潮区,H区和DH区互花米草定殖率及定殖强度均非常低,交错区的芦苇对丛枝菌根真菌在互花米草中的定殖有显著的促进作用,交错区的互花米草对丛枝菌根真菌在芦苇中的定殖有显著的抑制作用。在三个月份的调查中,共发现3纲、4目、8科、9属114个AM真菌OTU,属分别为:Ambispora、Archaeospora、Acaulospora、Diversispora、Gigaspora、Scutellospora、Claroideoglomus、Glomus、Paraglomus。有14个OTU鉴别到种:Ambispora HernandezHernandez17,Archaeospora Hernandez-Hernandez17,Archaeospora Mueller15,Scutellospora LH-Sc01,Glomus clarum,Glomus Gl Ad2.4,Glomus Glo1,Glomus Glo-E,Glomus manihotis,Paraglomus Alguacil12b,Paraglomus Alguacil14b,Paraglomus Glom,Paraglomus occultum,Paraglomus Para2。潮滩湿地AM真菌多样性显著低于陆地。在已鉴别出的所有AM真菌中,仅有Glomus在三个月份和各个样地均有分布,Glomus共有35个OTU,在所测样品中优势度最大。Paraglomus有40个OTU,在已鉴别出的AM真菌中相对丰度最大,但相对多度低于Glomus。不同样地之间,AM真菌种类及多样性不同。DH区土壤AM真菌种类最少且相对丰度最低,H区相对丰度最高,H区与BC区均有个7属的AM真菌且类型一致,JH、JL、L区均有8个属的AM真菌。本研究表明,H、DH、JH、JL所占据的潮间带更适合AM真菌的生长。Ambispora和Gigaspora仅在处于高潮区的JH、JL、L植被带有分布。Diversispora,Glomus,Paraglomus相对多度最高的植被带为H区,Archaeospora相对多度最高的植被带为DH区,Acaulospora,Scutellospora相对多度最高的植被带为JH区,Ambispora,Gigaspora相对多度最高的植被带为JL区。不同月份之间,AM真菌优势属和特有属表现不同,5月优势属为Archaeospora,无特有属,8月的优势属为Archaeospora,特有属有Diversispora和Gigasporaceae,11月的优势种为Glomus,特有属有Acaulospora和Scutellospora且这两个属在11月各植被带均有分布。总球囊霉素与ACE指数、OTU个数显著正相关(p<0.05),土壤总氮与辛普森指数极显著正相关(p<0.01),与Shannon指数显著负相关(p<0.05)。
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