塞北荒漠植物AM和DSE时空分布以及DSE分离培养研究

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AM(arbuscular mycorrhizal)真菌是能与大多数高等植物根系形成互利共生关系的土壤真菌,其生态适应性强,能提高宿主植物对矿质营养的吸收和利用,增强宿主植物抗逆性。DSE(Dark septate endophyte)是一类广泛定殖于植物根皮层细胞甚至维管组织、形成深色有隔菌丝的土壤真菌。DSE广泛的生态分布以及在不利于菌根发育的极端环境下的积极作用,使其在植被恢复和生态重建方面具有重要价值。本试验以塞北荒漠北沙柳(Salix psammophila)和柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)为目标植物,系统研究了AM和DSE真菌时空分布以及与土壤因子相关性。在此基础上,从北沙柳和柠条锦鸡儿根内分离培养DSE;采用形态学和分子生物学方法对DSE菌株进行分类鉴定,并进行化学成分分析。以便为充分利用AM和DSE真菌资源促进植物适应极端荒漠环境及生态重建提供依据。  本研究主要内容包括:⑴北沙柳能被AM真菌侵染形成典型的丛枝菌根结构,平均总定殖率为69%。AM真菌时空分布规律性明显,最大值在0-20cm浅土层,并随采样时间后延逐渐增加,样地间元上都高于青格勒图,年际间2014年较2013年有所下降。⑵北沙柳和柠条锦鸡儿均能与DSE形成典型的根菌联合体,平均总定殖率分别为83%和45%。DSE定殖率在土层间无明显规律性,随采样时间后延逐渐增加,样地间最大值在青格勒图,年际间不同样地变化不同,两植株间表现为北沙柳高于柠条锦鸡儿。⑶AM和DSE真菌时空分布与土壤因子密切相关。AM真菌总定殖率与土壤温度显著负相关,与湿度、有机碳、碱性磷酸酶、EEG和TG显著正相关。DSE总定殖率与土壤温度显著负相关,与湿度、有机碳、碱解氮、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶和EEG显著正相关。土壤湿度、pH、碱性磷酸酶、EEG是塞北荒漠环境主要影响因子。⑷AM真菌常与DSE在同一根段内出现,且两者定殖率表现为显著或极显著负相关。⑸从北沙柳根样中分离培养DSE35株,其中青格勒图23株,元上都12株。归为5种,分别为Curvularia australiensis(弯孢属)、Alternaria alternata(链隔孢属)、Paraphoma chrysanthemicola(异茎点霉属)、Bipolaris maydis(离蠕孢属)、Cochliobolus miyabeanus(旋孢腔属),C.australiensis为两样地共有种;从柠条锦鸡儿根样中分离培养DSE13株,其中青格勒图10株,元上都3株,分别为Ascomycota sp.(子囊菌属)和Cladosporium tenuissimum(枝孢菌属),C.tenuissimum为两样地共有种。⑹北沙柳纯培养DSE菌株中,青格勒图样地:P.chrysanthemicola黑色素、总蛋白和多糖含量均有最大值;金属元素含量,P.chrysanthemicola、B.maydis和C.australiensis差异不显著。元上都样地:DSE化学成分含量最大值均在C.australiensis。C.australiensis化学成分含量样地间为:元上都>青格勒图。⑺柠条锦鸡儿纯培养DSE菌株中,青格勒图样地:C.tenuissimum黑色素、总蛋白和多糖含量均大于Ascomycota sp.,金属元素含量两菌种差异不显著。C.tenuissimum化学成分含量样地间为:元上都>青格勒图。
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