荒漠沙柳根围AM真菌的空间分布

为探明荒漠植物沙柳(Salix psammophila)根围AM真菌空间分布和土壤因子生态作用,2009年5月在内蒙古黑城子、正蓝旗、元上都3个样地分别从0—10、10—20、20—30、30—40、40—50cm 5个土层采集沙柳根围土壤样品,系统研究了AM真菌空间分布及与土壤因子的相关性。结果表明,沙柳根围AM真菌平均孢子密度为108个?100g-1 土,平均定殖率61.7%;沙柳与AM真菌可形成良好的I型丛枝菌根。不同样地和采样深度对AM真菌孢子密度和定殖率有显著影响,最大孢子密度和最高定殖率均出现在0—10cm土层,并随土层深度增加而下降。黑城子样地孢子密度显著高于其它样地。沙柳根围土壤总球囊霉素(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,平均值分别为0.24mg?g-1和 0.16mg?g-1,占土壤有机C 23.6%—24.6% 和14.9%—17.3%。相关分析表明,土壤速效P、碱解N与孢子密度显著负相关;土壤有机C与菌丝定殖率显著正相关,与泡囊定殖率显著负相关;土壤磷酸酶与孢子密度和侵染强度极显著正相关;土壤脲酶与孢子密度和定殖率极显著正相关;土壤总球囊霉素和易提取球囊霉素与土壤有机C极显著正相关。主成分分析表明,土壤有机C、磷酸酶和碱解N是影响荒漠土壤AM真菌分布和活动的主要因子。上述结果对进一步探明宿主植物、菌根和土壤三者之间的内在联系,充分利用AM真菌资源,促进荒漠植被恢复和生态重建具有重要意义。     

蒙古沙冬青根围AM和DSE真菌与土壤因子的相关性研究

于2012年6月对银川、沙坡头、民勤3个样地的蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)根围采集5个土层(0~10、10~20、20~30、30~40、40~50cm)的土样和根样,研究了蒙古沙冬青根际AM和DSE真菌空间分布以及土壤因子的生态作用,以阐明沙冬青与土壤真菌的共生关系,为利用共生真菌资源促进沙冬青生长和荒漠植被恢复提供依据。结果表明:(1)沙冬青根系能被AM和DSE真菌高度侵染,共生程度和生态分布具有明显空间异质性。(2)沙坡头样地AM真菌总定殖率最高,民勤DSE定殖率最高,但不同样地菌丝、泡囊、丛枝和定殖强度无显著差异;同一样地不同土层AM真菌总定殖率和DSE定殖率无显著差异。(3)相关性分析表明,AM真菌总定殖率与土壤速效P显著正相关;泡囊定殖率与有机质显著正相关,与速效P极显著正相关;定殖强度与总球囊霉素(TEG)显著正相关,与碱解N和速效K极显著正相关;DSE定殖率与易提取球囊霉素(EEG)极显著正相关,与碱解N显著正相关。(4)通径分析表明,土壤有机质、EEG和速效K是通过直接作用影响AM真菌总定殖率和DSE定殖率。     

蒙古沙冬青及其伴生植物AM真菌物种多样性

于2015年7月在内蒙古乌海、磴口2个样地选取蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)及其伴生植物为研究对象,分别采集0-20 cm和20-40 cm土层根围土样,利用高通量测序方法分析了不同植物AM真菌群落结构和物种多样性,发掘新物种,为补充和完善AM真菌分类体系提供依据。试验共分离鉴定3纲5目6科9属89个AM真菌OTU,属包括Glomus,Funneliformis,Diversispora,Claroideoglomus,Rhizophagus,Septoglomus,Scutellospora,Ambispora和Paraglomus。与形态学研究结果相比,高通量鉴定结果在属水平上更丰富。同一土层不同样地,蒙古沙冬青AM真菌丰度和多样性指数高于伴生植物;同一土层不同植物,AM真菌丰度和多样性指数表现为磴口高于乌海;同一植物不同样地,AM真菌ACE指数和Chao1指数20-40 cm土层高于0-20 cm土层,Simpson指数和Shannon指数0-20 cm土层高于20-40 cm土层。RDA分析表明,AM真菌ACE指数和Chao1指数与土壤碱解N显著正相关,与酸性磷酸酶显著负相关;Simpson指数和Shannon指数与碱性磷酸酶显著正相关,与pH显著负相关。结果表明,蒙古沙冬青AM真菌物种多样性高于伴生植物,同一样地,寄主植物与土壤深度共同作用对AM真菌群落组成有显著影响。     

荒漠柠条锦鸡儿AM真菌多样性

为了阐明荒漠柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)根围AM真菌群落组成及其分布特点,2010年7月从河北省与内蒙古交界荒漠带选择多伦湖、黑城子和二羊点3个样地,按0—10、10—20、20—30、30—40、40—50 cm 5个土层采集柠条根围土壤样品,研究了柠条根围AM真菌物种组成、生态分布及与土壤因子的相关性。共分离鉴定出4属24种AM真菌,其中球囊霉属(Glomus)16种,是3个样地共同优势属;无梗囊霉属(Acaulospora)5种,是3个样地共有属;盾巨孢囊霉属(Scutellospora)2种;多孢囊霉属(Diversispora)1种;网状球囊霉(G.reticulatum)是黑城子和多伦湖样地优势种,二羊点亚优势种;黑球囊霉(G.melanosporum)是黑城子和二羊点样地优势种,多伦湖亚优势种;二羊点的AM真菌种类和孢子密度最高;黑城子和多伦湖样地无明显差异。AM真菌孢子密度与土壤碱解N、有机质和速效P含量极显著正相关,其中土壤碱解N影响最大。结果表明,柠条根围AM真菌物种多样性丰富,具有明显空间异质性,并与土壤因子关系密切,这为进一步分离筛选优势AM真菌菌种,充分利用AM真菌资源促进荒漠柠条生长提供了依据。     

西北荒漠带油蒿丛枝菌根真菌空间分布特征

2018年7月和2019年7月,沿荒漠植物油蒿(Artemisia ordosica)天然分布地带,在内蒙古、宁夏、甘肃选取4个典型样地,采集油蒿根围土样和根样,研究丛枝菌根(arbuscular mycorrhiaze,AM)真菌地理分布以及土壤因子的生态功能。共分离鉴定6属32种AM真菌。在低海拔地区(1 000～1 300 m)和高海拔地区(1 600～1 900 m),球囊霉属(Glomus)和无梗囊霉属(Acaulospora)为优势属;在中海拔地区(1 300～1 600 m),球囊霉属和斗管囊霉属(Funneliformis)为亚优势属;盾巨孢囊霉属(Scutellospora)在3个海拔地区均为偶见属,近明囊霉属(Claroideoglomus)在低海拔地区为偶见属,在高、中海拔地区为伴生属;缩管柄囊霉属(Septoglomus)在3个海拔地区均为伴生属。油蒿根围AM真菌定殖分布表现出空间分布特征:从东到西随海拔高度增加,菌丝、泡囊、总定殖率和定殖强度总体呈渐增趋势,最大定殖率为70%,最小定殖率为13.3%。主成分分析表明,氨氮、湿度、脲酶和速效磷是影响AM真菌分布的主要因子。相关性分析表明,海拔与酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、脲酶、速效磷极显著正相关(P0.01),与有机碳显著正相关(P0.05),与总提取球囊霉素极显著负相关。     

新疆沙冬青AM真菌群落结构与遗传多样性分析

以新疆乌恰县4个样地新疆沙冬青Ammopiptanthus nanus根围3个土层土壤为研究对象,利用Nested-PCR-DGGE技术,结合DGGE图谱分析、DNA克隆测序及系统发育分析,研究新疆沙冬青AM真菌菌群结构与遗传多样性特征,为新疆沙冬青根围功能菌群研究奠定基础。结果表明,不同样地和土层,AM真菌具有不同DGGE指纹图谱特征,AM真菌丰度、优势度及其多样性指数均有差异,其中上阿图什30–40cm土层AM真菌丰度和多样性指数最高,分别为20和3.48。DGGE条带测序和系统发育分析显示,全部序列归为2属14种,球囊霉属Glomus是其优势属,其中Uncultured Glomus(AB698612)和Uncultured Glomus(AB698616)普遍存在于4样地3个土层,Glomus sp.(FN429104)和Uncultured Glomus(KC797120)是上阿图什30–40cm土层特有种,Glomus sp.(EU332717),Rhizophagus intraradices(FR750206)和Uncultured Glomus(AB698616)是新疆沙冬青根围优势种。G.indicum和Rh.intraradices在形态学鉴定中未出现,说明分子生物学技术对真菌多样性研究起着补充和完善的作用。     

塞北荒漠草原柠条锦鸡儿AM真菌的空间分布

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p H值显著正相关,与速效P显著负相关;菌丝定殖率与土壤p H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。     

我国北方农田土壤中AM真菌的多样性

AM真菌是农业生态系中一类重要的土壤微生物,它在农田土壤中的发生和分布受多种环境因素的影响。为深入了解我国北方农田土壤中AM真菌的多样性规律,于2000年在河北、山东的农田土壤中采集有代表性的土样127个。通过进一步扩繁、纯化,从中分离出AM真菌5属22种,鉴定了20个种,包括一个国内新记录种沾屑球囊霉(Glomus spurcum)。分析AM真菌的多样性特点及其影响因素发现,农田土壤中以球囊霉属(Glomus)的频度最高,其次为无梗囊霉属(Acaulospora);优势种类为幼套球囊霉(Glomus etunicatum)和摩西球囊霉(Glomus mosseae).土壤速效磷含量、pH状况主要对孢子密度产生影响,对种群分布影响不大。宿主植物类型对AM真菌的侵染状况和多样性影响较大;比较玉米(Zea mays)、甘薯(Ipomoea batatas)根区AM真菌的种群组成后发现两者有所不同,但优势种一致.     

北方两省农牧交错带沙棘根围AM真菌与球囊霉素空间分布

2009年7月在内蒙古和河北两省农牧交错带沙棘(Hippophae rhamnoides L)集中分布区选取3个典型样地,分别从0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-40cm和40-50cm土层采集沙棘根围土壤样品,研究了沙棘根围AM真菌与球囊霉素空间分布及与土壤因子的相关性。结果表明,沙棘能与AM真菌形成良好的疆南星型(Arum-type)丛枝菌根。AM真菌定殖率和孢子密度与样地生态条件密切相关。大梁底村和多伦东样地AM真菌不同结构定殖率及孢子密度无明显差别,但均显著高于黄柳条村样地,只在大梁底村发现丛枝定殖;孢子密度在3个样地均随土层加深而降低,不同结构定殖率在大梁底村随土层加深而降低,其他2个样地无明显变化规律;AM真菌最高定殖率和最大孢子密度均出现在0-30cm浅土层。根围土壤总球囊霉素(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。相关性分析表明,孢子密度与菌丝定殖率、泡囊定殖率和总定殖率极显著正相关。AM真菌菌丝、泡囊和总定殖率与土壤pH值、有机C、碱解N和速效P含量、脲酶和碱性磷酸酶活性极显著正相关,丛枝定殖率与土壤碱解N含量和脲酶活性显著正相关。多元线性回归方程表明,AM真菌不同定殖结构和土壤因子对TEG和EEG含量贡献不同,对于TEG:菌丝>孢子>泡囊;有机C>速效P>酸性磷酸酶>pH值,对于EEG:泡囊>孢子>菌丝;有机C>速效P。结果建议,AM真菌孢子密度、菌丝定殖程度和土壤球囊霉素含量在一定程度上能综合反应土壤AM真菌群落、有机C动态和养分循环进程,可以作为土壤质量及功能评价的新指标进一步深入研究。     

沙坡头地区沙冬青AM真菌的时空分布

2007年5月、8月和10月分别从宁夏沙坡头地区豆科植物沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)根围分0-10cm,10-20cm,20-30cm,30-40cm和40-50cm5个土层采集土壤样品。研究了AM真菌时空分布及与土壤因子的相关性,在分离的3属12种AM真菌中,球囊霉属(Glomus)6种,无梗囊霉属(Acaulospora)4种,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)2种,3属12种AM真菌在3个时期均有分布。AM真菌定殖率与孢子密度有明显的时空分布规律,并与土壤因子关系密切。孢子密度和泡囊定殖率在8月份最高,丛枝、菌丝和总定殖率10月份最高。土壤采样深度对孢子密度和定殖率有显著影响,AM真菌最高定殖率和最大孢子密度均出现在0-30cm浅土层。孢子密度与土壤有机质、碱解N极显著正相关,与pH显著正相关;菌丝、总定殖率与pH、碱解N和速效P极显著正相关。在评估荒漠生态系统和沙冬青形成菌根的能力时,AM真菌孢子密度、菌根不同结构的定殖程度是十分有用的指标。     

毛乌素沙地沙打旺根围AM真菌的空间分布

对毛乌素沙地5个不同生态条件下沙打旺(Astragalus adsurgens)根围土壤0～50 cm土层 AM真菌空间分布进行研究.结果表明：不同样地和采样深度下AM真菌孢子密度和定殖率存在显著差异,最高定殖率和最大孢子密度均出现在10～30 cm土层; 定边样地孢子密度最高,并显著高于其他样地;塔湾样地菌丝和总定殖率最高,宁条梁和塔湾样地泡囊定殖率高于其他样地.总球囊霉素(TG)和易提取球囊霉素(EEG)含量均在塔湾样地最高,分别为1.18 mg·g^-1和0.65 mg·g^-1.土壤pH对孢子密度、泡囊和丛枝定殖率、TG和EEG均有极显著正效应,TG和EEG分别与孢子密度、土壤有机C、碱解N和速效P呈极显著正相关.沙漠土壤球囊霉素占有机C的比例高于农田土壤,可能是沙漠土壤有机C的主要来源之一.球囊霉素可作为评估沙漠土壤AM真菌活动和土壤生态状况的有效指标.     

桉树种植对林地土壤丛枝菌根真菌群落结构及多样性的影响

桉树(Eucalyptus spp.)种植所产生的生态争议已受到广泛关注。丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AM真菌)是土壤微生物的重要组成部分,与根系共生后可促进植物的养分运输、提高植物逆境生存能力等。然而,桉树种植对土壤AM真菌群落结构和功能的影响尚不清楚。研究比较了次生林改种桉树后不同年限(2年/5年/10年)的土壤理化性质、AM真菌种类、群落组成及多样性的变化。结果表明,桉树种植显著改变了土壤理化性质,具体表现为2年生和10年生桉树林中土壤pH和有机碳显著降低(P0.05);AM真菌的孢子密度在桉树林土壤中显著低于次生林土壤(其中在5年生土壤中最低);AM真菌的种丰度随种植年份的增加逐渐下降,在10年生桉树林土壤中有所恢复; 5年生桉树的菌根侵染率最高,10年生桉树侵染率最低。AM真菌群落组成和结构发生显著变化,优势种Funneliforms geosporus的丰度在2年生和10年生林地中显著降低;而Septoglomus deserticola的丰度在2年生和10年生林地中显著增加。另外,冗余分析(Redundancy analysis, RDA)结果表明,土壤AM真菌群落结构主要受土壤pH值(解释率:89.88%)变化的影响。研究揭示了次生林改种桉树林后土壤AM真菌的群落变化特征,为桉树林的栽培管理和环境修复提供了数据支撑。     

蒙古沙冬青根际土壤细菌群落组成及多样性与生态因子相关性研究

蒙古沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）是中国西北荒漠唯一的常绿阔叶灌木,耐干旱、抗逆性强,在水土和荒漠化防治方面发挥着重要作用。为了探究蒙古沙冬青根际微生物多样性与生态因子互作机制,采用高通量测序技术测定了26个自然种群根际土壤细菌多样性;利用冗余分析（Redundancy analysis,RDA）探讨了根际细菌群落组成和多样性与生态因子之间的关系。结果表明：蒙古沙冬青根际土壤细菌隶属于15门、43纲、68目、123科、185属;主要优势细菌群为蓝菌门（Cyanobacteria）65.74%、变形菌门（Proteobacteria）21.72%、放线菌门（Actinobacteria）6.28%（相对丰度>2%）;优势菌纲为α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）17.48%、放线菌纲（Actinobacteria）4.76%、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）3.28%。RDA分析显示：生态因子能够解释蒙古沙冬青根际土壤细菌群落多样性52.69%的方差,其中年均降雨量（F=12.8,P=0.002）、纬度（F=5.1,P=0.016）、太阳辐射（F=5,P=0.02）是影响土壤细菌多样性的主要因素。研究结果可为深入认识荒漠生态系统中根际土壤细菌的群落结构和影响因素提供理论依据。     

Arbuscular mycorrhizal fungal abundance in elevation belts of the hyperarid Atacama Desert

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi affect ecosystem processes improving plant tolerance in (hyper)arid/saline environments. However, there are no previous studies on the presence of AM fungi in the Atacama Desert (Northern Chile), the driest desert in the world. Here, we studied the root and rhizosphere in 111 samples of representative plants from three elevation gradients: (i) hyperarid desert (700–2000 m a.s.l.), (ii) pre-Puna (2000–3100 m a.s.l.) and (iii) Puna (3100–4500 m a.s.l.) elevation belts. Soil pH, electrical conductivity (EC), organic matter, cations and the AM colonization and fungal structures were determined. All plants showed colonization and fungal structures. Root colonization ranged from 3.5 to 87%, hyphae showed densities from 0.13 to 204 m g⁻¹, and spore densities between 20 and 45,500 per 100 g of soil. The highest fungal structure abundances were found in Prosopis tamarugo, Baccharis scandens, Werneria pinnatifida, Deyeuxia curvula and Festuca deserticola rhizospheres. In general, EC and cations showed strong relationship with fungal structure abundance. Here, we reported for the first time the widespread presence of AM symbiosis in all the elevation belts of the Atacama Desert, constituting a first step to understand the ecological role that AM fungi play under extreme aridity and salinity conditions.     

接种AM菌对西部黄土区采煤沉陷地柠条生长和土壤的修复效应

以采煤沉陷区柠条为宿主植物,研究接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,简称AM菌)对柠条生长和根际土壤的改良效应。结果表明:8月份接种AM菌比不接菌柠条的株高、冠幅和地径显著增加了29.11%,29.83%和14.81%,9月份接菌区柠条的根长、平均直径、根表面积和根体积分别比对照区增加了151.0%,34.2%,116.0%和129.3%。接种AM菌增强柠条的抗逆性,接菌区的柠条叶片可溶性糖含量和过氧化氢酶活性分别比对照区增加了13.4%和111.1%。8月份接种AM菌改善了土壤的生物理化性质,接菌区有机质、碱解氮、速效磷和速效钾比对照区分别增加7.06g/kg,140.0 mg/kg,1.82 mg/kg和16.72mg/kg,接种AM菌显著增加了根际土壤中真菌、放线菌、细菌数量和酸性磷酸酶活性。总之,接种AM菌促进采煤沉陷区柠条的生长和土壤的改良。     

Development of a model system to assess the impact of genetically modified corn and aubergine plants on arbuscular mycorrhizal fungi

We developed an experimental model system to monitor the impact of generically modified (GM) plants on arbuscular mycorrhizal (AM) fungi, a group of non-target soil microorganisms, fundamental for soil fertility and plant nutrition. The system allowed us to study the effects of root exudates of both commercial Bt corn and aubergine plants expressing Dm-AMP1 defensin on different stages of the life cycle of the AM fungal species G. mosseae. Root exudates of Bt 176 corn significantly reduced pre-symbiotic hyphal growth, compared to Bt 11 and non-transgenic plants. No differences were found in mycelial growth in the presence of Dm-AMP1 and control plant root exudates. Differential hyphal morphogenesis occurred irrespective of the plant line, suggesting that both exuded Bt toxin and defensin do not interfere with fungal host recognition mechanisms. Bt 176 affected the regular development of appressoria, 36% of which failed to produce viable infection pegs. Our experimental model system represents an easy assay for testing the impact of GM plants on non-target soil-borne AM fungi.     

不同生境下川麦冬根围土壤丛枝菌根真菌多样性北大核心CSCD

采用高通量(Illumina Miseq)测序技术对栽培和野生2种生境下川麦冬根围的丛枝菌根(AM)真菌多样性和群落结构进行测定,并结合土壤理化因子进行相关性分析,以明确两种生境下川麦冬根围土壤AM真菌多样性和优势群落的分布特点,探讨AM真菌群落分布差异的驱动因子,为AM真菌应用于麦冬生产提供理论依据和技术支持。结果表明:(1)不同生境下川麦冬根围土壤中共鉴定出AM真菌3属10种,其中野生川麦冬根围土壤鉴定出的AM真菌3属7种,分别隶属于无梗囊霉属(Acaulospora)、多孢囊霉属(Diversispora)和球囊霉属(Glomus),而栽培环境下鉴定出AM真菌1属6种,隶属于球囊霉属。2个生境优势属均为球囊霉属。(2)不同生境下川麦冬根围AM真菌之间存在显著差异,野生生境下川麦冬根围土壤AM真菌多样性指数ACE和Shannon均显著高于人工栽培生境,而Simpson指数则相反。(3)相关性分析表明,AM真菌多样性指数及群落组成结构均与土壤理化因子存在相关性,其中全钾(TK)、全磷(TP)、全氮(TN)对AM真菌多样性指数和群落结构组成均存在显著影响。研究认为,不同生境下川麦冬根围AM真菌群落存在显著差异,球囊霉属为川麦冬互利共生的关键属,TK、TP、TN是不同生境川麦冬根围AM真菌群落差异的主要驱动因子。