西北荒漠带花棒根际丛枝菌根真菌生态地理分布北大核心CSCD

2015年7月,沿荒漠植物花棒(Hedysarum scoparium)天然分布带,在内蒙古、宁夏、甘肃选取7个典型样地,采集花棒根际0–30 cm土层样品,研究丛枝菌根(AM)真菌群落结构变化和土壤因子的生态功能。试验基于形态特征对分离的AM真菌孢子进行分类鉴定,共分离鉴定AM真菌6属42种。群落结构分析表明不同样地的AM真菌群落结构差异显著,土壤因子对AM真菌群落有重要影响。由东到西随干旱程度加剧,AM真菌种丰度、孢子密度、Shannon-Wiener指数逐渐降低。共有种孢子密度由东向西逐渐降低,但在群落中所占比例逐渐增加。同一样地不同AM真菌种属、不同样地同一种属的AM真菌孢子密度不同。相关性分析结果显示土壤有机碳、pH值、氨态氮和有效磷对AM真菌影响显著,土壤湿度对AM真菌影响极显著。结果表明花棒根际AM真菌群落结构和物种多样性具有明显的空间异质性,并与土壤因子关系密切,其中土壤湿度对AM真菌生态分布的影响最明显。     

盐渍化土壤根际微生物群落及土壤因子对AM真菌的影响

为探明盐渍化土壤影响下AM真菌与根际土壤间的关系,试验选取宁夏碱化龟裂土、草甸盐土、盐化灌淤土3种类型4个样地上典型植被群落,测定了植物根际土壤养分含量、微生物群落结构、AM真菌侵染率以及孢子密度。结果显示:盐渍化土壤根际微生物碳源利用类型显著不同,对芳香类化合物的代谢能力整体较弱;红寺堡草甸盐土上微生物优势群落为氨基酸代谢类群,惠农盐化灌淤土为多聚化合物代谢群,西大滩碱化龟裂土为碳水化合物代谢群。AM真菌孢子密度与微生物碳源代谢群间的关系比较复杂。其中,惠农样点根际土壤孢子密度与多聚化合物微生物代谢群呈显著正相关,西大滩地区孢子密度与碳水化合物微生物代谢群呈显著正相关。土壤有机质、全盐、全氮、碱解氮等土壤肥力因子及土壤中的HCO-3、Na+、Cl-等盐基离子含量能解释AM真菌孢子密度与土壤环境因子之间相互关系的大部分信息。较高的HCO-3浓度促进了AM真菌侵染率的提高,但高盐浓度下Na+和Cl-降低了菌根侵染率。土壤对AM真菌孢子密度、侵染率的影响因土壤盐分组成类型的不同而异。研究结果为深入了解AM真菌多样性,促进宁夏盐碱地的合理开发与利用提供了理论依据。     

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。     

沙漠生境白沙蒿(Artemisia sphaerocephala)根围丛枝菌根真菌多样性

在腾格里沙漠东南缘的沙坡头地区设立样地,于2007年4、7和10月从白沙蒿(Artemisia sphaerocephala)根围0～10、10～20、20～30、30～40和40～50cm土层采集土样,分离其丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌并测定相关土壤因子,研究了白沙蒿根围AM真菌的时空分布。结果表明:AM真菌在白沙蒿根系菌丝定殖率达90.5%,其根围AM真菌孢子密度平均5.4ind.g-1土,随季节变化有明显的时空差异,并与土壤微环境显著相关;共分离鉴定出5属21种AM真菌,白沙蒿根围优势菌种为光壁无梗囊霉(Acaulospora laevis),7月AM真菌物种丰富度最大;AM真菌孢子密度与土壤有机质呈极显著正相关;AM真菌种的丰富度与土壤速效磷呈极显著负相关,与土壤温度和孢子密度呈极显著正相关,与菌丝定殖率呈显著正相关。分析表明,白沙蒿与AM真菌有良好的共生关系,AM真菌增强了白沙蒿对恶劣沙生环境的抵抗力,有助于维护荒漠土壤生态系统的完整性和稳定性。     

毛乌素沙地克隆植物沙鞭生长对AM真菌生态分布的影响

从毛乌素沙地沙鞭群落间隔空地沙鞭根状茎延伸方向设置样地,2007年5月、7月和10月在0-10、10-20、20-30、30-40和40-50 cm共5个土层分别采集土壤样品,研究了AM真菌时空分布及沙鞭侵入间隔空地前后对AM真菌分布的影响。结果表明,沙鞭能与AM真菌形成良好共生关系,菌根结构为中间型(I-型),AM真菌定殖率和孢子密度有明显的时空分布规律,并与土壤因子密切相关。随采样时间后延AM真菌定殖率先增后降,最大值出现在7月份;孢子密度先降后增,最大值出现在10月份。土壤采样深度对AM真菌定殖和孢子密度有显著影响,AM真菌最高定殖率和最大孢子密度均出现在0-20 cm浅土层。孢子密度仅与泡囊定殖率显著正相关。土壤速效N与菌丝和总定殖率极显著负相关;土壤温度与泡囊、丛枝、菌丝和总定殖率显著和极显著正相关,与孢子密度显著负相关;土壤湿度与丛枝、菌丝和总定殖率显著正相关,与孢子密度显著负相关。克隆植物沙鞭的生长对土壤AM真菌活动和分布有很大影响,沙鞭入侵前后样地中AM真菌孢子密度和定殖率变化显著。     

不同施肥处理对丛枝菌根真菌生态分布的影响

研究了在东北海伦实验站长期定位培肥实验地不同施肥处理下丛枝菌根（Arbuscular Mycorrhizal,AM）真菌生长发育状况（包括侵染率、菌丝量和孢子数）,同时还分析了不同施肥处理下AM真菌群落生态分布和特征.结果表明施肥处理,尤其是磷肥（NP2K）处理显著降低AM真菌侵染玉米根系,而根外菌丝长度和孢子数并无显著变化,这和施肥处理下AM真菌的种群结构发生变化有关.随着土壤肥力的增高,土壤中AM真菌种的丰度和密度都有增加的趋势,而当肥力增高到一定程度后（磷肥和钾肥继续增加到NP2K和NPK2处理后）,土壤中AM真菌种的丰度和密度都有下降的趋势;从AM真菌属在不同肥力处理下出现的频度来看,Glomus属在7个处理中出现的频度最高,在每一个肥力处理中都有分布,Acaullospora属次之,Entrohospora属则只是出现在NK处理下;而Glomus属中出现频度最高的种是Glomus mosseae,其次是Glomus caledonium;再次是Glomus diaphanium,这说明施肥处理会影响到AM真菌种属的分布,进而影响到AM真菌的群落结构和生态分布.     

青岛胶州湾四种类型湿地AM真菌多样性

对青岛胶州湾4种类型湿地（盐田、滩涂、湖泊和河口）中芦苇Phragmites communis、香蒲Typha orientalis和碱蓬Suaeda glauca 根围土壤中丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌进行孢子分离与鉴定,分析湿地生态系统中植物根围AM真菌群落特征。共分离到AM真菌5属10种,包括斗管囊霉属Funneliformis 2种、无梗囊霉属Acaulospora 3种、近明球囊霉属Claroideoglomus 2种、球囊霉属Glomus 1种、巨孢囊霉属Gigaspora 2种,其中,斗管囊霉属Funneliformis及地斗管囊霉Funneliformis geosporum的分离频度和相对多度最高,分别为湿地中AM真菌优势属和优势种。滩涂和河口湿地中植物AM真菌侵染率显著高于湖泊和盐田湿地植物,AM真菌孢子密度以滩涂湿地最高（572个/20mL）,湖泊湿地最低（220个/20mL）;滩涂湿地的种丰度和Shannon-Wiener指数最高,分别为3.8和1.2。从植物种类来看,AM真菌侵染率总体呈现出香蒲>碱蓬>芦苇,AM真菌孢子密度以香蒲最高,芦苇最低,植物种类对AM真菌种丰度和Shannon-Wiener指数影响不显著（P>0.05）。二因素方差分析和典型RDA相关分析表明,寄主植物种类对AM真菌孢子密度有一定影响,但湿地类型对AM真菌多样性的影响更为显著（P<0.05）,胶州湾湿地土壤因子Ca ²⁺、速效P含量与AM真菌孢子密度、物种丰度和多样性指数显著负相关,而速效K、Na ⁺、pH与其显著正相关。结果表明植物种类主要影响AM真菌孢子密度,AM真菌多样性受植物种类和湿地类型综合影响,滩涂湿地较丰富的AM真菌多样性可能与该湿地较良好的理化性质有关。     

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。     

五指山常见热带树种的丛枝菌根真菌多样性

采用野外调查的方法,分析了五指山不同海拔高度7个科10种常见热带树种形成丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizal,AM)的状况及其根际土壤中AM真菌的多样性。结果表明,所调查的10种热带常见树种都能形成AM共生体,其菌根侵染率随寄主植物的不同,从21.8%～90.5%变化不等,同时,在10种常见植物的根系中也都观察到了AM真菌的典型结构——丛枝和泡囊。从10种植物的根际土壤中共分离到36种AM真菌,隶属于Acaulospora,Glomus,Gigaspora和Scutellospora4个属,其中,Glomus属的真菌是该地区的优势类群,其出现频度和相对多度分别为84%和56%。在所调查的10种热带常见树种中,Swietenia macrophylla根际AM真菌的孢子最丰富,密度高达7.32;Machilus namu根际的AM真菌种类则最为丰富,多样性指数达到1.6548。通过对不同海拔高度Swietenia macrophylla根际AM真菌分布的分析表明,海拔高度显著影响着AM真菌的分布,Gigaspora属的真菌随海拔高度的增加显著升高,Scutellospora属的真菌则显著降低。     

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。     

Eco-geographical distribution of arbuscular mycorrhizal fungi associated with Hedysarum scoparium in the desert zone of northwestern China

Aims To understand the ecological significance of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi associated with Hedysarum scoparium in semi-arid and arid lands, species diversity and ecological distribution of AM fungi associated with Hedysarum scoparium were elucidated in a desert ecosystem of northwestern China.     

丛枝菌根真菌的生态分布及其影响因子研究进展

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)共生体系对于植物适应各种逆境胁迫具有重要积极作用。AM真菌还能够通过根外菌丝网络调节植物群落结构和演替,深刻影响生态系统结构和功能的稳定性。AM真菌生态生理功能的发挥主要取决于其生态适应性,明确AM真菌在不同环境中的多样性、生态适应性以及对各种生态因子的响应机制,是AM真菌资源管理、功能发掘与利用的前提。迄今为止,有关各种生态因子对AM真菌多样性的影响已有不少研究,但是AM真菌生态分布及其形成机制仍缺乏系统的研究和理论分析。综述了生物因子和非生物因子对AM真菌生态分布的影响,结合大型生物空间分布理论探讨了AM真菌生态分布规律和建成机制,分析了当前本研究领域所存在的问题和动向,以期推动相关研究进展。     

丛枝菌根真菌对大气CO2浓度升高和增温响应研究进展

全球变化深刻影响着陆地生态系统生物多样性及生态功能。丛枝菌根(AM)真菌可与绝大多数陆生植物根系形成互惠共生体,在协助宿主养分吸收、促进植物生长、维持植物多样性等方面发挥着重要作用。本文主要分析了大气CO₂浓度升高(eCO₂)和增温对森林和草地生态系统AM真菌群落组成及其功能的影响。eCO₂主要通过影响宿主植物、土壤碳(C)输入等方式间接影响AM真菌,可增加AM真菌的多度和活性,影响AM真菌的多样性与群落组成。增温可直接或间接地(通过宿主植物和土壤途径)影响AM真菌,显著改变森林土壤AM真菌的群落组成,但对草地土壤AM真菌群落组成的影响尚无定论。我们提出了当前研究中存在的主要问题及未来应重点关注的内容。本文旨在明晰AM真菌对eCO₂和增温的响应和适应,增进对AM真菌介导的土壤生态功能的认识,为利用AM真菌缓解全球变化、增强土壤功能的韧性和全球变化的生态系统适应性提供依据。     

丛枝菌根真菌对植物根腐病的抑制效应及其机制

根腐病是一类危害严重的土传病害,常常导致作物产量和品质降低。丛枝菌根(AM)真菌是一类重要的土壤微生物,通过与植物根系建立共生体而发挥重要的生理生态功能。研究表明,AM真菌通过调节宿主植物一系列生理生化响应,诱导植物增强根腐病抗性。当前,利用AM真菌开展根腐病等土传病害的生物防治是植物与微生物互作领域的研究热点。本文全面梳理了AM真菌对宿主植物根腐病病原物的抑制效应,系统总结了AM真菌改变宿主植物根系形态结构、改善植物营养水平、与病原物竞争生态位点、激活植物防御体系、调节根系分泌物等方面的研究结果,分析了AM真菌抑制根腐病危害的作用机制,展望了AM真菌抑制根腐病危害的潜在机制和AM真菌高效利用面临的现实问题,旨在为利用AM真菌开展植物根腐病的生物防治提供理论依据。     

农业生态系统中的AM真菌多样性

农业生态系统复杂庞大,是由如麦田生态系统、水稻田生态系统、果园生态系统、草地生态系统、保护地生态系统等组成的一个复合生态系统。重点介绍农业生态系统中丛枝菌根(AM)和AM真菌多样性,探讨农业生态系统中调控AM真菌多样性的途径以及今后研究的动向。     

丛枝菌根真菌应用技术研究进展

丛枝菌根(AM)共生体系能够改善植物营养状况,增强植物对各种逆境胁迫的耐受性,其在农业和生态环境方面的应用得到广泛关注.近年来,在AM真菌(AMF)应用技术和田间试验方面取得了许多重要成果.本文在介绍AMF种质资源库、商业化菌剂生产及相关专利申报情况的基础上,结合实例从菌剂生产、接种技术、接种效应影响因素等方面综述了AMF应用技术的理论与实践,包括国内外近年来菌根技术在农业、园艺、生态修复等方面的应用,最后提出尚待系统深入研究的 AMF应用领域中的关键科学和技术问题,旨在为菌根技术的发展和推广应用提供参考.     

AM真菌与非菌根植物的相互作用关系

丛枝菌根(AM)真菌作为一类在全球分布广泛的土壤微生物,能够与陆地上大多数的维管植物形成专性共生关系,对于植物营养吸收和生态系统功能具有重要作用.而较少量的维管植物如苋科、黎科、石竹科、十字花科等植物被认为是非菌根植物.目前,对于这些非菌根植物与AM真菌之间的相互作用关系研究少且分散,缺乏系统总结.本文综述了非菌根植物的类型以及低侵染的原因,邻体植物形成的菌丝网络对AM真菌侵染非菌根植物的影响,并探讨AM真菌和非菌根植物之间可能存在的相互作用,以及植物-AM真菌之间的物质交换及可能存在的生态功能,旨在为进一步发挥非菌根植物在脆弱生态系统的功能潜力提供新思路.     

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。     

丛枝菌根真菌与根围促生细菌相互作用的效应与机制

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌是植物活体营养专性共生菌,广泛存在于陆地各生态系统中.研究表明,AM真菌与根围促生细菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)之间的相互作用,尤其是它们之间的协同作用不仅影响植物养分吸收利用、病原物发生发展、土壤理化特性与生物修复等,而且对于可持续农、林、牧业生产、稳定生态系统都具有十分重要的意义.因此,近年来给予众多关注和研究.综述了AM真菌与PGPR之间的相互影响及其可能的作用机制,以及AM真菌与PGPR协同改善植物营养和生长、协同抑制病原菌、协同修复土壤方面的作用,旨在总结AM真菌与PGPR相互作用的效应与机制方面的最新研究进展,为今后研究发展提供依据.     

Molecular approaches for AM fungal community ecology: A primer

Molecular techniques are no longer optional for ecologists interested in arbuscular mycorrhizal (AM) communities. Understanding the role of these soil fungi in natural systems requires knowledge of their abundance and identity but this is impossible to achieve without a molecular approach. Adapting molecular tools to AM fungi can be challenging because of the unique biology of the fungi. Moreover, many recruits in the field of mycorrhizal ecology have little or no experience with molecular biology. Here, we outline a conceptual framework for designing robust ecological experiments with AM fungi using molecular approaches.