红花尔基不同龄级天然樟子松外生菌根真菌群落结构特征

红花尔基被誉为樟子松Pinus sylvestris var. mongolica的故乡,樟子松是我国北方主要的造林树种之一,也是典型的菌根依赖型树种。研究樟子松根围外生菌根真菌（ectomycorrhizal fungi,ECMF）群落结构特征对红花尔基沙地樟子松生态系统的保护具有重要意义。本研究以红花尔基天然樟子松根围土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq测序技术研究了4个龄级（<10、11-20、21-30和31-40年,分别称作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ龄级）天然樟子松根围土壤ECMF群落结构特征。结果表明：（1）测序共获得87 516条ECMF序列,划分为177个OTUs（operational taxonomic units,OTU）,隶属于2个门,4个纲,12个目,26个科,43个属。（2）Ⅳ龄级中Ace丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数均显著高于Ⅰ龄级（P<0.05）。（3）不同龄级根围ECMF优势属占比不同,Ⅰ龄级中占比最大的为Inocybe（42.55%）;Ⅱ和Ⅲ龄级中占比最大的均为Tricholoma,分别为31.64%和27.69%;Ⅳ龄级中占比最大的为Cortinarius（28.80%）。（4）冗余分析表明,土壤pH值对ECMF的影响程度最大,其次为速效钾和碱解氮;同时,不同理化因子对群落中优势属的影响也存在差异。     

菌根分子生物学研究进展

随着分子生物学的快速发展,分子生物学技术在菌根研究领域中的应用越来越广泛。本文通过总结国内外相关文献,从如下方面综述了近期菌根分子生物学研究进展:菌根真菌的DNA条形码、基因组测序;菌根形成过程中基因表达;菌根营养吸收过程相关蛋白的变化;共生体受逆境胁迫时水孔通道蛋白和SOD酶的响应机制和菌根分子生物学发展的限制因素。未来菌根分子生物学研究应关注以下三方面工作:筛选适用于菌根研究的模式植物和突变体、优化AM真菌离体培养技术和加大高通量测序技术的运用。     

大青山外生菌根真菌资源与生态研究

历经5a,采用踏查与样线调查相结合的方法,对内蒙古大青山主要林区的外生菌根真菌资源与生态进行了系统研究。通过对子实体鉴定及对菌根组织的分离与回接研究,并借鉴前人对大青山大型真菌调查资料,初步认为在大青山分布的外生菌根真菌共163种,占现有国内报道种的26.6%,它们分别隶属于18科、41属。在大青山此次调查发现内蒙新记录种54种,占大青山记录种的33%,还有5个存疑种;通过对分布区内各生态因子研究表明,在大青山外生菌根真菌喜欢生长在有机质丰富、林分郁闭度0.7~0.9、海拔1300~1900 m、阴坡的中部、坡度为20~40°的环境中,而在陡坡、山顶或山麓分布较少;通过对生境土壤理化因子分析结果表明,菌根真菌的存在能够明显降低土壤pH值、并对环境中全N含量有显著的提高,对全P、全K无显著影响,但对速效态N、P、K释放均有显著的促进作用,尤其速效K的释放与对照存在着极显著的差异;从对共生关系研究表明,白蘑科(Tricholomataceae)、红菇科(Russulaceae)、丝膜菌科(Cortinariaceae)、鹅膏科(Amanitaceae)的大部分真菌,以白桦(Betula platyphyllaSuks.)、山杨(Populus davidianaDode.)、云杉(Picea asperataMast.)、蒙古栎[Quercus mongolica(Fisch.)Turcz.]、虎榛子(OstryopsisdavidianaDecne.)为主要宿主,而牛肝菌科(Boletaceae)的大部分真菌主要以油松(Pinus tabulaeformisCarr.)、华北落叶松(Larixprincipisr-upprechtiiMayr.)、云杉、白桦、虎榛子等为主要宿主植物。     

粘盖牛肝菌不同菌株对Zn2+、Cd2+的吸附及其对油松Zn2+、Cd2+的耐受性

为了探讨同一菌根真菌不同菌株对重金属的耐受性,选用采集于内蒙古阴山山脉不同地区的粘盖牛肝菌(Suillus bovinus)的不同菌株进行研究。首先,在不同浓度Zn^2 、Cd^2 液体培养基中培养菌丝体,以了解各菌株菌丝体对重金属的耐受性及吸附能力,采用烘干法和原予吸收法分别测定菌丝体的生物量和菌丝体、培养液中Zn^2 、Cd^2 含量,结果表明：劈柴沟粘盖牛肝菌在Zn^2 、Cd^2 胁迫条件下,生物量、吸附能力约为其余各菌株的1．5～2倍。其次,为了探明油松(Pinus tabulaeformis)形成菌根后对Zn^2 、Cd^2 胁迫的耐受性及其耐受机理,采用一次性定量浇灌不同浓度Zn^2 、Cd^2 溶液的方法,测定了菌根化油松苗地上、地下生物量及Zn^2 、Cd^2 含量的分配,结果表明：菌根形成后能显著促进油松的生长及对Zn^2 、Cd^2 胁迫的耐受性,并且菌根能够帮助油松吸收基质中大量的Zn^2 、Cd^2 ,根中重金属的含量是茎叶中的2～3倍以上,非菌根苗在重金属浓度稍高(Zn^2 400mg／kg;Cd^2 40mg／kg)时就会死亡。经方差分析及多重比较证实,劈柴沟粘盖牛肝菌对Zn^2 、Cd^2 的耐受性及对油松的促生效果与其它各菌株存在显著的差异,这可能是它通过把吸收的Zn^2 、Cd^2 最大限度地输送到根中的同时,也输送到了茎叶中,使重金属在体内得到一定程度的稀释,使自身免受毒害。     

外源铁对铅污染土壤中宽叶香蒲铅积累的影响

采用温室盆栽方法,研究添加外源铁对不同铅浓度(0、100、500和1000 mg·kg^-1)污染土壤中宽叶香蒲铅积累的影响.结果表明： 各铅浓度条件下,与添加100 mg Fe·kg^-1相比,添加500 mg Fe·kg^-1处理的宽叶香蒲地上部和根的铅含量均增高.土壤铅浓度为1000 mg·kg^-1时,添加500 mg Fe·kg^-1处理根的铅含量比100 mg Fe·kg^-1处理增加33.7%,地上部铅含量增加50.5%.添加500 mg Fe·kg^-1处理的根际土壤中可交换态铅比100 mg Fe·kg^-1处理增加77.0%～114.6%.除500 mg·kg^-1铅浓度外,各铅浓度条件下添加500 mg Fe·kg^-1理根干质量均显著低于100 mg Fe·kg^-1处理.在铅污染的湿地环境中添加适量铁可以提高铅的有效性,促进铅积累.     

沙地云杉与其近缘种间的GISH分析

以沙地云杉(Picea mongolica(H.Q.Wu)W.D.Xu)、白杄(P.meyeri Rehd.et Wils.)、红皮云杉(P.koraiensis Nakai)3种云杉属植物为材料,利用基因组原位杂交技术(GISH),用白杄和红皮云杉基因组DNA分别作探针与沙地云杉中期染色体进行杂交,分析3种云杉的亲缘关系,旨在进一步探讨沙地云杉的起源。结果表明:(1)3种云杉的染色体数目均为2n=24,核型类型为1A,大部分染色体为亚中部着丝粒;白杄和红皮云杉核型不对称系数分别为57.78%、57.64%,小于沙地云杉(58.75%)。(2)以白杄基因组DNA为探针时,在沙地云杉14条染色体上有明显杂交信号,信号位点主要位于着丝粒区、次缢痕处和短臂部位;以红皮云杉DNA为探针时,12条染色体上有明显杂交信号,主要位于着丝粒区、次缢痕处和长臂上,杂交信号分布范围和强度明显弱于白杄。研究认为,沙地云杉与白杄的亲缘关系较近,而与红皮云杉较远,该研究首次阐明沙地云杉非起源于白杄和红皮云杉的种间杂交。     

樟根生产法培育的苗与常规苗的丛枝菌根真菌多样性

以湖南省林业科学院龙伏实验基地的3年生樟根生产（root production method,RPM）苗和同龄常规技术培育的苗木（以下简称常规苗）为研究对象,采集两种苗木的根系和根际土,观察根系上菌根形态,并对其苗木样品进行高通量测序研究,探索二者根系菌根特征及根系、根际土丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）群落结构及土壤微生境差异,旨在为进行接种有效性菌根苗木来改善常规苗木的土壤微生境,进而培育高质量苗木提供理论依据。结果显示：2种樟苗木根系均显示AM菌根特征,未见外生菌根结构。测序得到属于AMF群落的有效序列共25 738条,隶属1门,2纲,3目,5科,5属,按有效序列占比从高到低依次为Acaulospora、Glomus、Diversispora、Rhizophagus和Paraglomus。根生产法（RPM）苗和常规苗的优势属均为Acaulospora和Glomus,只是RPM苗中Glomus占比高（在根、根际土内占比分别为28.04%、57.36%）而常规苗中Acaulospora占比高（在根、根际土内占比分别为99.58%、42.2%）。2种苗木均是根际土内的丰富度指数（Ace和Chao）远高于根系,并且RPM苗根际土的丰富度指数高于常规苗,但二者根系内的丰富度指数无显著差异（P<0.05）。冗余分析结果显示,土壤pH和有效磷是决定AMF群落结构的主要影响因子。不同理化因子对AMF群落的菌属影响程度也不同。     

浅黄根须腹菌磷酸盐转运蛋白基因异源表达分析

为探究外生菌根真菌对油松磷吸收作用的分子机理,以油松优良乡土外生菌根真菌——浅黄根须腹菌Rhizopogon luteolus的磷酸盐转运蛋白基因（RlPT）为对象,在缺陷酵母MB192中进行了异源表达研究。结果显示,该cDNA编码的蛋白质能够互补高亲和力磷酸盐转运蛋白pho84的功能;由不同pH条件下生长试验可知,该蛋白是一个与质子相偶联的运输蛋白;RlPT测算的K_m值为57.90μmol/L磷酸盐;通过酸性磷酸酶的活性检测,进一步验证该基因是具有高亲和力磷酸盐转运蛋白功能的基因。激光共聚焦显微观察表明,该蛋白在低磷条件下多定位于酵母细胞膜上发挥其功能。     

内蒙古西部区3种乡土荒漠植物VA菌根真菌资源初探

通过对内蒙古西部区3种主要乡土荒漠植物VA菌根真菌调查,探讨这些乡土荒漠植物的VA菌根特性,进而了解它们在内蒙古西部荒漠区的生存机理.采用Philips和Haymay染色法对柠条、沙棘、甘草等3种植物的营养根染色观察,以及采用湿筛倾析-蔗糖离心法对根际土壤孢子进行分离鉴定.结果表明,柠条、沙棘、甘草等3种植物的根际土壤中共筛出11种丛枝菌根真菌孢子,分别为聚丛球囊霉、白色球囊霉、近明球囊霉、明球囊霉、幼套球囊霉、集球囊霉、地球囊霉、摩西球囊霉、美丽盾巨孢囊霉及球囊霉属的2个存疑种.其中,地球囊霉和美丽盾巨孢囊霉为3种植物共有种;地球囊霉是沙棘的优势种;聚丛球囊霉是柠条和甘草的优势种.     

内蒙古大青山灌木铁线莲根围丛枝菌根真菌群落季节动态研究

采用Illumina MiSeq测序技术研究了内蒙古大青山干旱阳坡灌木铁线莲(Clematis fruticosa)根围丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落的季节动态,并利用冗余分析(redundancy analysis,RDA)和Mantel test分析了土壤和植被因子与AMF之间的关系,为进一步探索灌木铁线莲-AMF共生体对不同季节环境变化的响应提供理论依据。结果表明:(1)灌木铁线莲根围AMF孢子密度不存在显著的季节性差异,根系侵染率和丛枝丰度从春季至秋季呈下降趋势。(2)3个季节共检测出163个AMF OTUs(operational taxonomic units),春季、夏季、秋季分别为116OTUs、76OTUs和70OTUs。(3)夏季和秋季的AMF丰富度(实测OTUs数和Chao1指数)以及多样性(Shannon-Wiener指数和Invsimpson指数)显著低于春季,但夏、秋季间无显著异。(4)主成分分析和PERMANOVA分析表明,夏季和秋季的AMF群落组成与春季存在显著差异,而AMF群落组成在夏季与秋季间差异不显著。(5)RDA分析表明,采样季节、植被盖度、植物多样性、土壤含水量和土壤有机质对AMF ShannonWiener指数、Invsimpson指数、Chao1指数和实测OTUs数均产生显著影响;Mantel test分析发现,采样季节是影响AMF群落组成和菌根侵染率的主导因子,但对孢子密度无显著影响,而土壤有机质是影响孢子密度的主导因子。