择伐对阔叶红松林碳密度和净初级生产力的影响

准确量化森林碳密度和净初级生产力(NPP)对于评价森林生态系统在全球碳循环中的作用至关重要.本研究以小兴安岭原始阔叶红松林和择伐(择伐强度30%,择伐对象为大径级红松)34年后的阔叶红松林为对象,采用样地清查和异速生长方程法测定了不同林分的碳密度和NPP.结果表明: 原始林和择伐林的碳密度总量分别为(397.95±93.82)和(355.61±59.37) t C·hm^-2,其中植被碳密度、碎屑碳密度、土壤碳密度分别占总碳库的31.0%、3.1%、65.9%和31.7%、2.9%、65.4%,两者的总碳密度和各组分的分配比例均无显著差异. 原始林和择伐林的NPP总量分别为(6.27±0.36 )和(6.35±0.70) t C·hm^-2·a^-1,乔木层、灌木和草本层、细根所占比例分别为60.3%、2.0%、37.7%和66.1%、2.0%、31.2%,两者的总NPP和各组分的贡献率均无显著差异.而原始林和择伐林中针、阔叶的NPP比例分别为4724∶52.76和20.48∶79.52,两者差异显著.择伐34年后阔叶红松林的碳密度和NPP均达到了择伐前水平.     

喀斯特地区丛枝菌根真菌遗传多样性

为探明喀斯特地区丛枝菌根真菌( AMF)的遗传多样性特征,利用巢式PCR和DGGE相结合的分子生物学方法对茂兰喀斯特多个植被类型下的AMF遗传多样性进行了研究.结果表明,喀斯特地区AMF遗传多样性指数和物种丰富度分别平均为3.50和41,远高于非喀斯特对照样地的2.68和17,分析表明,喀斯特地区较高的AMF多样性与此地区丰富的植物多样性以及特殊的生态环境有关,是与喀斯特生态系统长期相互选择的结果.不同植被类型下的AMF多样性差异显著,相似性指数最高为0.34,喀斯特地区AMF的群落结构随着植被类型的改变发生显著变化;基因测序显示,喀斯特地区AMF的优势菌属是生态适应性很强的球囊霉属,在喀斯特石漠化生态恢复中具有较强的利用潜力.     

亚高山森林类型转换对土壤丛枝菌根真菌多样性的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在森林植物养分吸收和土壤养分转化过程中具有十分重要的作用,其群落结构对森林植被更新和演替敏感响应。为了解亚高山森林转换对AMF多样性的影响,以川西亚高山岷江冷杉(Abies faxoniana)采伐后形成的次生林和粗枝云杉(Picea asperate)人工林为对象,采用高通量测序法研究了2种森林土壤有机层(半分解层和分解层)和矿质层AMF组成和多样性的特征。结果表明:2种森林共有923个真菌OTUs,分属于9科10属36种,以球囊霉属(Glomus)为AMF优势类群,且2种森林分解层AMF丰富度和多样性均大于其他土壤层次。森林转换改变了土壤中AMF的丰富度和多样性。与次生林相比,人工林土壤中球囊霉属AMF相对丰度增加,多孢囊霉属和无梗囊霉属AMF的相对丰度降低,且AMF的Shannon指数、Ace指数和Chao指数均降低;非度量多维度(NMDS)分析显示,森林转换显著影响AMF的β多样性;冗余分析(RDA)表明,土壤p H和全磷含量是影响AMF多样性和相对丰度的主要因子。这些结果表明,森林转换会改变亚高山...     

丛枝菌根真菌物种多样性研究进展

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在不同生态系统均发挥至关重要的作用,研究其多样性能够为AMF物种资源的保护和利用提供科学依据。AMF不能被离体纯培养以及自身的高变异性等因素严重阻碍了对其进行深入研究,随着研究方法的不断改进,尤其是新一代测序技术的运用,极大加速了人们对AMF物种多样性的认识。本文主要从AMF分类系统、不同宿主植物和不同生境中的AMF物种多样性及AMF物种多样性研究方法(包括形态鉴定、Sanger测序和高通量测序)方面介绍AMF物种多样性研究进展,并且探讨AMF物种多样性研究中存在的主要问题,认为在今后AMF物种多样性研究中不仅要注重运用新的研究手段,还应该着重解决AMF不能离体纯培养的问题。     

丛枝菌根真菌物种多样性研究进展

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)真菌是生态系统中生物多样性的重要组分之一,具有十分丰富的物种多样性、遗传多样性和功能多样性.该真菌分类地位不断提高已上升至门,下设1个纲、4个目、13个科,19个属,现已报道214种.丛枝菌根对保持生态平衡、稳定和提高生态系统可持续生产力具有重要作用.本文分析了世界范围内丛枝菌根真菌物种多样性研究现状、不同生态系统中影响丛枝菌根真菌物种多样性的关键因子及其调控途径;认为分子生物学技术是今后丛枝菌根真菌物种多样性研究的主要方法.     

丛枝菌根真菌多样性对植物群落构建和稀有种维持的研究进展

丛枝菌根(AM)是植物与微生物联系中最为古老的共生体,全球范围内约80%的陆生植物与AM真菌共生形成丛枝菌根。这一共生关系在气候稳定和土壤磷贫瘠的热带、亚热带森林中更为普遍。以往的研究表明AM真菌通过提高植物对磷的吸收促进植物生长和定植,即产生植物-土壤正反馈。植物-土壤正反馈可降低由土壤病原菌引起的植物-土壤负反馈,进而降低植物-土壤负反馈维持植物多样性的能力,这与热带、亚热带森林中极高的植物多样性以及占比惊人的稀有种相悖。随着对热带、亚热带森林中AM真菌多样性研究的不断深入,越来越多的研究发现AM真菌多样性在不同的生境条件下以及不同的宿主植物间存在较大差异,这些差异可引起植物适合度的不同,进而影响植物群落构建。该文整合了AM真菌在宿主植物群落构建、宿主植物共存及稀有种维持等方面的研究进展,以期为验证“稀有种优势”假说提出新的研究思路,进而更有效地保护稀有植物。     

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。     

新疆3种甘草根际土壤丛枝菌根真菌群落的多样性分析

为探究新疆地区药用甘草根际土壤丛枝菌根真菌的群落结构受宿主植物种类、土壤深度和土壤理化性质的影响,该实验采集了新疆地区乌拉尔甘草、胀果甘草、光果甘草根际0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm 3个土层的土壤样品,基于Illumina Miseq高通量测序平台测定AM真菌群落结构和多样性,结合土壤理化性质,分...     

丛枝菌根真菌种群的孢子季相动态研究

以草坪为研究对象,研究草坪土壤中丛枝菌根真菌种群的孢子组成、孢子密度、物种丰富度、多样性及其季相变化规律。结果表明,丛枝菌根真菌孢子密度、物种丰富度和多样性指数在一年内随季节变化表现出一定的季相变化规律,三者均在冬季达到最高,在时间节律上与植物群落季相变化不同步;同时分析了气候因素(平均温度、降雨量和日照时间等)对丛枝菌根真菌的影响。结果表明,气候因素对孢子密度、物种丰富度和多样性指数均有显著影响。     

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。     

喀斯特植被演替过程土壤丛枝菌根真菌(AMF)多样性

喀斯特生态系统维持了丰富的微生物多样性,丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)结构和组成会随喀斯特植被演替而改变。以贵州贵阳花溪、毕节织金和关岭花江典型喀斯特区域按时空替代法采集了乔木林、灌木林和草本群落样地土壤,采用Illumina HiSeq分子测序技术,通过OTU聚类分析、物种注释及数据库比对,探索了喀斯特不同演替阶段土壤AMF物种多样性。结果表明:(1)喀斯特生境土壤获得球囊菌门Glomeromycota OTU为275个,分属于4目8科13属19种,属水平上AMF丰度表明根内根孢囊霉属Rhizophagus为优势属,花江拥有最高AMF丰富度,缩隔球囊霉Septoglomus constrictum、根内根孢囊霉Rhizophagus intraradices、Claroideoglomus sp. MIB8381和稀有内养囊霉Entrophospora infrequens均分布于各样地的不同植被演替阶段,为常见种。(2)AM真菌多样性Shannon指数与Simpson指数在不同演替阶段表现为花溪:乔木≈灌木草本(P0.05)、花江:灌木≈草本乔木(P0.05)、织金:乔木灌木草本,但差异不显著,Chao1和Abundance-based coverag estimator(ACE)指数表现为花江灌木≈草地乔木(P0.05)。(3)Spearman相关性分析表明土壤全磷与AMF ACE指数显著负相关,且与Chao1指数极显著负相关;速效磷与Shannon和Simpson指数显著负相关。(4)典范对应分析(Canonical Correlation Analysis,CCA)表明土壤全氮、速效氮、有机质、全磷和速效钾与AMF群落分布有显著相关性。结果表明喀斯特植被演替过程中土壤丛枝菌根真菌多样性随着演替进行或升高或降低,无一致变化规律,并与土壤理化性质关系密切,其中以磷的影响最大。     

泰山丛枝菌根真菌群落结构特征

2007年对泰山植被根围内丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌群落组成、数量、分布及其与植物多样性的关系进行了研究。从泰山傲徕峰、黑龙潭库区等样地共分离出4属16种AM真菌:球囊霉属Glomus 9种、无梗囊霉属Acaulospora 4种、巨孢囊霉属Gigaspora 2种和盾巨孢囊霉属Scutellospora1种。其中,球囊霉属Glomus及聚球囊霉Glomus fasciculatum的孢子密度、相对多度、分布频度和重要值均最高,分别为泰山植被区根围内AM真菌优势属和优势种。各样地之间Sorenson相似系数在0.60和0.85之间。植被数量与孢子密度(r=0.80,p0.01)、植物种的丰富度与AM真菌种的丰富度(r=0.77,p0.01)以及与孢子密度(r=0.59,p0.01)均呈极显著正相关关系。研究结果表明植物多样性对于提高AM真菌多样性发挥极为重要的作用。     

Depletion of soil mineral N by roots of Cucumis sativus L. colonized or not by arbuscular mycorrhizal fungi

Two experiments were conducted where Cucumis sativus were grown in uncompartmented pots either alone or in symbiosis with Glomus intraradices Schenck and Smith (Experiment 1) or Glomus sp. (Experiment 2) in order to investigate if root colonization by arbuscular mycorrhizal (AM) fungi has an effect on depletion of the soil mineral N pool. All pots were gradually supplied with 31 mg NH₄NO₃-N kg^-1 dry soil from 12–19 days after planting and an additional 50 mg (NH₄)₂SO₄-N kg^-1 dry soil (¹⁵N-labelled in Experiment 1) was supplied at 21 or 22 days after planting in Experiments 1 and 2, respectively. Dry weight of plant parts, total root length, mycorrhizal colonization rate and soil concentration of NH ₄ ⁺ and NO ₃ ^- were recorded at five sequential harvest events: 21, 24, 30, 35 and 42 days (Experiment 1) and 22, 25, 28, 31 and 35 days (Experiment 2) after planting. In Experiment 1, plants were also analysed for total content of N and ¹⁵N. The mycorrhizal colonization rate increased during time: from 25 to 40% in Experiment 1 and from 50 to 60% in Experiment 2. Plant dry matter accumulation was unaffected by mycorrhizal colonization, except in Experiment 1 where shoot dry weights were slightly increased and in Experiment 2 where root dry weights were slightly decreased compared to non-mycorrhizal control plants. The total root length was similar in the control and mycorrhizal treatments in Experiment 1, while it was decreased (20–30%) by mycorrhizal colonization in the last two harvest in Experiment 2. Mycorrhizal colonization affected the rate of depletion of soil mineral N in Experiment 1, where both NH ₄ ⁺ and NO ₃ ^- concentrations were markedly lower in the first two harvests, when plants were mycorrhizal. As the root length was similar in mycorrhizal and control treatments, this may indicate that the external AM hyphae contributed to the depletion of the soil mineral N pool. A similar pattern was observed in Experiment 2, although the effect was less pronounced. The ¹⁵N enrichment in mycorrhizal plants (Experiment 1) also indicated a faster NH ₄ ⁺ uptake than in the non-mycorrhizal controls in the first two harvests after application of the ¹⁵N-labelled N source. However, the external hyphae and roots seemed to have access to the same N sources as the ¹⁵N enrichment and total N content were similar in mycorrhizal and control plants at the end of the experiment. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

厦门市七种药用植物根围AM真菌的侵染率和多样性

调查了福建省厦门市7种常见药用植物根围丛枝菌根真菌分布情况、侵染率及其多样性。结果表明:7种药用植物均能与AM真菌形成良好的共生关系,且不同药用植物形成菌根的能力差异明显,盐肤木根围的孢子密度最高,29.0个/g土,喜树的侵染率最高,100%。含笑根围的孢子密度最低,4.7个/g土,鱼腥草的总侵染率最低,4.5%。共分离鉴定AM真菌4属63种,其中球囊霉属(Glomus)39种、无梗囊霉属(Acaulospora)18种、巨孢囊霉属(Gigaspora)4种、盾巨孢囊霉属(Scutellospora)2种,其中Glomus、Acaulospora为优势属,黑球囊霉G.melanosporum为优势种。盐肤木根围AM真菌种类最丰富,Shannon-Weiner指数H达到1.29。侵染率与各土壤因子均无显著相关;孢子密度与pH值极显著负相关;种的丰度与pH值显著负相关、与电导率极显著负相关、与孢子密度极显著正相关;Shannon-Weiner指数H与有机质极显著负相关;均匀度与有机质、孢子密度极显著负相关。厦门地区AM真菌资源十分丰富,多样性程度高,宿主植物不同,土壤因子对其侵染率、孢子密度、种的丰度、Shannon-Weiner指数、均匀度的影响也不同。为实现AM真菌生物技术应用于中药材规范化种植提供宝贵种质资源和理论依据。     

丛枝菌根化翅果油树幼苗根际土壤微环境

以我国二级濒危保护植物翅果油(Elaeagnus mollis)为供试植物, 通过温室盆栽试验, 研究接种丛枝菌根真菌对翅果油树幼苗根际土壤微生态环境的影响。试验设计分4个组: 摩西球囊霉(Glomus mosseae)单独接种组(GM)、脆无梗囊霉(Acaulospora delicata)单独接种组(AD)、混合接种组(GM + AD)、不接种的对照组(CK)。测定了菌根侵染率、生物量、根际微生物数量、土壤pH值、土壤酶活性及其对N、P营养的影响等指标。结果显示: 菌根真菌对3个接种组均有侵染, 其中, GM + AD的侵染率最大(90.5%), 生态学效应最好; 与对照组相比, 接种组的生物量均明显提高(p < 0.05), 其中GM + AD组生物量显著增加, 是CK组的2.2倍; AM菌根对根部微生物种群数量产生一定的影响, 主要是使根面上的细菌、放线菌、固氮菌的数量显著增加(p < 0.05); AM菌根使根际pH值降低, 与菌根侵染率呈显著负相关关系(p < 0.05); 接种组根际土壤磷酸酶、脲酶、蛋白酶的活性增加, 根际土壤的磷酸酶、蛋白酶的活性增加量与菌根侵染率呈极显著相关关系(p < 0.01); 接种组的根际土壤中, 可直接被植物吸收利用的N、P元素出现富集现象, 与菌根侵染率呈显著相关关系(p < 0.05)。研究表明: 丛枝菌根的形成改善了翅果油树幼苗的微生态环境, 提高了根际土壤肥力。     

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。