不同pH水平下两种菌根真菌对紫云英生长的影响及其相互作用

论文摘要

AM真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）在自然界分布极其广泛，能在许多类型的土壤中存活，80％的陆生植物可以和AM真菌共生。土壤的肥力、水分、pH、环境的光照条件、温度等因素都会影响菌根真菌与植物的共生效应。不同的因素会影响AM真菌的侵染率、产孢量以及菌根效应。本论文以AM真菌为研究对象，探讨了不同pH下（4.3、5.1、5.8、6.8），两种VA菌根真菌Glomus mosseae，Gigaspora margarita单接种及混合接种对紫云英生长的影响以及两者之间的相互作用。采用Trouvelot等（1986）的方法进行曲利苯蓝（Trypan blue）染色，根据染色结果侵染点和侵染结构的多少，将AM真菌的侵染率分为0、1、2、3、4、5六个等级，侵染强度分为A0、A1、A2、A3四个等级，用“MYCOCALC”软件计算了宿主根系菌根侵染强度，记为M％。同时参考Zhao et al．（1997）的组织染色法，检测在不同pH条件下琥珀酸脱氢酶（SDH）和碱性磷酸酶（ALP）的活性。通过对紫云英地上和地下部分生物量的测定，结果表明紫云英的生长效应与VA菌根真菌的侵染率及两种酶活成明显相关性。土壤pH升高，单接种Glomus mosseae和混合接种时的侵染率和酶活随之升高；而单接种Gigaspora margarita的侵染率和酶活则呈现出先上升后下降的趋势，在pH5.8时达到最大值。同时根据根外菌丝长度的测量（Miller，Jastrow et al．2000），揭示了菌根真菌的侵染率与根外菌丝密度的关系。通过对AM真菌核糖体基因25SrDNA的D1-D2高度可变区的序列分析，设计了特异性扩增Glomus mosseae和Gigaspora margarita的引物gm1和gig1，能够从AM真菌混合侵染的植物根系中特异性检测出相应的真菌。在混合接种实验中，利用所设计的特异性引物进行nested PCR，扩增结果显示：在低pH水平下（4.3-5.1），大多数根段为Gigaspora margarita所侵染，在高pH水平下（5.8-6.8），Glomus mosseae表现出较强的竞争力，但并没有检测到两种VA真菌存在于同一条侵染根段；对比单接种实验，在低pH水平下，Glomus mosseae显著抑制了Gigaspora margarita的侵染，而在高pH水平下Gigaspora margarita明显促进Glomus mosseae的侵染。分子探针及嵌套PCR技术的使用，揭示了AM真菌之间的相互关系，为正确评价高效菌株的应用潜力建立了科学、实用的技术平台，为深入研究AM真菌的分子生态学提供了技术条件。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 缩略词表
• 第一章 文献综述
• 1.1 丛枝菌根简介及其生理生化研究概况
• 1.1.1 丛枝菌根（AM）真菌简介
• 1.1.2 丛枝菌根研究进程
• 1.1.3 AM真菌与宿主植物之间的相互关系
• 1.1.4 丛枝菌根（AM）的作用及其作用机制
• 1.2 生态因素对AM真菌的影响
• 1.2.1 土壤pH对AM真菌的影响
• 1.2.2 土壤水份和氧气对AM真菌的影响
• 1.2.3 土壤肥力对AM真菌的影响
• 1.2.4 光照条件对AM真菌的影响
• 1.2.5 温度条件对AM真菌的影响
• 1.2.6 农业生产活动对AM真菌的影响
• 1.3 AM真菌的代谢酶活性的研究
• 1.3.1 琥珀酸脱氢酶（SDH）
• 1.3.2 碱性磷酸酶（ALP）
• 1.4 分子生物学技术在丛枝菌根研究中的应用
• 1.4.1 PCR技术的应用
• 1.4.2 RAPD（Random Amplified Polymorphism DNA）技术
• 1.4.3 RFLP（Restriction Fragment Length Polymorphism）技术
• 1.4.4 SSCP（Single-Strand Conformation Polymorphism）技术
• 1.4.5 同功酶技术的应用
• 1.4.6 生物信息学
• 1.4.7 其它相关技术的应用
• 1.5 小结
• 第二章 土壤pH水平对AM真菌与紫云英共生关系的影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 土壤
• 2.1.2 宿主及菌种
• 2.1.3 盆栽实验设计
• 2.1.4 AM真菌侵染率的测定侵染率测定
• 2.1.5 AM真菌菌丝SDH活性的测定
• 2.1.6 AM真菌菌丝ALP活性的测定
• 2.1.7 根外菌丝长度的测定
• 2.1.8 统计分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同pH水平下VA菌根真菌对紫云英生长的影响
• 2.2.2 不同pH水平下VA菌根真菌对紫云英侵染的影响
• 2.2.3 根外菌丝的长度的测量
• 2.3 小结
• 第三章 设计两种AM真菌种特异性引物检测不同pH水平下混合接种时两者的相互作用
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 供试生物材料及试剂
• 3.2.2 引物
• 3.2.3 DNA模板的制备
• 3.2.4 种特异性引物设计流程（图4）
• 3.2.5 Glomus mosseae和Gigaspora margarita孢子的nested PCR扩增
• 3.2.6 pBS-T载体及试剂盒组分介绍
• 3.2.7 AT克隆及测序
• 3.2.8 种特异性引物gm1,gig1的设计
• 3.2.9 种特异性引物gm1,gig1的验证
• 3.2.10 混合接种每种真菌侵染率M’的测定
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 菌落PCR及回收片段的验证
• 3.3.2 引物的设计
• 3.3.3 引物特异性验证
• 3.3.4 小结
• 3.4 不同pH水平下两种AM真菌的相互作用
• 讨论
• 参考文献
• 致谢