甘草植物根际AM真菌多样性及其生长效应的研究

甘草植物根际AM真菌多样性及其生长效应的研究

论文摘要

甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch)为豆科(Leguminosae)多年生草本植物,是宝贵的药用资源植物。由于荒漠区的野生甘草生态环境严重恶化及过度采挖,使甘草资源面临枯竭或灭绝的危机。丛枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizal fungi,AMF)是分布广泛的重要的土壤微生物,通过与陆地高等植物建立菌根关系,而影响植物的生长和发育,提高植物抗逆性及生产力。本文以内蒙古荒漠草原区野生甘草根际AM真菌为研究对象,开展多样性及其分布特征研究,并进行菌根效应的探讨,旨在为甘草的生产及利用提供菌根学理论依据。主要研究结果如下:1.甘草的AM菌根类型为疆南星型(Arum-type)。菌根侵染率较高,其中菌丝侵染率平均值为48.6%,泡囊侵染率,为46%;而丛枝侵染率最低,只有12.8%。甘草菌根菌丝、泡囊和丛枝侵染率均随时空变化而变化。2.从甘草根际土壤及诱集培养土中共分离出AM真菌4属15种,其中无梗囊霉属Acaulospora 3种、多样囊霉属Diversispora 2种、球囊霉属Glomus 9种、盾巨孢囊霉属Scutellospora 1种。已鉴定10种,尚有5个未定种Acaulosporasp.1、A.sp.2、G.sp.1、G.sp.2、G.sp.3。3.采自内蒙古鄂尔多斯市杭锦旗野生甘草(Glycyrrhiza uralensis FischL.)根际土样,用三叶草(Trrifolium repens L.)诱集培养后,再经分离、单孢接种于宿主植物三叶草加富培养。获得土著菌株Glomus mosseae(记为Gmy),孢子密度为676个/100g。4.甘草根际AM真菌多样性及其分布表现出显著的时空变化特征。不同样地、季节和土壤层中的真菌多样性存在差异。S1样地多样性最高,其次是S2和S3样地,S4样地最低。9月份孢子密度最高,其次是10月份,7月份最低。样地20-40cm土层中的孢子密度最高,显著高于0-20cm土层和40-60cm土层。甘草根际的AM真菌属的相对多度依次是:球囊霉属Glomus>无梗囊霉属Acaulospora>巨孢囊霉属Scutellospora>多样囊霉属Diversispora;球囊霉属Glomus为优势属。Acaulospora sp.1,Acaul.sp.2,Glomus moseae,G.constrictum,G.sp.1,G.sp.2和Scutellospora calospora等在不同样地和不同月份中成为优势种。Acaulospora rehmii,G.claroideum,G.microaggregatum,G.hyderabadensis,G.sp.3,Diversispora spurcum和D.versiforme是多数样地的稀有种类。菌丝侵染率、泡囊侵染率、孢子密度和物种丰富度与降雨量均呈正相关,孢子密度和菌丝侵染率与降雨量之间达到差异显著(P<0.05)。丛枝侵染率则与降雨量呈负相关。菌丝侵染率、泡囊、丛枝侵染率、孢子密度、物种丰富度与气温呈负相关,丛枝侵染率与气温达到极显著负相关水平(P<0.01)。物种丰富度与相对湿度正相关,而孢子密度则与相对湿度呈负相关。孢子密度和物种丰富度与光照呈负相关,但差异均不显著。菌根侵染率、孢子密度、物种多样性及多样性指数随着季节变化均有增加的趋势。各样地菌丝侵染率、泡囊侵染率均与土壤速效磷含量呈显著正相关(P<0.05),而孢子密度与土壤速效磷含量呈极显著正相关(P<0.01),但丛枝侵染率、物种丰富度与土壤速效磷含量无显著相关性。5.甘草接种AM真菌形成丛枝菌根,不同接种处理的甘草菌根侵染率不同,接种Gm+Gv+Gc和土著菌种Gmy较高,显著高于其它处理(P<0.05)。6.接种AMF能促进甘草幼苗的生长。接种显著增加了甘草幼苗的地上部分高度、幼苗总鲜重量、干重、叶片数目和叶面积等。其中Gm+Gc、Gmy、Gm+Gv+Gc接种效应较大,土著菌种Gmy效果明显。7.接种AM真菌显著提高了甘草叶片的叶绿素含量、可溶性糖以及可溶性蛋白含量,促进了甘草合成代谢和贮藏功能。8.接种影响甘草保护酶系,提高甘草苗叶片SOD活性叶片脯氨酸含量,降低甘草苗叶片POD的活性和MDA含量。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 1 引言
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 研究思路
  • 2 材料与方法
  • 2.1 样品采集
  • 2.1.1 研究区域地理背景
  • 2.1.2 采样设计
  • 2.1.3 采样方法
  • 2.2 AM真菌的侵染率测定和多样性分析
  • 2.2.1 菌根结构观察和侵染率测定
  • 2.2.2 AM真菌的分离和种类鉴定
  • 2.2.2.1 加富培养
  • 2.2.2.1.1 诱集培养
  • 2.2.2.1.2 单孢培养
  • 2.2.2.2 孢子分离与种类鉴定
  • 2.2.3 多样性统计分析
  • 2.3 AM真菌对甘草的生长效应
  • 2.3.1 实验材料及处理
  • 2.3.1.1 植物材料
  • 2.3.1.2 菌种
  • 2.3.1.3 栽培基质
  • 2.3.1.4 栽培用容器
  • 2.3.2 接种设计
  • 2.3.3 实验方法
  • 2.3.3.1 接种方法
  • 2.3.3.2 接种后苗期管理
  • 2.3.3.3 甘草生长指标的测定方法
  • 2.3.3.4 生理生化指标测定
  • 2.3.3.5 土壤有效P测定
  • 2.3.4 统计分析
  • 2.3.5 气候因子
  • 3 结果与分析
  • 3.1 甘草根际土著菌株的分离
  • 3.2 甘草根际AM真菌资源和时空分布特征
  • 3.2.1 甘草根系侵染率
  • 3.2.2 AM真菌鉴定
  • 3.2.3 甘草根际AM真菌多样性及时空分布特征
  • 3.2.4 生态因子对甘草根际AM真菌多样性的影响
  • 3.3 AM真菌对甘草的接种效应
  • 3.3.1 不同菌种侵染甘草幼苗的差异
  • 3.3.2 AM真菌对甘草生长效应的影响
  • 3.3.3 AM真菌对甘草生理指标的影响
  • 4 讨论
  • 4.1 甘草的共生特性
  • 4.2 甘草根际AM真菌种质资源
  • 4.3 甘草根际AM真菌多样性分布特征
  • 4.4 气候因子对甘草根际AM真菌多样性的影响
  • 4.5 土壤因子对AM真菌多样性的影响
  • 4.6 接种AM真菌对甘草生长的影响
  • 4.6.1 AM真菌侵染甘草根系
  • 4.6.2 AM真菌促进甘草生长的机制
  • 4.7 关于优势AM菌株的探讨
  • 5 结论
  • 5.1 甘草根际土著AM真菌菌株获得
  • 5.2 甘草根系菌根侵染率
  • 5.3 甘草根际AM真菌种类及分布有特征
  • 5.4 气候因子影响甘草根际AM真菌多样性
  • 5.5 土壤速效磷影响甘草根际AM真菌多样性
  • 5.6 接种AM真菌对甘草幼苗侵染有差异
  • 5.7 接种AM真菌促进甘草生长
  • 5.8 接种AM真菌影响甘草的生理指标
  • 5.8.1 叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量增加
  • 5.8.2 影响甘草叶片保护酶系统(SOD、POD)及脯氨酸、丙二醛含量(MDA)
  • 6 展望
  • 参考文献
  • 文献综述
  • 致谢
  • 附图
  • 附图1
  • 附图2
  • 附图说明
  • 附图1说明
  • 附图2说明
  • 相关论文文献

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