安西极旱荒漠植物AM真菌物种多样性研究

摘要

甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区位于亚洲中部温带荒漠、极旱荒漠和典型荒漠交汇处，是目前我国唯一以极旱荒漠生态系统和生物多样性为主要保护对象的自然保护区，在自然地理、物种演化和全球气候变化等方面研究中具有特殊地位。珍珠猪毛菜（Salsola passerina）、泡泡刺（Nitraria sphaerocarpa）、红砂（Reaumuria soongorica）、合头草（Sympegma regelii）、膜果麻黄（Ephedra przewalskii）是安西极旱荒漠区的典型地带性植被种类，对极旱荒漠区有很强的适应性和生态修复作用。丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal，AM）真菌与植物形成的共生关系，在促进植物吸收养分、提高植物抗逆性方面发挥着重要作用。AM真菌庞大的菌丝网络系统以及球囊霉素等分泌物，对生态系统不同组分之间的物质、能量交换及信息传递具有重要意义。　　本试验于2015、2016及2017年7月在安西极旱荒漠国家级自然保护区采集5种植物群落根区土样和根样，结合光学显微镜与扫描电镜的形态学方法，阐明植物和土壤因子对 AM 真菌群落结构和物种多样性的影响。主要试验结果如下：　　1. 本试验共分离鉴定9属47种AM真菌，其中无梗囊霉属（Acaulospora）17种，球囊霉属（Glomus）13种，盾巨孢囊霉属（Scutellospora）5种，管柄囊霉属（Funneliformis） 4 种，根内囊霉属（Rhizophagus）3 种，近明囊霉属（Claroideoglomus）2 种，多样孢囊霉属（Diversispora）1种，内养囊霉属（Entrophospora）1种，Ambispora 1种。Scu.nodosa该荒漠区首次报道种。　　2. 本荒漠区AM真菌孢子呈现体积小、颜色深、孢壁厚、孢子表面附属物较少、表面纹饰细密，但孢子整体形态相对不饱满等特征，表现出对极旱荒漠环境的生态适应性。　　3. AM真菌物种多样性在5种植物根区差异显著（P＜0.05)。种丰度和孢子密度均在珍珠猪毛菜中显著最高，年际间没有显著差异，5种植物群落中孢子密度、种丰度及香农维纳指数变化趋势一致。　　4. 对AM真菌孢子分布进行主成分分析，不同植物在PC1和PC2上分布较散。在PC1上，膜果麻黄得分显著高于红砂和珍珠猪毛菜，合头草和泡泡刺得分较低且差异不显著。在PC2上，珍珠猪毛菜得分最高，其次是膜果麻黄、合头草，而红砂和泡泡刺得分显著最低。5种植物群落间AM真菌孢子分布在年际间差异显著。　　5. AM 真菌对宿主植物没有表现出严格的专一性，但荒漠植物与 AM 真菌有相互选择性和偏好性。　　6. 植物种类和土壤有机C、pH、土壤温湿度、碱性磷酸酶等对AM真菌群落组成和物种多样性有显著影响。这为研究荒漠植物与 AM 真菌共生关系，筛选适合植物-菌根-土壤最佳组合的优势菌种提供了依据。

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