Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 三种荒漠植物深色有隔内生真菌物种多样性和耐盐性研究 | |
| 侯力峰 | |
| 出版年 | 2020 |
| 学位类型 | 博士 |
| 学位授予单位 | 河北大学 |
| 中文摘要 | 荒漠土壤盐渍化限制植物生长,造成土壤退化,促进荒漠地区植被和生态系统恢复势在必行。微生物联合植物修复技术已被证明是一个经济有效的生物修复途径。深色有隔内生真菌(Dark septate endophytes,DSE)是定居在植物根系的一群子囊菌,能够改善宿主植物营养状况,提高植物胁迫耐受性。沙鞭(Psammochloa villosa)、油蒿(Artemisia ordosica)和羊柴(Hedysarum laeve)是毛乌素沙地典型先锋植物,常被用于荒漠植被恢复。本研究以DSE与植物共生关系为切入点,系统研究三种荒漠植物根系DSE真菌生态分布及物种多样性,阐明植物种类、土壤深度和环境因子对DSE真菌分布的影响。同时,探究荒漠植物典型DSE真菌及人工接种DSE真菌后宿主植物对盐胁迫的响应,揭示DSE真菌自身及诱导植物耐盐的机制。研究结果不仅能够帮助理解荒漠环境不同植物-DSE互作机制及共生体在适应盐胁迫引起的生理性干旱的作用机制,而且能够获得更多的有益DSE真菌资源并发掘荒漠环境DSE真菌生态功能,为充分利用DSE真菌促进荒漠植被恢复提供依据。主要试验结果如下:1.沙鞭、油蒿和羊柴根系均能被DSE真菌侵染,菌丝是主要的定殖结构。不同植物DSE定殖结构存在明显差异。沙鞭、油蒿和羊柴平均总定殖率分别为79.66%、82.35%和70.45%。沙鞭和羊柴最大平均定殖率出现在10-20 cm土层,而油蒿最大平均定殖率出现在30-40 cm土层。三种植物DSE最大定殖率均出现在2016年。2.双因素方差分析表明植物种类和土壤深度显著影响DSE真菌分布。植物种类解释了DSE分布变异的47%,是最主要的影响因素。相关性分析表明DSE菌丝定殖率与全氮(TN)显著正相关,与C:N比显著负相关;微菌核定殖率与有机碳(SOC)显著正相关;总定殖率与全氮(TN)和全磷(TP)显著正相关,与C:N比显著负相关。3.本研究中共分离得到DSE真菌13属17种,即Leptosphaeria sp.、Phoma radicina、Paraphoma chrysanthemicola、Bipolaris zeae、Humicola sp.、Fusarium tricinctum、Alternaria chlamydosporigena、Darksidea delta、Phialophora mustea、Alternaria alternata、Bipolaris sorokiniana、Curvularia spicifera、Periconia macrospinosa、Paraphoma radicina、Paraphoma pye、Setophoma terrestris、Microdochium bolleyi,其中5种产孢。Phoma radicina和Bipolaris zeae为荒漠环境中首次报道的DSE菌种。4.DSE真菌群落组成表现出宿主植物和土层深度偏好性。三种植物间DSE真菌总分离率分别为沙鞭(18.7%)>羊柴(14.3%)>油蒿(12.2%)。DSE真菌分离率在浅土层(0-30 cm)显著高于深土层(30-50 cm)。P.chrysanthemicola为沙鞭和油蒿优势种,Paraphoma radicina为羊柴优势种。Phoma radicina为沙鞭和羊柴共有种。Bipolaris zeae为羊柴独有种。P.macrospinosa为油蒿独有种。P.pye和M.bolleyi为沙鞭独有种。5.DSE真菌群落及多样性指数与植物种类、土壤深度及土壤因子存在显著相关。典范对应分析(CCA)表明M.bolleyi、A.alternata、Leptosphaeria sp.和A.chlamydosporigena与SOC、TN和TP正相关。C.spicifera与pH正相关。S.terrestris和F.tricinctum受脲酶(U)活性的积极影响。酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(ALP)积极影响Humicola sp.、B.sorokiniana和P.mustea,而对D.delta的出现频率存在消极影响。6.DSE真菌盐耐受性研究发现,荒漠植物DSE表现出较高的耐盐性,与其在胁迫处理下超氧化物歧化酶(SOD)活性以及谷胱甘肽(GSH)、可溶性蛋白、多糖和黑色素含量增加有关。随NaCl浓度升高,菌落颜色逐渐加深,菌丝隔间距变短,分生孢子数减少,形成厚垣孢子状结构。7.分离的5种DSE真菌在NaCl胁迫下能成功定殖油蒿根组织,并促进油蒿生长和生物量,缓解NaCl胁迫的不利影响,但这种有益作用随NaCl浓度增加而降低,并与DSE种类和NaCl浓度有关。在0.1%NaCl浓度,接种A.chlamydosporigena显著提高油蒿根系生长和生物量,接种P.radicina提高地上生物量,接种P.chrysanthemicola促进根系生长及地下生物量。0.2%NaCl浓度仅接种A.chlamydosporigena提高油蒿株高。0.3%NaCl浓度,接种C.spicifera、P.chrysanthemicola和P.radicina显著提高油蒿地下生物量,仅C.spicifera和P.chrysanthemicola显著促进根系生长,而接种A.chlamydosporigena有利于株高。8.接种DSE真菌在盐胁迫下显著影响植物SOD活性及GSH、可溶性蛋白、生长素、叶绿素及Na~+和K~+含量。在0.1%和0.2%NaCl浓度,多数DSE真菌显著提高油蒿SOD活性;0.3%NaCl浓度,仅接种P.radicina和B.sorokiniana后SOD活性显著提高。GSH含量显著增加主要出现在A.chlamydosporigena(0.2%,0.3%)、P.chrysanthemicola(0.1%)、P.radicina(0.2%)、C.spicifera(0.2%)和B.sorokiniana(0.1%,0.2%,0.3%)处理下。P.radicina在NaCl胁迫下均显著提高可溶性蛋白含量,而接种C.spicifera和B.sorokiniana分别在0.1%和0.3%NaCl浓度下显著提高了可溶性蛋白含量。接种P.chrysanthemicola、P.radicina和B.sorokiniana在0.1%,0.2%,0.3%NaCl浓度下均显著提高生长素含量,叶绿素含量的显著增加仅在接种P.chrysanthemicola的0.3%NaCl浓度。随NaCl浓度增加,油蒿地上Na~+含量呈现增加趋势。接种DSE真菌在多数NaCl浓度均降低根系Na~+,K~+含量和Na~+/K~+比。9.接种DSE真菌能够影响土壤营养状况及土壤酶活性,并促进宿主植物养分吸收。其中部分DSE真菌接种显著降低土壤有机碳和速效磷含量以及脲酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性。 |
| 中文关键词 | 深色有隔内生真菌 ; 生态分布 ; 物种多样性 ; 荒漠植物 ; 土壤深度 ; 耐盐性 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | Q948 |
| 来源机构 | 河北大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/338007 |
| 作者单位 | 河北大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 侯力峰. 三种荒漠植物深色有隔内生真菌物种多样性和耐盐性研究[D]. 河北大学,2020. |
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