Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| DOI | 10.27103/d.cnki.ghebu.2021.001817 |
| 荒漠孑遗植物裸果木AMF物种多样性与生态分布研究 | |
| 张开逊 | |
| 出版年 | 2021 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 河北大学 |
| 中文摘要 | 裸果木(Gymnocarpos przewalskii Maxim)为石竹科(Caryophyllaceae)裸果木属(Gymnocarpos Forssk.)多年生灌木。属古地中海区系成分,第三纪孑遗物种,国家一级保护植物,也是石质荒漠的主要建群种。研究其生存和演化过程对研究古地中海气候变化和旱生植物的进化极为重要。安西极旱荒漠国家自然保护区和民勤连古城国家级自然保护区是裸果木的主要分布区,区域内为典型的干旱荒漠生态系统,对自然地理和古地中海区系发生与演化有重要的研究地位。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与植物根系的共生结构,能够促进植物对营养物质的吸收,对植物在逆境胁迫下的生长、发育、繁殖具有重要意义。此外,AMF形成的庞大菌丝网络结构和分泌的球囊霉素相关蛋白,能够提高土壤稳定性,促进土壤物质交换,对于生态环境的修复及监测有重要意义。本研究于2018年7月,2019年7月、9月、12月在民勤连古城国家级自然保护区和安西极旱荒漠国家自然保护区采集裸果木根围0-10cm土层和10-20cm土层根系和土壤样品。通过光学显微镜、扫描电子显微镜观察形态特征,结合高通量测序方法研究裸果木根围AMF生态分布、群落结构物种多样性。为裸果木资源保护和荒漠植被恢复提供可用依据。主要试验结果如下:1.裸果木根系能与AMF形成以菌丝为主的稳定的共生结构。2018年夏季安西AMF定殖率为40-80%,2019年3个季节定殖率为38-75.3%;AMF孢子密度在21-63(个/20g soil)之间。2018年夏季民勤AMF定殖率为70-80%,2019年3个季节定殖率为47.53-71%;孢子密度为73-314(个/20g soil)。AMF定殖率与温度、湿度、总氮、易提取球囊霉素显著正相关;孢子密度与温度、土壤湿度、有机碳、总磷、总提取球囊霉素显著正相关。不同季节、不同样地之间AMF定殖率和孢子密度差异显著。2.通过形态学鉴定共在安西鉴定出5属42种AMF,其中无梗囊霉属(Acaulospora)18种,球囊霉属(Glomus)17种,近明囊霉属(Claroideoglomus)3种,缩管柄囊霉属(Septoglomus)3种,管柄囊霉属(Funneliformis)1种;从民勤鉴定出8属46种AMF,包括无梗囊霉属18种,球囊霉属17种,近明囊霉属3种,缩管柄囊霉属3种,根孢囊霉属(Rhizophagus)2种,多样孢囊霉属(Diversispora)、管柄囊霉属、盾巨孢囊霉属(Scutellospora)各1种。无梗囊霉属和球囊霉属在安西鉴定比例分别为45.45%和28.14%,在民勤鉴定比例分别为34.69%和33.40%,是2样地的优势种。3.NMDS分析显示不同根围土层间AMF群落组成无显著性差异,样地和季节间AMF群落组成差异显著。两样地中AMF alpha多样性指数总趋势为夏冬季高于秋季;安西AMF alpha多样性指数显著高于民勤;Chao1指数在民勤0-10cm土层差异显著。4.两样地中AMF平均丰度与土壤湿度、有机碳、碱性磷酸酶、总提取球囊霉素显著正相关;安西AMF shannon指数和Chao1指数与易提取球囊霉素显著正相关。方差分解分析表明,土壤因子、气候因子、地理位置三个解释变量对AMF群落变差的解释度为33.8%,其中地理位置可单独解释AMF群落变差的13.4%,土壤因子可单独解释6.7%。地理位置和土壤因子之间交互作用能够解释AMF群落变异方差的12.3%。虽然气候因子未对AMF群落变差的解释度有直接贡献,但气候因子结合土壤因子与地理位置共同对AMF群落变差做出贡献。5.高通量测序共得到1540875个AMF序列。其中灰棕漠土和风沙土的AMF序列数分别为812450和728425。从安西样地和民勤样地检测出1023个OTU,结合国际AMF菌种保藏中心和NCBI将所有AMF OTUs分为4目3科6属,6属AMF分别为Glomus,Paraglomus,Septoglomus,Diversispora,Claroideglomus,Rhizophagus。其中Glomus是两个样地的优势属,占据更高的生态位。Archaeosporales在更低级分类水平上均未有发现。种水平上共鉴定出Glomus 11种,Septoglomus 1种,Rhizophagus 1种,Paraglomus1种,Diversispora 2种,Claroideglomus 1种。6.PCoA分析显示样地显著影响AMF群落结构,季节变化显著影响安西AMF群落结构。安西AMF alpha多样性在季节间差异显著,同一季节不同样地AMF alpha多样性指数民勤显著高于安西。7.排序回归分析表明,安西AMF季节间Beta多样性与温度、易提取球囊霉素、脲酶、土壤p H、土壤湿度、有机碳、总提取球囊霉素、总磷、总氮含量显著正相关。地理位置间AMF Beta多样性与土壤湿度、脲酶、总磷、有机碳、总氮含量显著负相关。年际间AMF Beta多样性与土壤脲酶显著正相关。8.db-RDA结果显示降水量、土壤脲酶、总磷显著影响安西AMF群落结构;易提取球囊霉素显著影响民勤AMF群落结构。9.Glomus-sp.-VTX00304与总提取球囊霉素、易提取球囊霉素、总磷显著负相关;Glomus-intraradices-VTX00105与总提取球囊霉素、有机碳显著负相关;Glomus-sp.-VTX00330、Glomus-MO-G8-VTX00130、Glomus-Glo7-VTX00214、Glomus-Yamato08-A1-VTX00100、Glomus-Glo-F-VTX00167、Glomus-viscosum-VTX00063以及unclassified＿g＿Glomus与总提取球囊霉素显著负相关;Glomus-MO-G7-VTX00199与总磷显著负相关;unclassified＿o＿Archaeosporales与降水量显著负相关。unclassified＿g＿paraglomus与总氮显著负相关。unclassified＿c＿Glomeromycetes以及Paraglomus-Glom-1B.13-VTX00308与土壤中总提取球囊霉素显著正相关。 |
| 中文关键词 | AMF ; 物种多样性 ; 生态分布 ; 群落结构 ; 高通量测序 ; 裸果木 ; 干旱荒漠 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | Q948 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/373196 |
| 作者单位 | 河北大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张开逊. 荒漠孑遗植物裸果木AMF物种多样性与生态分布研究[D]. 河北大学,2021. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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