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《中国农业大学》 2004年
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丛枝菌根真菌的土壤生态适应性及其功能差异研究

刘文科  
【摘要】: 丛枝菌根功能高低取决于真菌和植物间的兼容性,以及共生体系对土壤环境的生态适应性。因此,本研究以欧共体项目为依托,从AM真菌资源入手,对新近分离于华北、华中和华南三个气候带的菌株及国外菌株在三种土壤(北京褐土、湖北棕壤和广东红壤)上与两种宿主(玉米、甘薯)共生时的土壤生态适应性和/或功能有效性进行了研究和评价。其后,探讨了北京褐土上的高效菌株对磷环境变异和菌丝机械损伤的反应机制。最后,在田间条件下考察了菌株接种对甘薯产量和品质的影响。试验结果如下: 各菌株在三种土壤上均能与玉米或甘薯形成菌根,但在促进宿主生长和吸磷功能上差异明显。除BEG165、BEG151和HAU-01外,多数菌株在其分离地所在气候带的土壤类型上的菌根形成水平和/或功能有效性较高。宿主种类影响真菌的功能有效性,BEG167在三种土壤上分别与玉米和甘薯共生时其功能表现不同。 各菌株在三种土壤上的生态适应性差异明显。BEG167和BEG141是广幅生态型菌株,HAU-E4和BEG150为窄幅生态型菌株,而BEG168和BEG151的土壤生态适应性居中。菌株在三种土壤上的功能表现差异很大。BEG168、BEG167、BEG151、HAU-E4和BEG141在北京褐土上,BEG168、BEG151和HAU-E4在湖北棕壤上,BEG168、BEG150和BEG141在广东红壤上为高效菌株。此外,菌株在土壤生态适应性强弱和功能有效性高低表现常不一致。如BEG167在三种土壤上的生态适应性均很高,却只在北京褐土上功能高效,在湖北棕壤和广东红壤上表现为无效或呈寄生状态下的负效应。玉米为宿主时,其细根比根长与菌根侵染率间呈极显著的负相关关系。 根际磷形态改变了G.v和BEG167的功能,但对其生长无影响。G.v与BEG167在对卵磷脂、磷酸二氢钾和植酸钠利用能力上差异很大。G.v接种时,卵磷脂肥效高于磷酸二氢钾,而当BEG167接种时,卵磷脂肥效小于磷酸二氢钾。在宿主利用植酸钠上,接种G.v比接种BEG167更有效。 根外磷形态和供磷水平影响根外菌丝的生长和功能,但对菌根侵染率无影响。BEG141和HAU-E4的菌物量因施磷发生显著变化,而BEG168和BEG167菌物量却未受影响。植酸钠比磷酸二氢钾更能增加菌株根外菌物量。BEG141和HAU-E4分别在植酸钠50 mg·kg~(-1)和100 mg·kg~(-1)供磷水平时菌物量最高。根外磷形态和供磷水平未改变BEG167的吸磷功能,但影响了BEG168、BEG141和HAU-E4的功能。 菌丝损伤可降低BEG141的菌根侵染率、宿主生长和地上部吸磷量,而对G.v的宿主无影响。菌丝在损伤后能迅速再生,这是损伤对菌株功能影响不大的原因。两种真菌的再生菌丝均在基质中形成融合结构和簇生结构。 田间条件下,PCR检测表明引入AM真菌成功侵染甘薯。6周时,接种促进了甘薯生长和磷吸收。接种改变了不同重量级别薯块的数量,提高了甘薯产量和薯块品质。
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