黄土沟壑区柠条丛枝菌根生态学研究
【摘要】：
丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi；AMF)广泛分布于各种各样的陆地生态系统中，能够与大部分的陆生高等植物根系形成互惠共生体，该共生体称为丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza；AM)。AMF具有重要的生理生态功能，AMF多样性不仅决定着植物的多样性而且决定着生态系统的生产力和可变性。目前，虽然各种各样生态系统中的AMF群落多样性与功能研究十分广泛，但是，植被恢复过程中AMF群落结构与人工林之间的关系却一直被忽视。柠条(Caragana korshinskii Kom．)是黄土高原最常见的造林绿化的树种之一，然而我们对于柠条林的AMF群落结构、季节变化以及不同年龄柠条林与AMF之间的相互关系却所知甚少。为了初步探明上述问题，本文运用传统的染色压片方法和PCR-DGGE技术，对黄土沟壑区不同种植年龄(5年、13年、20年和42年)的人工柠条林进行丛枝菌根生态学初步研究，主要结果如下：
1．柠条根系能与AMF形成共生关系，所形成的AM类型为Arum型。在不同年龄的柠条中AMF总侵染率均在80％以上，AMF总侵染率随柠条年龄的增加有下降的趋势，幼龄(5年)柠条的AMF总侵染率显著的高于其它年龄。此外，AMF总侵染率还具有显著的季节性变化，在柠条开始生长的季节(4月)最高，生长即将结束的季节(10月)最低。
2．AMF的侵染率以及土壤AMF孢子密度与土壤因子具有密切的关系：AMF总侵染率与土壤有机碳含量、土壤水分与孢子密度分别呈显著的正相关，而总磷、速效磷则与孢子密度呈显著的负相关性。
3．利用PCR-DGGE技术对柠条AMF分子多样性的研究发现，人工柠条林的AMF多样性较低。在柠条生长的三个季节中，共发现8种Glomus属的AMF，它们分别为：G.fasciculatum、G.intraradices、G.caledomium、G.sp1、G.sp2、G.sp3、G.sp4、G.sp5。在不同的季节中，AMF群落结构具有一定的差异，4月份侵染柠条根系的AMF种类为：G.fasciculatum、G.caledomium、G.sp1、G.sp2、G.sp5，7月份为：G.fasciculatum、Gintraradices、G.sp3、G.sp5，10月份为：G.fasciculatum、G.intraradices、G.sp4、G.sp5。然而，AMF群落组成并未随着人工柠条林的演替而发生明显的改变，相反，在演替的不同阶段AMF群落组成表现的相当稳定。AMF的稳定性可能是由土壤理化性质的稳定性以及AMF与植物群落之间显著的正向反馈作用所导致的。
【关键词】：黄土沟壑区 人工柠条林 丛枝菌根真菌 多样性 演替 PCR-DGGE 【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：S793.3
【目录】：
- 摘要4-6
- Abstract6-10
- 第一章 文献综述10-24
- 1.1 引言10-11
- 1.2 AMF的生理生态功能11-15
- 1.2.1 帮助植物进行营养吸收转运11-12
- 1.2.2 提高植物的抗逆能力12-13
- 1.2.3 稳定土壤结构13-14
- 1.2.4 促进群落演替和生态系统的稳定性14-15
- 1.2.5 小结15
- 1.3 AMF系统分类与种质资源15-17
- 1.4 AMF群落研究方法17-24
- 1.4.1 传统形态学方法18-19
- 1.4.2 分子生物学方法19-23
- 1.4.2.1 聚合酶链反应20-21
- 1.4.2.2 PCR产物的分离技术21-23
- 1.4.3 小结23-24
- 第二章 研究思路24-26
- 2.1 研究背景24-25
- 2.2 研究内容及目的25
- 2.3 技术路线25-26
- 第三章 材料与方法26-31
- 3.1 实验样地描述26
- 3.2 样品采集及处理26-27
- 3.3 根样DNA提取27
- 3.4 根样染色与AM侵染率测定27-28
- 3.5 AMF孢子分离计数与种类鉴定28
- 3.6 Nested-PCR28-29
- 3.7 DGGE分析29
- 3.8 DGGE条带的克隆测序及序列分析29-30
- 3.9 土壤理化测定30
- 3.10 数据统计30-31
- 第四章 结果31-47
- 4.1 AM类型31
- 4.2 AM侵染率31-34
- 4.3 土壤孢子密度34-36
- 4.5 相关性分析36
- 4.6 DGGE条带的序列分析36-39
- 4.7 人工柠条林AMF群落动态变化39-47
- 第五章 讨论47-54
- 5.1 柠条AM侵染状况47-48
- 5.2 土壤因子对AMF侵染率及土壤孢子密度的影响48-49
- 5.3 柠条AMF多样性49-50
- 5.4 柠条AMF群落动态50-52
- 5.5 PCR-DGGE技术52-54
- 第六章 主要结论54-55
- 参考文献55-68
- 致谢68
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