贵阳市东山乌头am真菌的种类及多样性研究

贵阳市东山乌头am真菌的种类及多样性研究

何首乌是多年生蜿蜒的藤本植物，主要分布在贵州、四川、云南等地。何首乌药用价值极高,具有补肝肾,益精血,乌须发,强筋骨之功效。主治精血亏虚,头晕眼花,须发早白,腰酸腿软,遗精,滑精、崩带等症。丛枝菌根真菌(arbuscularmycorrhizalfungi,AM真菌)能够与80%～90%的被子植物形成互惠共生体,从而提高植物尤其是移栽苗木的成活率,提高其对养分的吸收,增强其光合速率,影响其次生代谢,改善其生长状况,提高其产量和品质,增强其抗逆性。江龙等研究发现,接种AM真菌能显著增加烟苗干重、磷含量、叶绿素含量等,有利于烟苗的生长。杜照奎等还研究发现,接种AM真菌显著提高了光皮树幼苗对水分的吸收效率、光能及二氧化碳的利用效率,提高了叶片中叶绿素的含量。蒋维昕等研究也发现,接种AM真菌可以提高撑绿竹的生物量、叶绿素含量等,这些研究进一步证实AM真菌对植物生长的作用很大。AM真菌广泛存在于各种逆境环境中,如荒漠、盐碱地、重金属污染土壤、煤矿土,农药污染区、废矿区等各种生态环境中[14,15,16,17,18,19,20]。AM真菌可以不同的方式和途径影响植物的生理代谢过程,减轻植物在恶劣环境和逆境条件下受到的伤害,帮助植物度过逆境。目前,有关何首乌AM真菌的多样性研究尚未见报道,而何首乌作为一种珍贵的药用植物,随着环境的变化和人们的开发利用,野生资源正逐步减少。为此,笔者于2011年采用酸性品红染色法和湿筛法测定了何首乌丛枝菌根的侵染率,分离何首乌根际土壤中的AM真菌孢子并进行形态学鉴定和多样性分析,旨在探索贵阳东山何首乌AM真菌的种类及多样性,确定何首乌AM真菌的资源及其分布,进而为优势AM真菌在何首乌人工栽培上应用提供理论依据。1材料和方法1.1东南角浓程序设置区于2011年7月采于贵州省贵阳市东山上(经纬度:E106°43′08.2″,N26°35′43.2″,海拔1200m)的喀斯特森林中,何首乌周围主要是灌草丛,也有少数乔木。1.2测试方法1.2.1土壤样品的收集和保存采用5点采样法采集何首乌根际土壤及幼嫩根系。首先去除表层5cm厚的杂物,挖10～20cm深的土壤剖面,收集根际土壤约1～2kg,装入塑料袋带回实验室中让其自然风干后于常温下保存。同时剪取何首乌的部分幼嫩根系,装入盛有FAA溶液的小瓶中,带回实验室于4℃冰箱保存。1.2.2初始侵权率的测定试验采用碱解离-酸性品红染色法对何首乌根系进行染色。镜检统计侵染程度并按以下公式计算侵染率。菌根侵染率=[∑(0×根段数+10%×根段数+20%×根段数+30%×根段数+……+100%×根段数)/观察根段总数]×100%1.2.3药物性状对芽孢杆菌子/莲子生长和形态的影响试验采用湿筛倾析蔗糖离心法分离何首乌根际土壤中的AM真菌孢子,并在解剖镜下挑选出孢子,保存于生理盐水中,逐个鉴定。将选取的孢子或孢子果置于无菌生理盐水的培养皿内,在解剖镜下根据颜色、大小、形态和纹饰等进行分类。孢子和孢子果活体可在解剖镜下按照孢子的形态特征进行初选数据记载,记录每个属的孢子数和某些种的孢子数(孢子果按1个孢子计算)及对棉蓝试剂或Melzer’s试剂的反应。对有代表性或特异性的特征进行拍照。综合以上观察结果,主要依据Schenck和Perez编著的《VA菌根菌鉴定手册》和INVAM(/Myc-Info/)的分类描述,并参阅有关鉴定材料和近年来发表的新种等进行种属的检索、鉴定分类。1.2.4am真菌优势度的等位划分分离频度(frequency,F),即:F=(AM真菌某属或种的出现次数/土样数)×100%。相对多度(relativeabundance,RA),即:RA=(该采样点AM真菌某属或种的孢子数/该采样点AM真菌总孢子数)×100%。重要值I=(F+RA)/2,即:分离频度和相对多度的平均值。孢子密度(sporenumber,SN)即:SN=某土样中AM真菌孢子数/土样数。本文将AM真菌的优势度按重要值(I)划分为5个等级,即:I>50%为优势属(种),30%<I≤50%为最常见属(种),10%<I≤30%为常见属(种),I≤10%为稀有属(种)。本文的物种多样性(speciesdiversity)指数采用Shannon-Wiener指数(H)和Simpson指数(D)来描述:Shannon-Wiener指数:H=−∑i=1sPilnPiΗ=-∑i=1sΡilnΡis为土样中AM真菌的种类数,Pi为种i所占的比例。1.3数据分析采用DPSS统计软件进行方差分析。2结果与分析2.1等am真菌的基本结构从图1可见,何首乌根系中出现了菌丝、孢子等AM真菌的基本结构。统计结果表明,AM真菌的侵染率为7.5%。说明,AM真菌能与何首乌植株形成较好的共生关系,但侵染率较低。2.2种多孢囊霉属种zea试验结果表明:1)在何首乌根际土壤中分离出的AM真菌分属4个属55种,即:球囊霉属(Glomus)31种,无梗囊霉属(Acaulospora)22种,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)1种,多孢囊霉属(Diversispora)1种,优势种主要为枫香球囊霉(G.liquidambaris)、褐色球囊霉(G.badium)、孢果无梗囊霉(A.sporocarpia)。2)分离出的AM真菌另有1株待鉴定属种(图2),其孢子单生,黄褐色至黑色,卵圆形,直径10～18μm×7～12μm。孢子壁表面有清晰的横纹,在Melzer’s试剂中呈棕黄色。2.3待鉴定种在麻黄木根际土壤中的应用从表可见:1)何首乌根际土壤中AM真菌的种类丰富,且其物种多样性特征指数均表现为球囊霉属>无梗囊霉属>盾巨孢囊霉>多孢囊霉属。其中,球囊霉属为优势属,其孢子密度、分离频度、相对多度、重要值及多样性指数分别为69.33个/10g、100.00、74.93、87.47和1.65。2)待鉴定种在何首乌根际土壤中的含量较丰富。方差分析结果表明,球囊霉属与其他3个属在以上5个指标中均差异显著,无梗囊霉属与其他3个属的差异显著,而盾巨孢囊霉与多孢囊霉属的差异不显著。由表还可见,何首乌根际土壤中AM真菌的优势种为褐色球囊G.badium、枫香球囊霉G.liquidambaris、孢果无梗囊霉A.sporocarpia,其中,枫香球囊霉最为丰富,其孢子密度、分离频度、相对多度、重要值及多样性指数分别为34.89个/10g、100.00、37.74、68.87、0.37。结果表明,枫香球囊霉能够与何首乌的根系形成良好的共生关系,对何首乌的生长影响最大。3不同种植物的生物量对不同展现的高安全性植物群落am关于nr-pcr和无梗囊霉属acaulospra的影响1)不同种属AM真菌对宿主植物的选择性及对环境条件的适应性不同,或者进化过程中的历史原因,常造成AM真菌种属分布不均衡。该研究结果表明,贵阳市东山喀斯特森林中生长的何首乌,其根际土壤中AM真菌资源丰富,种类繁多,其中,优势属为球囊霉属(Glomus)和无梗囊霉属(Acaulospora),优势种主要有枫香球囊霉(G.liquidambaris)、褐色球囊霉(G.badium)和孢果无梗囊霉(A.sporocarpia)。说明,在典型的喀斯特地貌上球囊霉属和无梗囊霉属具有适应性强、分布广的特点。2)普遍认为AM真菌作为植物的外缘体与植物形成共生体的过程中,类似抗原刺激激活植物体免疫系统产生大量的抗逆蛋白,缓解因不良环境对植物体造成的危害。这种共生作用使得植物体(或