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沙棘(Hippophae rhamnoides)和狼牙刺(Sophora davidii)是黄土高原地区常见的造林树种。本研究采用孢子密度、侵染率检测和变性凝胶梯度电泳(DGGE)技术相结合的方法,研究了陕西黄土高原不同纬度生态地区、不同季节、不同地貌区沙棘根际丛枝菌根(AM)真菌定殖状况和群落多样性,并分析了沙棘根际AM真菌侵染状况、群落多样性与气候、土壤因子之间的关系。基于DGGE条带基因序列系统发育树所形成的序列群,对风沙草原区、丘陵沟壑区和渭北旱塬区三个地貌区的沙棘根际AM真菌群落结构差异性进行分析。利用盆栽试验探讨了在正常水分和水分胁迫条件下,接种AM真菌对狼牙刺生长、光合作用、根叶形态、营养状况、次生代谢物、渗透调节物质和抗氧化酶的影响,以及接菌对狼牙刺根际土壤中土壤酶、球囊霉素和水稳性团聚体的影响。获得以下主要结论:1.不同纬度生态区沙棘根际AM真菌群落多样性及影响因素五个不同纬度生态区(由南向北依次为:永寿、富县、志丹、横山、榆林)年均温和年均降雨量总体变化趋势是由北向南依次增加,而海拔、土壤pH、速效磷、速效氮和有机碳变化无显著规律。沙棘根际AM真菌总侵染率和孢子密度总体趋势为由北向南依次递增,相关性分析表明,孢子密度与速效磷、总侵染率与中性-微碱性土壤pH呈显著负相关。不同纬度地区AM真菌分子多样性指数差异显著,物种丰富度、Simpsom’s和Shannon-Weiner指数富县最高,均匀度指数志丹最高,永寿物种丰富度、Shannon-Weiner和Simpsom’s指数最低,榆林均匀度最低。不同纬度地区沙棘根际AM真菌群落和环境因子间典范对应分析(CCA)可将AM真菌群落分为4个不同AM真菌种群,各种群对上述气候和土壤因子的响应各不相同。通过Monte Carlo检验表明,土壤中有效磷(P=0.025,F=2.62)和孢子密度(P=0.006,F=1.76)对AM真菌群落结构影响最为显著。2.沙棘根际AM真菌群落季节变化动态及影响因素沙棘根际土壤中土壤酶、球囊霉素、微生物量碳和氮随季节变化均具有一定规律性。不同季节沙棘根际AM真菌定殖状况差异显著,侵染率和孢子密度春季(4月)最低,秋季(10月)最高。相关性分析表明,AM真菌总侵染率与碱性磷酸酶、总球囊霉素、易提取球囊霉素、微生物量碳和量氮呈显著正相关,与过氧化氢酶呈显著负相关;孢子密度与总球囊霉素、易提取球囊霉素、微生物量碳和量氮成显著正相关,与过氧化氢酶呈显著负相关。不同季节AM真菌分子多样性指数除均匀度无显著差异外,物种丰富度、Shannon-Weiner和Simpsom’s指数随季节变化明显,以上三个多样性指数变化趋势均为从春季(4月)至秋季(10月)逐渐上升。主成分分析表明,不同季节间的AM真菌群落多样性存在极显著差异,10月AM群落典型变量值的变异(离散)最小,表明沙棘根际AM真菌在10月最为稳定。不同季节AM真菌群落和土壤酶、球囊霉素、微生物量碳和氮含量变化的CCA分析可将AM真菌群落分为3个不同AM真菌种群。通过Monte Carlo检验表明,微生物量碳(P=0.002,F=2.676)对AM真菌群落结构的季节变化影响最为显著。3.不同地貌区沙棘根际AM真菌群落结构分析黄土高原三个地貌区的沙棘根际AM真菌孢子密度和总侵染率变化趋势为:渭北旱塬区>丘陵沟壑区>风沙草原区。三个地貌区沙棘根际AM真菌DGGE图谱中含有34个条带类型,共计180个条带,其中风沙草原区条带数最少(53个),渭北旱塬区和丘陵沟壑区条带数基本相同(分别为63和64个)。三个地貌区沙棘根际AM真菌DGGE图谱聚类分析表明,渭北旱塬区AM真菌群落结构与风沙草原区、丘陵沟壑区差异显著,风沙草原区和丘陵沟壑区之间AM真菌群落结构差异不显著。从三个地貌区AM真菌DGGE条带得到25个AM真菌基因序列,这些序列通过系统发育树分析,可归纳到Glomus属的12个序列群,其中序列群Glo-C、Glo-D和Glo-G分别与G. indicum、G. constrictum和G.iranicum具有高度相似性,其他九个序列群均与Glomus属的未鉴定种具有高度相似性。12个序列群在三个地貌区分布频率具有一定差异性,Glo-A、C、D、E、G和K为三个地貌区的常见种,Glo-B、F、H、J和L为三个地貌区的偶见种,Glo-I为稀有种。4.干旱胁迫条件下AM真菌对狼牙刺生长及光合特性的影响干旱胁迫条件下,接种G. constrictum和G. mosseae狼牙刺芽干重提高27.5%和15.0%、根干重提高37.3%和17.3%、株高提高36.1%和23.4%、地径提高25.5%和10.2%;狼牙刺叶片净光合速率、最大光化学效率变化趋势为:G. constrictum> G. mosseae>未接种,三处理间差异显著;接种G. constrictum和G. mosseae的狼牙刺相对水分含量提高9.3%和6.1%、水分利用效率提高39.6%和16.2%、实际光化学量子产量提高25.0%和29.2%、光化学淬灭系数提高12.8%和12.8%,而胞间二氧化碳浓度降低29.1%和22.6%、水分饱和亏缺降低29.5%和19.1%,两接种处理间差异不显著;未接种、接种G.constrictum和G. mosseae三处理间狼牙刺叶片叶绿素相对含量、蒸腾速率无显著差异。5.干旱胁迫条件下AM真菌对狼牙刺营养、形态及根际土壤状况的影响水分胁迫条件下,狼牙刺叶片和根系中全N含量以及根系中全P含量变化趋势为:接种G. constrictum>接种G. mosseae>未接种,且三处理间差异显著;接种G.constrictum和G. mosseae叶片中全P含量提高15.4%和14.6%、叶长提高10.6%和7.7%、叶宽提高4.1%和10.0%、根尖数提高11.5%和10.4%,两接种处理间均无显著差异;狼牙刺叶面积、总根长和根表面积的变化趋势为:接种G. constrictum>接种G. mosseae>未接种,碱性磷酸酶活性和易提取球囊霉素含量变化趋势为:接种G. constrictum>接种G. mosseae>未接种,三处理间差异显著;接种G. constrictum和G. mosseae的狼牙刺根际总球囊霉素含量提高34.1%和42.6%、蔗糖酶活性提高40.5%和40.5%、脲酶活性提高61.6%和72.8%,两接种处理间均无显著差异;三处理间的狼牙刺根际过氧化氢酶活性无显著差异;接种G. constrictum和G. mosseae均显著提高了水稳性团聚体比例,其中>2mm土壤提高149.1%和13.5%、0.5-1mm提高23.8%和21.2%、0.25-0.5mm提高14.5%和8.2%、>0.25mm提高20.0%和12.5%。6.干旱胁迫条件下AM真菌对狼牙刺渗透调节物质和抗氧化能力的影响干旱胁迫条件下,根系中淀粉、叶片中游离氨基酸总量以及叶片和根系中黄酮、生物碱、多酚含量变化趋势均为:接种G. constrictum>接种G. mosseae>未接种,根系中游离氨基酸总量变化趋势为接种G. mosseae>接种G. constrictum>未接种,三处理间差异显著;狼牙刺叶片和根系中还原糖、可溶性糖、脯氨酸含量、叶片中淀粉含量以及SOD、CAT和POD活性均为接种AM真菌处理显著高于未接种处理,接种处理之间无显著差异;狼牙刺叶片中MDA、H2O2和O2-含量变化趋势是:接种G. constrictum <接种G. mosseae <未接种,三处理间差异显著;接种G. constrictum和G. mosseae的狼牙刺根系中MDA含量降低15.1%和18.6%、H2O2含量降低29.8%和24.9%、O2-含量降低20.4%和18.9%,两接种处理间无显著差异。