【摘 要】
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丛枝菌根真菌(AMF)能与大部分高等植物根系共生,在农林、环境等领域有巨大应用潜力。近年来发现AMF对生态系统中植物群落多样性和生产力产生深刻影响,对AMF物种多样性的研究显得愈发重要。猫儿山是广西最高峰,在不同海拔高度生物气候条件差异较大,有代表性较强的中亚热带完整植被和土壤垂直分布带。山中植被、微生物等资源丰富且存在明显差异。目前,关于猫儿山森林生态系统中AMF的群落结构及影响因子等方面的研究
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丛枝菌根真菌(AMF)能与大部分高等植物根系共生,在农林、环境等领域有巨大应用潜力。近年来发现AMF对生态系统中植物群落多样性和生产力产生深刻影响,对AMF物种多样性的研究显得愈发重要。猫儿山是广西最高峰,在不同海拔高度生物气候条件差异较大,有代表性较强的中亚热带完整植被和土壤垂直分布带。山中植被、微生物等资源丰富且存在明显差异。目前,关于猫儿山森林生态系统中AMF的群落结构及影响因子等方面的研究报道极少。本研究用DGGE和高通量测序等方法探索9个海拔(500到2100米每隔200米取样)区域优势植被根围AMF相关土壤微生态特征等,主要结果如下:(1)分析猫儿山不同海拔优势植被根围4种土壤酶活性,结果表明:酸性磷酸酶(AP)活性随海拔升高呈现上升趋势,纤维素酶(CL)、蛋白酶(PT)和过氧化氢酶(CAT)活性随海拔升高呈先升后降再升的趋势。四种酶活性两两间均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关。速效钾(AK)和全钾(TK)含量分别与AP呈不显著正和负相关,AK和TK含量分别与CL、PT及CAT活性呈显著(P<0.05)或极显著正或负相关(P<0.01);4种土壤酶活性与土壤含水率(WC)、有机质(OM)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效氮(AN)和有效磷(AP)含量间均达显著(P<0.05)相关。(2)DGGE法分析发现,各海拔区域真菌群落,除和物种丰富度指数(R)和物种均匀度Pielou指数(E)分别在1300米和1500米区域有一异常低值外,R、E和物种多样性Shannon-Wiener指数(H)均有低海拔区域低,中海拔区域高,再到高海拔区域降低的变化趋势。进一步用高通量对AMF测序法发现,不同海拔优势植被根围土壤AMF共可分为4个目5个科5个属,分别为球囊霉目[球囊霉科:球囊霉属(Glomerales;Glomeraceae;Glomus)];类球囊霉目[类球囊霉科:类球囊霉属(Paraglomerales;Paraglomeraceae;Paraglomus)];原囊霉目[双型囊霉科:双型囊霉属(Archaeosporales;Ambisporaceae;Ambispora)];多样孢囊霉目[巨孢囊霉:巨孢囊霉属(Diversisporales;Gigasporaceae;Gigaspora)];原囊霉目[原囊霉科:原囊霉属(Archaeosporales;Archaeosporaceae;Archaeospora)],而Glomus和Paraglomus属在各海拔样品总AMF数量中均占42%以上。AMF群落结构在垂直梯度上存在较高的空间异质性。海拔500、1100、1700和2100米区域Glomus占显著优势,Paraglomus属在海拔700、900、1300和1900米区域占显著优势。(3)用DGGE法分析猫儿山各海拔优势植被根围土壤细菌DNA,发现除海拔700米区域有一异常低值外,其余各海拔区域细菌群落R、H及E值均呈现低海拔先高,中海拔降低,高海拔又升高的趋势;再用高通量测序法分析,发现各海拔高度优势植被根围细菌群落丰富度高于真菌,共可分38个门80个纲112个目201个科260个属,其中优势门包括Proteobacteria(变形菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)、Chloroflexi(绿弯菌门)、Saccharibacteria、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Gemmatimonadetes(芽单胞菌门)、Verrucomicrobia(疣微菌门)和Thaumarchaeota(奇古菌门)。细菌群落多样性随海拔升高呈先升后降再升的趋势,与DGGE法分析结果相似。(4)CCA法分析AMF物种多样性与环境因子的关系,发现Gigaspora属受各环境因子影响最大,其中p H对Gigaspora属影响最大,其次是AP和AK。TK和TP对Glomus和Archaeospora影响最大,TN对Paraglomus影响最大,对Ambispora有影响的只有OM;除AMF物种丰富程度(SR)分别与细菌多样性指数H和D间呈不显著负相关外,其余各指标间均呈不显著正相关(P>0.05)。表明随细菌SR、H和D增加,AMF的物种多样性也增加,但其物种丰富程度受到轻微抑制,差异不显著(P>0.05)。
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