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典型城乡生境外生菌根真菌多样性及2种EMFs对柳树耐盐性的作用研究

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典型城乡生境外生菌根真菌多样性及2种EMFs对柳树耐盐性的作用研究

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  • 1. 济南大学
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摘要

外生菌根真菌(Ectomycorrhizalfungi,EMF)是一类能与高等植物根系共生的真菌类群,在森林生态系统中广泛存在,具有维持植物的生长发育和森林生态系统稳定性、提高植物抗逆性等意义。本文以济南地区城乡生境的栎林和混交林为研究对象,开展栎林和混交林土壤EMF多样性及其驱动因素的研究,进而选取分布范围较广的2种外生菌根真菌褐环乳牛肝菌(Suillusluteus,S.l)与乳牛肝菌(Suillusbovinus,S.b),进行柳树(Salixmatsudana‘Yankang1’)盆栽接种,开展EMF对柳树耐盐作用的研究。通过EMF多样性、土壤理化特征、柳树不同部位生理生化特征和叶片转录组学的测定与分析,得到以下主要结果与结论: (1)城郊和乡村土壤pH值呈酸性,城区土壤pH值呈中性;城区土壤电导率、有效磷、速效钾含量高于城郊和乡村,但有机质含量低于城郊和乡村;城区、城郊和乡村栎林和混交林土壤pH、电导率及全氮均无显著差异;城区栎林和混合林土壤的β-葡萄糖苷酶、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶四种酶活性均最高;城郊和乡村混交林土壤中细菌、真菌和外生菌根真菌多样性高于栎林;EMF群落的多样性为乡村>城区>城郊,城区、城郊与乡村EMF群落隶属于3门、5纲、11目、26属;城区Inocube、Scleroderma、Tomentella及Tuber丰度较高,城郊Russula、Tomentella、Clavulina丰度较高,乡村Amanita丰度最高;城区的平均路径长度和平均加权度最高,分别为1.837与2.286,乡村EMF群落的图密度和模块化均最高,分别为0.078与0.792,表明乡村生境EMF群落结构更稳定;EMF的多样性指数与pH、速效钾及有效磷呈显著负相关,与土壤总氮、有机质呈显著正相关。 (2)接种S.l与S.b均促进了柳树的株高与生物量,在同等盐浓度下,与接种S.l相比,接种S.b后,柳树叶、茎、根的生物量分别增加3.01%、5.70%、19.22%;与对照相比,S.l和S.b提高了叶片的光合参数,胞间CO2浓度、蒸腾速率、气孔导度、净光合速率值分别增加2.27%、62.82%、69.11%、181.93%(S.l)和15.10%、14.12%、0.01%、76.06%(S.b);NaCl胁迫抑制了柳树不同部位对K、Ca、Mg的吸收与利用,破坏了柳树体内Na+/K+,在未接种组和接种S.l组中,相比于低盐,高盐浓度条件下K、Ca转移系数变小,K、Ca向地下部转移;S.l与S.b均促进了柳树各个部位对Na的吸收,尤其是根部;与对照相比,接种S.l与S.b增加了柳树叶片与根部的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性与柳树叶片的过氧化物酶活性,且在高盐环境下接种S.b几乎都增加了柳树叶片和根部的过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶酶活性;接种S.l与S.b后分别上调71个、509个DEGs,下调115个、811个DEGs;接种S.l后,GO的富集呈弱显著性,而在接种S.b后,GO的富集呈强显著性,尤其是GroEL-GroEScomplexde;接种S.b后出现更多的转录因子(HSF、NAC、WRKY、mTERF、C2H2等)参与调控,表明S.b在调控柳树耐盐性的功能更强。 (3)根际和非根际土壤呈弱酸性,范围为6.00-6.53,根际土pH值低于非根际土;根际土电导率显著高于非根际土;非根际土中硝态氮和铵态氮的含量高于根际土;与接种S.l相比,接种S.b更促进了柳树对土壤中铵态氮和硝态氮的吸收。在同等NaCl浓度下,接种S.l或S.b均促进了柳树对Na的吸收,非根际土比根际土中含有更多Na;柳树根际土壤的脲酶、过氧化氢酶、转化酶的酶活性均高于非根际土;与对照组相比,接种S.l与S.b的柳树根际土中转化酶活性显著提高,接种S.l增加了491.3%、接种S.b增加了318.5%,脲酶、过氧化氢酶活性提高,分别增加了32.8%、3.36%(S.l)、22.4%、2.10%(S.b)。

关键词

外生菌根真菌/多样性/柳树/耐盐响应/土壤微环境

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授予学位

硕士

学科专业

环境工程

导师

王惠/高永超

学位年度

2022

学位授予单位

济南大学

语种

中文

中图分类号

X1
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