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黄海沿岸松林外生菌根真菌资源调查及外生菌根真菌提高黑松耐盐性机制研究

张昕哲

黄海沿岸松林外生菌根真菌资源调查及外生菌根真菌提高黑松耐盐性机制研究

张昕哲1
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作者信息

  • 1. 南京农业大学
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摘要

我国黄海沿岸广泛分布滨海盐渍地,其土壤含盐量高、物理性质差,不利于植物生长。日本黑松(Pinus thunbergii)具有较强的耐盐、耐旱、耐贫瘠能力,并具有很强的菌根依赖性,菌根化黑松通常比非菌根化黑松有更强的耐性。因此,探究沿海松林外生菌根真菌多样性和群落结构以及其提高宿主植物耐盐性的机制对海岸松林的建立具有重要意义。本研究从对我国黄海沿岸黑松林实地调研出发,解析成熟松林中外生菌根真菌群落特征、识别驱动真菌群落的土壤因素、初步探究了来自不同生境的外生菌根真菌耐盐性以及提高日本黑松耐盐性的机制,结果如下: 1、在黄海沿岸3个松林采集了74份土壤样品,共鉴定了53种外生菌根真菌,其中革菌科(Thelephoraceae)和红菇科(Russulaceae)是优势科,分别含有12种和8种,Russula sp. 1是丰度最高的外生菌根真菌,占所鉴定的外生菌根数的15.3%,而大部分物种丰度较低。小尺度范围内,宿主身份对外生菌根真菌群落组成没有显著影响(A=0.036,p=0.258),但采样地点对外生菌根真菌群落组成有显著影响(A=0.135, p=0.041)。冗余分析(RDA)显示Na、K含量和土壤pH值对外生菌根真菌群落有显著影响,大多数菌种偏好于出现在低Na含量和低pH的土壤环境中,仅Cenococcum sp. 1、Tomentella sp. 2、Thelephoraceae sp. 6和Cortinarius sp.偏好高Na含量和高pH的土壤环境。本研究首次对黄海沿岸三个黑松林的外生菌根真菌群落结构进行了研究,是我国沿海松林外生菌根真菌研究的罕见案例。 2、依据群落调查结果,采用离体实验,对来自不同生境的三种外生菌根真菌——土生空团菌(Cenococcum geophilum,Cg)、豆马勃(Pisolithus sp.,P.sp)和紫晶蜡蘑(Laccaria amethystea,La)——进行了NaCl耐性实验,并探究其耐盐性的生理机制。Cg和P.sp对盐都有较高的耐性,200 mM NaCl对二者的生长没有影响,且二者在含300 mM NaCl的培养基中保持活力;La耐盐性很低,100 mM NaCl显著抑制其生长。Cg是拒盐型真菌,菌丝内的Na含量被限制在低水平;P.sp是聚盐型真菌,随着NaCl处理浓度的增加菌丝内Na含量随之升高,亚细胞分布显示P.sp能将Na区室化在液泡内减少毒害。盐胁迫下,相较于La,Cg和P.sp能更好地维持菌丝的元素平衡。 3、通过盆栽实验,评估了Cg、La和P.sp对轻中度盐渍土中黑松的耐盐性影响的差异。与非菌根苗相比,接种Cg、La和P.sp分别将盐渍土中黑松的相对生长率提高了62.0%、83.3%和91.8%,含水率增加了113%、125%和158%。接种P.sp还能增加黑松针叶的叶绿素含量。盐胁迫下,接种Cg和非菌根化黑松针叶的总抗氧化能力(T-AOC)降低,而接种P.sp和La的情况相反;种植在盐渍土中的三种菌根化黑松T-AOC水平表现为Lagt;P.spgt;Cg,超氧化物歧化酶(SOD)活性为P.spgt;Lagt;Cg,抗氧化胁迫能力的差异导致Cg菌根化黑松根与叶中丙二醛(MDA)含量高于P.sp和La菌根化黑松。与Cg和非菌根苗相比,接种P.sp和La能限制Na向针叶中转运并促进根系对K的吸收,提高黑松各部位K/Na值。综上,外生菌根真菌对提高黑松的耐盐性表现与菌种本身耐盐性不一。因此,利用菌根技术进行滨海盐渍地植被恢复时,需要结合对宿主植物耐盐性的影响选择合适的菌种。

关键词

黑松/外生菌根/资源调查/耐盐性机制/滨海盐渍地

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授予学位

硕士

学科专业

生物学;植物学

导师

陈亚华

学位年度

2021

学位授予单位

南京农业大学

语种

中文

中图分类号

S7
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