黄河三角洲不同植被带植物根围丛枝菌根真菌多样性及其与土壤因子相关性研究

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本文以黄河三角洲湿地典型植物盐地碱蓬和日本鳗草以及不同入侵时间下的互花米草植被带为研究对象,分析互花米草、盐地碱蓬和日本鳗草根围AM真菌多样性的时空分布规律及其与土壤因子之间的关系,结合高通量测序方法,全面探讨互花米草的入侵对黄河三角洲不同植被带真菌多样性的影响,以期为研究互花米草的入侵对黄河三角洲生态环境的管理提供依据支撑,主要研究结果如下:(1)入侵物种互花米草与本土典型植物物种日本鳗草、盐地碱蓬相比,生长更具优势,对土壤中的TOC、TN、TP的利用和转换效率更高,互花米草的生长区域TOC等营养元素含量普遍高于日本鳗草、盐地碱蓬的生长区域。随着互花米草的入侵年限的增加,互花米草生长区域TOC等元素含量越高。(2)通过化学计量学对比,互花米草的生长受到N元素限制,盐地碱蓬地上部分生长主要受N元素限制,地下部分主要受P元素限制。(3)互花米草的AM真菌定殖率、定殖强度和孢子密度的表现趋势一致。互花米草和盐地碱蓬的定殖率、定殖强度和孢子密度均在夏季最高,而且互花米草的定殖率、定殖强度和孢子密度普遍高于盐地碱蓬。并随着定殖时间的增加而增加。盐地碱蓬的定殖率和定殖强度与土壤温度呈正相关。互花米草的定殖率与定殖强度与TOC、TN、TP、EEG、TEG、盐度和土壤温度呈正相关。互花米草和盐地碱蓬的孢子密度与TOC、TN、TP和盐度呈正相关,与pH呈负相关。互花米草对球囊霉素的依赖性高于盐地碱蓬和日本鳗草。(4)黄河三角洲植物根围AM真菌种类较为丰富,通过比对AM真菌总库共鉴定出1纲4目6科7属。鉴定出的AM真菌均为球囊霉纲(Glomeromycetes),鉴定出的AM真菌菌属分别为:球囊霉属(Glomus)共有395个OTUs,OTU数目最多。其次是类球囊霉属(Paraglomus),共有105个OTUs。巨孢囊霉属(Gigaspora)和多孢囊霉属(Diversispora)拥有的OTU数目最少,均只有3个。其余种属分别为:无梗囊霉属(Acaulospora)、盾巨孢囊霉属(Scutellospora)和原囊霉属(Archaeospora)OTU数目依次为:22、17和4。(5)AM真菌多样性受植物种类的影响显著,日本鳗草生长区和光滩区未鉴定出巨孢囊霉属(Gigaspora)真菌;盐地碱蓬生长区未鉴定出原囊霉属(Archaeospora)。但AM真菌多样性受季节影响变化不显著,7属AM真菌在三个季节中均存在。不同植物样区AM真菌的菌属构成不同,互花米草AM真菌多样性低于黄河三角洲本地典型植物日本鳗草和盐地碱蓬。且互花米草的真菌丰度和多样性随着入侵年限的增加而逐渐降低。(6)AM真菌种属与环境因子间关系密切。在属水平,通过对黄河三角洲采样区植物根围AM真菌在丰度前50的AM真菌种属与土壤理化因子进行相关性分析,样品中已鉴定出的AM真菌7个属与土壤AN、AP、TN、TP和盐度均无相关性。在不同AM菌属中,原囊霉属(Archaeospora)与土壤因子之间无显著相关性;巨孢囊霉属(Gigaspora)与TOC和TEG之间存在正相关关系(p<0.05),与pH之间存在负相关关系(p<0.01);多孢囊霉属(Diversispora)与TOC、TP、TN和EEG之间存在正相关关系(p<0.05),与TEG之间存在正相关关系(p<0.001);盾巨孢囊霉属(Scutellospora)与C/N之间存在正相关关系(p<0.05),与pH之间存在负相关关系(p<0.001);无梗囊霉属(Acaulospora)与TOC之间存在正相关关系(p<0.05),与pH之间存在负相关关系(p<0.001);球囊霉属(Glomus)与pH之间存在负相关关系(p<0.001);类球囊霉属(Paraglomus)与pH之间存在负相关关系(p<0.05)。综上所述,入侵植物互花米草与本地典型植物日本鳗草和盐地碱蓬相比,互花米草生长区域TOC、TN等营养元素含量更高,且随着入侵年限增加而增加。互花米草的定殖与球囊霉素更密切,TOC、pH、TN、TP、EEG、TEG和C/N对AM真菌菌属有不同程度的影响,其中,pH对AM真菌种属影响最为显著。
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