滨州冬枣园区根围丛枝菌根真菌多样性研究

known 发布于 2025-07-09 阅读(275)

DOI:" 10.13855/j.cnki.lygs.2024.05.007

摘" 要:为了解山东滨州冬枣产区土壤中丛枝菌根(AM)真菌资源种类、性状,从沾化区5处冬枣园采集枣树根围土样,分离丛枝菌根真菌。采用湿筛倾注-蔗糖离心法分析真菌的群落组成,共分离到丛枝菌根真菌5属26种,其中球囊霉属10种、近明囊霉属2种、斗管囊霉属3种、根孢囊霉属4种、无梗囊霉属7种。5处采样园中,金平枣园的AM真菌种类22种,大高东石村枣园21种,下洼金平枣园16种。测定其物种丰度、孢子密度、多样性等参数,结果表明,变形球囊霉在各采样园均有发现,其中大高东石村园、下洼金平园、平家村园的频度均为100%,下洼东平园、泊头镇园均为66.6%;白色球囊霉、近明球囊霉、摩西斗管囊霉、疣突斗管囊霉、根内根孢囊霉、木薯根孢囊霉、光壁无梗囊霉、双网无梗囊霉在各采样园出现频度也较高。

关键词:滨州冬枣园;丛枝菌根真菌;类别;分布参数

中图分类号:" S662.1" 文献标识码:" A

文章编号:" 1002-2910(2024)05-0030-07

收稿日期:2024-01-31

基金项目:滨州职业学院科研计划项目(2022bzpt01)。

作者简介:赵青华(1980-),女,山东滨州人,副教授,研究方向为植物生理生化。E-mail:zhqinghua100@163.com

Arbuscular mycorrhizal fungi diversity in the rhizosphere of Dongzao jujube trees (Ziziphus jujuba Mill.) grown in Binzhou, Shandong

ZHAO Qinghua1,Wang Qixuan2 ,LI Min2

(1.Binzhou Polytechnic, Binzhou, Shandong 256600,China;2.Qingdao Agricultural University,Qingdao, Shandong 266109,China)

Abstract:In order to understand the distribution of Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi in the soil of Dongzao jujube" orchards in Binzhou, the root soil samples were collected from 6 jujube orchards in Zhanhua in September 2020. AM fungi were isolated and species abundance, spore density, and diversity index of AM fungi were measured. A total of 26 species of AM fungi belonging to 5 genera, including 10 species of Claroideoglomus, 2 species of Glomus, 3 species of Funneliformis, 4 species of Rhizophagus, and 7 species of Acaulospora, were isolated by centrifugation with a wet sieve pouring sucrose. Among all the sampling sites, Jinping Zaoyuan (No. 3) had the most AM fungi species (22 species), followed by Dagaodongshi Village jujube garden (21 species), and Xiawajinping (16 species). The frequency of G. versiforme in Dagaodongshi Village, Xiawajinping, and Hepingjia was 100%. In Xiawadongping and Botou Town, it was 66.6%, and it was found in all sampling sites. All samples contained G. albidum,C. claroideum,F. mosseae,F. verruculosum,R. intraradices, R. manihotis,A. laevis and A. bireticulata. To investigate the diversity and distribution of AM fungi in different jujube orchards, and to provide a basis for the development and application of AM fungi germplasm resources in Dongzao jujube orchards in Binzhou at the same time, it is of practical significance to collect, screen and preserve AM fungi in the future, and to develop special AM fungi for jujube trees. AM fungi can improve the yield, stress resistance and fruit quality of Dongzao jujube, which provides the basic data for further research.

Key words:mycorrhizal fungi ;species richness;frequency; spore density

菌根(mycorrhiza)是作物根系和真菌所建立的共生体,既具有一般植物根系的特征,又具有专性真菌的特性。能与植物形成菌根的真菌称为菌根真菌[1,2] 。近年来,随着分子生物学、生态学和生物技术的发展,丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae,AM)的研究取得显着进展。经对AM真菌的基因测序和系统发育分析,科学家已确定了多个新的属和种,丰富了对AM真菌多样性的认识。已经报道AM真菌有7属115种(新记录种103个,新种12个),包括球囊霉属(Glomus)58种,无梗囊霉属(Acaulospora)21种,原囊霉属(Archaeospora)2种,内养囊霉属(Entrophospora)3种,巨孢囊霉属(Gigaspora)3种,类球囊霉属(Paraglomas)1种,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)13种,并不断有新种和新记录种报道[1]。研究发现,AM真菌还具有多种生理功能,对于保护地球上生物多样性、稳定生态系统、提高环境安全性有不可替代的作用。主要体现在:扩大植物根系的吸收面积;增加植物对磷及其它多种矿质元素的吸收和利用,改善营养状况[3-5];改变植物内源激素的平衡状况[6],促进植物萌发、生根和生长;提高植物抗病性[7,8]和抗逆性[9,10];促进作物生长、提高产量、改善品质[11]。

滨州冬枣产区独特的栽培模式与生境条件对冬枣树根围丛枝菌根真菌属、种的构成和分布可能具有重要影响。笔者调查了滨州冬枣园区土壤中AM真菌种类、分布特征、生物多样性状况,为北方枣区土壤中AM真菌种质资源开发应用提供依据,为进一步开发微生物菌剂,提高冬枣果品质量及产量提供理论。

1材料与方法

1.1试验地概况

沾化区位于山东省北部,系黄河冲积平原,气候属于半干旱暖温带东亚季风区,年平均温度12℃,降水量610.3 mm,日照2 698.5 h,具有明显的大陆性气候特征。选择滨州市沾化区具有代表性的大高东石村、下洼金平、平家村、下洼东平村、泊头镇5处优良冬枣园进行土壤取样研究。土壤分别为棕色砂壤、棕色砂壤、砂壤、棕色砂壤土、棕色砂壤土。栽植冬枣,树龄分别是12、16、16、20、12年,666.7 m2产量分别是1 400、1 000、1 200、1 500、1 400 kg。

1.2土样采集

5处枣园分别采集根围土层2~30 cm的土壤和根系2 kg左右。每处园按5点取样,每点上下层土400 g混合,装入塑料袋,注明采样人、时间、地点等。土样带回室内碾碎,平铺在阴凉处自然风干,于低温通风处保存。

1.3根围土壤理化性质的测定

测定土壤酸碱度(pH值)和可溶性盐溶度(EC值),采用雷磁DZS-706 A多参数分析仪;土壤含水量采用烘干法;碱解氮采用碱解扩散法;速效磷采用钼锑抗比色法;速效钾采用火焰光度计法;有机质采用重铬酸钾法[12]。

1.4AM真菌的分离鉴定

取风干土样100 g,用湿筛倾注-蔗糖离心法分离、镜检真菌孢子,记录孢子数和孢子分类特征[1,2] 。根据Schenck[13]的方法和INV AM (http://invam.caf.wvu.edu)的鉴定资料,采用高通量测序技术对AM真菌孢子进行分类鉴定。

菌根侵染状况:按照刘润进的方法测定菌根总侵染率[2〗。对根系进行染色,在显微镜下观察染色的菌根,计算染色染色菌根占根系总长度的比例,得到侵染率。

测定优势孢子密度和侵染率时,于2~11月的每月取样测定1次,方法同上。

1.5AM真菌相关指标的计算

AM真菌种的丰度(SR)指冬枣根围100 g土样中含有的AM真菌种数。计算:SR(种/100 g土)= AM真菌种的数量/土壤样本数。

孢子密度(SD)每100 g土样中的AM真菌孢子数。计算:SD(个/100 g土)= AM真菌所有种的孢子数/土壤样本数。

分布频度(F),计算:F(%)= AM真菌某属或种的出现次数/土壤样本数×100。

相对多度(RA),计算:RA(%)=AM真菌属或种的孢子数/AM真菌总孢子数×100。

重要值(IV),频度和相对多度的平均值。计算:IV(%)= (F+RA)/2。定义优势属或种IV≥50%,常见属或种10%<IV<50%,稀有属或种IV≤10%。

2结果与分析

2.1冬枣根围土壤理化性质

如表1,沾化区5处冬枣园土壤pH值6.56~7.46,接近于中性;大高东石村园与下洼东平园两园的碱解氮、速效磷、速效钾含量含量无显着差异,且都显着高于其他枣园;有机质含量,大高东石村园比下洼东平园显着低。所以下洼东平园土壤肥力相对最高。

2.2冬枣园分离的AM真菌类别与种

从沾化区5处冬枣园25个土样中共分离5属26种AM真菌,其中球囊霉属(Glomus)10种、近明囊霉属(Claroideoglomus)2种、斗管囊霉属(Funneliformis)3种、根孢囊霉属(Rhizophagus)4种、无梗囊霉属(Acaulospora)7种。其中,平家村枣园AM真菌22种;大高东石村枣园21种;下洼金平枣园16种。

变形球囊霉(G. versiforme)在大高东石村枣园、下洼金平枣园、平家村枣园样点的频度均为100%,在下洼东平枣园、泊头镇枣园均为为66.6%,且在各个采样点都有发现;白色球囊霉(G. albidum)、近明球囊霉(C. claroideum)、摩西斗管囊霉(F. mosseae)、疣突斗管囊霉(F. verruculosum)、根内根孢囊霉(R. intraradices)、木薯根孢囊霉(R. manihotis)、光壁无梗囊霉(A. laevis)、双网无梗囊霉(A. bireticulata)在各个样点都有发现且出现频度也较高。各样点AM真菌重要值和优势种有所不同。如变形球囊霉(G. versiforme)是大高东石村枣园、下洼金平枣园、平家村枣园样点的优势种;摩西斗管囊霉(F. mosseae)在下洼东平枣园、泊头镇枣园的重要值分别高达86.02和87.91,表明是这2个样点的优势种(表2)。

3.2沾化区分离的AM真菌属的重要参数

分离得到的AM真菌5个属中,球囊霉属和斗管囊霉属5个园的分布频率都为100%,球囊霉属的相对多度以下洼金平园的为高(90.93%),与大高东石村园(90.31%)、平家村园(86.39%)相对多度无显着差异。斗管囊霉属的相对多度,泊头镇园的最高(76.35%),与下洼东平园(73.32%)的无显着差异。

根据表3分布频度得出大高东石村园的优势属为球囊霉属、近明囊霉属、斗管囊霉属、根孢囊霉属;下洼金平园的优势属为球囊霉属、斗管囊霉属、根孢囊霉属、无梗囊霉属;平家村园和泊头镇园的优势属为球囊霉属、斗管囊霉属、无梗囊霉属;下洼东平园的优势优势属为球囊霉属、斗管囊霉属;泊头镇园的优势优势属为球囊霉属、斗管囊霉属、无梗囊霉属。

3.3" AM真菌种的丰度和孢子密度

由表4可见,所调查5处园样点中,平家村园AM真菌种的丰度(12.0种/100 g土),与大高东石村园(11.0种/100 g土)、泊头镇园(11.3种/100 g土)显着高,三者之间无显着差异;泊头镇园的AM真菌孢子密度最高(142个/100 g土),与平家村园(133个/100 g土)无显着差异。

3.4冬枣园区优势孢子密度和侵染率的变化动态

由图1-A可看出,5处冬枣园取样点的孢子密度都是随月份逐渐减少,7月达到最少,再随月份逐渐增加,10月达到最多。5处园地中泊头镇的孢子密度最高,大高东石村的孢子密度最小。

5处园地取样点的根系侵染率都是先随月份逐渐升高,10月时达到最高值,再开始下降。其中,泊头镇园的根系侵染率最高,大高东石村的根系侵染率最低。

4小结与讨论

冬枣作为滨州的特色果品,对滨州冬枣园丛枝菌根的资源调查,填补根际丛枝菌根资源调查的空白,丰富了AM真菌的生物学内容,明确了真菌种质资源的分布特征、生物多样性状况,为滨州冬枣园土壤中AM真菌种质资源的收集、筛选、保持,开发利用提供了依据。

从滨州沾化优良冬枣区选择大高东石村、下洼金平、平家村、下洼东平、泊头镇5个有代表性的枣园采集根围土样,从25个土样中共分离5属26种AM真菌,其中球囊霉属(Glomus)10种、近明囊霉属(Claroideoglomus)2种、斗管囊霉属(Funneliformis)3种、根孢囊霉属(Rhizophagus)4种、无梗囊霉属(Acaulospora)7种。调查不同枣园土壤中AM真菌多样性与资源分布状况。

菌根通过影响土壤理化性质能够改良土壤结构,提高土壤耕性、土壤肥力及土壤的抗逆性,维护生态系统稳定性。AM真菌通过分泌H+和酸性化合物,能够提高养分有效性。5处冬枣园中,平家村枣园pH值6.56,AM真菌多达22种;大高东石村园pH值6.87,AM真菌21种;下洼金平园pH值7.23,AM真菌种少至16种,说明酸性土壤比碱性土壤AM真菌种数多。另外碱解氮、有机质含量与AM真菌侵染率成正相关,其中下洼东平园表现显着,且冬枣666.7 m2产量也高(1 500 kg)。

冬枣根基AM真菌孢子数量影响冬枣产量。孢子密度越高,侵染率相应高,冬枣产量也较高。虽然滨州冬枣园区AM真菌多样性研究获得一定的成果,但季节的变化多样,仍需进一步进行跟踪调查研究,如对AM真菌增强冬枣的抗逆性,抗盐碱性、抗旱耐涝性,提高品质如脆度、Vc含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、矿质营养元素(Se、B、Zn、N、P、K、Ca、Mg)含量、游离氨基酸含量等进行深入研究,实现AM菌肥在北方枣园生产上得以应用和推广,提高枣农收入,推动乡村振兴。

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