東祁連山高寒草地土壤真菌多樣性研究.pdf

1、土壤微生物是草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)以及土壤的形成與熟化過(guò)程中均起重要作用。同時(shí)也是反應(yīng)環(huán)境變化的敏感指示生物，其種群數(shù)量和組成是評(píng)價(jià)草地土壤環(huán)境質(zhì)量的重要參數(shù)。研究土壤微生物的數(shù)量、種群多樣性、生態(tài)分布以及生理功能群對(duì)提高草地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，使之持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。真菌是一類種類繁多、分布廣泛的真核微生物，真菌構(gòu)成了土壤的大部分微生物生物量，具有分解有機(jī)質(zhì)，為植物提供養(yǎng)分的功能，是生態(tài)系統(tǒng)健康的指示

2、物，真菌多樣性在維持生物圈生態(tài)平衡和為人類提供大量未開(kāi)發(fā)的生物資源方面起到了重要作用。因此，研究東祁連山高寒草地土壤真菌的種類、數(shù)量組成和生態(tài)分布等，并對(duì)該區(qū)的真菌群落進(jìn)行多樣性比較與分析，旨在揭示該區(qū)域草地土壤環(huán)境中真菌群落的基本特征、分布狀況及物種多樣性等，以期為東祁連山高寒草地的有效保護(hù)和綜合開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。
　　 本文選取東祁連山七類具有代表性的高寒草地植被類型作為試驗(yàn)樣地，即杜鵑灌叢（Rhododendron fruti

3、cosa shrub land），高山柳灌叢（Salix cupularis fruticosashrub land），金露梅灌叢（Dasiphoru.fruticosa shrub land），珠芽蓼草地（Polygonumgrassland），禾草草地（Grass grassland），沼澤草地（Swamp grassland）和嵩草草地（Kobresia grassland）。選用PDA培養(yǎng)基、PSA培養(yǎng)基、玉米粉瓊脂培養(yǎng)基和馬丁

4、氏-孟加拉紅培養(yǎng)基分離土壤真菌；對(duì)土壤中的真菌采用表型鑒定和基于ITSrDNA基因序列的系統(tǒng)發(fā)育分析鑒定；并根據(jù)鑒定的土壤真菌和各測(cè)度指數(shù)的特點(diǎn)及取樣數(shù)據(jù)的類型，應(yīng)用生態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)方法對(duì)可培養(yǎng)真菌多樣性進(jìn)行分析；把DGGE和Nested PCR運(yùn)用到東祁連山高寒草地土壤微生物多樣性的研究中；對(duì)土壤中的優(yōu)勢(shì)真菌--被孢霉，選擇其中的具有代表性的3個(gè)高山被孢霉株進(jìn)行了生物學(xué)特性研究。主要研究成果如下：
　　 1對(duì)不同培養(yǎng)條件下土壤真菌的

5、分離數(shù)量進(jìn)行測(cè)定分析可知，同一樣品在不同pH、溫度和培養(yǎng)基下培養(yǎng)后，分離出的菌群種類和數(shù)量都差異較大，馬丁培養(yǎng)基較PDA、PSA和玉米粉培養(yǎng)基測(cè)得的數(shù)量、種類較多，相對(duì)適合土壤真菌的分離培養(yǎng)。通過(guò)比較采用的幾種培養(yǎng)方案，真菌的最適分離溫度為20℃，最適分離pH值為6.5，最適分離培養(yǎng)基為馬丁氏培養(yǎng)基。
　　 2對(duì)分離的可培養(yǎng)土壤優(yōu)勢(shì)真菌應(yīng)用表型鑒定和ITS rDNA序列分析進(jìn)行分類，通過(guò)大規(guī)模的分離培養(yǎng)方法，綜合表型鑒定和序列分

6、析結(jié)果可以得出，東祁連山高寒草地土壤中主要的可培養(yǎng)真菌為：被孢霉屬（Mortierella Spp.）、柔束霉屬（Doratomyces spp.）、小球腔菌屬（.Leptosphaeria spp.）、枝孢屬（Cladosporiumspp.）、輪枝菌屬（Verticillium spp.）、毛霉屬（Mucor spp.）、彎頸霉屬（Tolypocladiumspp.）、白僵菌屬（Beauveria spp.）、肉座菌屬（Hypocr

7、ea spp.）、截盤(pán)多毛孢屬（Truncatella spp.）、蟲(chóng)草屬（Cordyceps spp.）、木霉屬（Trichoderma spp.）、叢赤殼屬（Nectria spp.）、亞隔孢殼屬（Didymella spp.）、青霉屬（Penicillium spp.）、生赤殼屬（Bionectria spp.）、鏈格孢屬（Alternaria spp.）、曲霉屬（Aspergillus spp.）、地絲菌屬（Geomyces s

8、pp.）、鐮孢菌屬（Fusarium spp.）、帚霉屬（Scopulariopsisspp.）、暗球腔菌屬（Phaeosphaeria spp.），鑒定所得菌株可分屬于22個(gè)屬，絕大多數(shù)屬于半知菌亞門(mén)和接合菌亞門(mén)真菌。另外，有大于10％的分離菌種暫時(shí)無(wú)法確定其分類地位，極可能是新種。
　　 3本試驗(yàn)也對(duì)可培養(yǎng)土壤真菌的多樣性及群落生態(tài)特征進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，物種的豐富度（S）、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）、S

9、impson優(yōu)勢(shì)度（D）和Pielou均勻度指數(shù)（J）變化范圍分別為15～18，2.47～2.81，0.89～0.93，0.91～0.97；各指數(shù)在各類型草地中波動(dòng)較為平緩，反映出基本一致的變化趨勢(shì)，多樣性指數(shù)的大小順序?yàn)椋横圆莶莸?珠芽蓼草地>金露梅灌叢>高山柳灌叢>禾草草地>杜鵑灌叢>沼澤草地，除Pielou指數(shù)外其他指數(shù)均以嵩草草地較高，沼澤草地較低；東祁連山高寒草地土壤多樣性較豐富，其多樣性和草地類型的特異性有著密切的關(guān)系。

10、r>　　 4四不同草地土壤真菌的DGGE分析研究，采用Nested-PCR技術(shù)擴(kuò)增土壤真菌ITSl rDNA區(qū)域，利用該產(chǎn)物優(yōu)化土壤真菌DGGE條件，應(yīng)用DGGE圖譜分析技術(shù)，并結(jié)合切膠測(cè)序及系統(tǒng)發(fā)育分析對(duì)土壤真菌菌群結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。結(jié)果表明Nested-PCR其具有較高的靈敏性，可有效的從微量DNA中擴(kuò)增出約250 bp的ITS1 rDNA目的片段。DGGE條帶測(cè)序及圖譜分析表明，4種類型草地土壤DGGE帶譜在條帶的數(shù)量和亮度方面均存

11、在較大差異，和可培養(yǎng)真菌的變化趨勢(shì)基本一致。
　　 5三個(gè)高山被孢霉菌株的生物學(xué)特性的研究表明它們之間差異顯著，M.ap27、M.ap60和M.ap9的最適氮源均為蛋白胨，M.ap27的最適碳源為淀粉，M.ap60的最適碳源為蔗糖，M.ap9的最適碳源為葡萄糖；3個(gè)高山被孢霉菌株在5～30℃的溫度處理下都能生長(zhǎng)，M.ap27的最適生長(zhǎng)溫度為30℃，M.ap60和M.ap9的最適生長(zhǎng)溫度均為5℃；3個(gè)高山被孢霉菌株在pH值4～9范