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、物質(zhì)循環(huán)以及土壤的形成與熟化過程中均起重要作用。同時也是反應環(huán)境變化的敏感指示生物，其種群數(shù)量和組成是評價草地土壤環(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，真菌構成了土壤的大部分微生物生物量，具有分解有機質(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，并對該區(qū)的真菌群落進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和綜合開發(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度指數(shù)的特點及取樣數(shù)據(jù)的類型，應用生態(tài)學評價方法對可培養(yǎng)真菌多樣性進行分析；把DGGE和Nested PCR運用到東祁連山高寒草地土壤微生物多樣性的研究中；對土壤中的優(yōu)勢真菌--被孢霉，選擇其中的具有代表性的3個高山被孢霉株進行了生物學特性研究。主要研究成果如下：
　　 1對不同培養(yǎng)條件下土壤真菌的

5、分離數(shù)量進行測定分析可知，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)基測得的數(shù)量、種類較多，相對適合土壤真菌的分離培養(yǎng)。通過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對分離的可培養(yǎng)土壤優(yōu)勢真菌應用表型鑒定和ITS rDNA序列分析進行分類，通過大規(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.）、截盤多毛孢屬（Truncatella spp.）、蟲草屬（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個屬，絕大多數(shù)屬于半知菌亞門和接合菌亞門真菌。另外，有大于10％的分離菌種暫時無法確定其分類地位，極可能是新種。
　　 3本試驗也對可培養(yǎng)土壤真菌的多樣性及群落生態(tài)特征進行了研究，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較為平緩，反映出基本一致的變化趨勢，多樣性指數(shù)的大小順序為：嵩草草地>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技術擴增土壤真菌ITSl rDNA區(qū)域，利用該產(chǎn)物優(yōu)化土壤真菌DGGE條件，應用DGGE圖譜分析技術，并結(jié)合切膠測序及系統(tǒng)發(fā)育分析對土壤真菌菌群結(jié)構進行研究。結(jié)果表明Nested-PCR其具有較高的靈敏性，可有效的從微量DNA中擴增出約250 bp的ITS1 rDNA目的片段。DGGE條帶測序及圖譜分析表明，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)真菌的變化趨勢基本一致。
　　 5三個高山被孢霉菌株的生物學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個高山被孢霉菌株在5～30℃的溫度處理下都能生長，M.ap27的最適生長溫度為30℃，M.ap60和M.ap9的最適生長溫度均為5℃；3個高山被孢霉菌株在pH值4～9范