潞党参根际的AMF多样性及其与PGPR的接种效应

作     者：韩燕燕 

作者单位：山西师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张桂萍;任嘉红

授予年度：2019年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 

主      题：潞党参 丛枝菌根真菌 高通量测序 植物根际促生细菌(PGPR) 接种效应 

摘      要：本文开展了潞党参(Codonopsis pillosula)根际丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)多样性及AMF与植物根际促生长细菌(PGPR)接种效应研究。分别于2017年7月中下旬,在山西省晋城市陵川县、长治市平顺县、壶关县选取9个采样地,每个样地3个重复,共采集潞党参土样及根样各27份。采用湿筛倾析法与高通量测序方法对潞党参根际AMF多样性进行分析;采用Biolog Eco微平板对根际微生物群落多样性进行调查;还对根际土壤理化性质与酶活性进行测定;将高效PGPR解磷细菌:稻皮荧光假单胞杆菌M11、解脲沙雷氏菌DW2和产ACC脱氨酶细菌:产酸克雷伯氏菌LDS17与潞党参根际AMF优势菌地表球囊霉(Glomus versiformis)单接、混接于潞党参盆栽苗根际,测定潞党参幼苗的苗高、叶面积、地径、叶绿素含量、土壤酶活及土壤理化性质等生理指标,揭示了AMF与PGPR接种对潞党参生长的影响,为潞党参人工栽培及其高效复合微生物肥料的研制提供理论指导。主要的研究结果如下:1、从潞党参根际共分离获得AMF 8属32种,其中无梗囊霉属(Acaulospora)14种,占43.75%;球囊霉属(Glomus)9种,占25.00%;管柄囊霉属(Funneliformis)属4种,占12.50%;新球囊霉属(Claroideoqlomus)属2种,占6.25%;盾巨孢囊霉属(Scutellospora)、Ambispora和Archaeospora各1种,分别占3.13%。无梗囊霉属和球囊霉属在9个样地都有发现,为潞党参根际AMF优势属;疏线无梗囊霉(Archaeospora paulinae)、近明球囊霉(Claroideoqlomus claroideum)、褐色球囊霉(Funneliformis badium)波状无梗囊霉(Archaeospora undulata)仅分别在样地Cp-DM、Cp-NN、Cp-DM和Cp-SZ出现,依次为4个样地的特色种。2、在9个研究地点收集的潞党参根系样品染色后均能观察到典型的AMF结构,主要是根内菌丝、根外菌丝、根内泡囊和丛枝。根长侵染率(RLC)为65.333.33%,AMF侵染后囊泡侵染率(VC)为9.338.67%,丛枝侵染率(AC)为38.008.00%,孢子密度(SD)为6679/50g干燥土壤。9个样地的土壤参数各有特点,土壤pH为8.176.290;Cp-FT的有效磷(86.833mg/kg)和脲酶(0.638mg/g)含量最高,但总氮含量最低(1.307g/kg);Cp-LJ的全氮和有机质含量较高,分别为5.787g/kg和8.937g/kg,有效磷含量较低(13.038mg/kg)。Cp-NN和Cp-DP分别具有最高的转化酶和最低的有机质含量。在Cp-EW中转化酶和脲酶为最低值。3、从454焦磷酸测序运行获得的序列聚类到以97%序列相似性定义的操作分类单位(OTU)中,总共鉴定了1027521个序列和3474个OTU,并且最终基于97%序列相似性共产生227个OTU。227个OTU隶属于8个AMF属,其中无法鉴定的定义为其他,球囊霉属是所有样地中最丰富的属。27个土壤样品中OTU的数量范围从113到149,并且9个地点AMF的OTU丰富度和多样性没有显着差异。根据goodsoverage指数都接近1,表明该样品的取样合理,测序结果可以代表样品的真实情况,样本量的增加只会产生微量的OTU。在所有样本点中,OTU的丰富度和多样性最高的是Cp-LJ(Chao1=153.44,observedpecies=136.63),并且OTU的丰富度和多样性最低的是Cp-PS(Chao1=134.45,observedpecies=115.97)。但微生物群落最多的是Cp-SZ(shannon=4.92)和Cp-FT(shannon=3.70)。以上结果都表明九个采样点的AMF群落在丰富度和多样性存在一定的差异。4、9个样地根际土壤微生物群落对单一碳源的利用能力存在一定的差异,9个样地碳源平均利用率(AWCD)均呈现为上升的趋势,但是上升的幅度略有不同。培养达到168h时,8个样地对碳源的利用能力上升趋势基本一致,只存在微小差异;而样地Cp-NN对碳源的利用能力上升缓慢,显著低于其他8个样地。9个样地的AWCD值表现为:Cp-PSCp-DMCp-YDCp-DPCp-LJCp-SZCpEWCp-FTCp-NN。不同样地潞党参根际微生物群落多样性指数存在一定的差异,但是规律性不明显,可能是因为土壤微生物在不同的生态环境表现出的活性各异,对微孔板中的碳源利用能力也会存在差异性。潞党参根际土壤中的微生物群落利用的主要碳源为糖类、氨基酸类、酯类