摘 要

丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）在自然界中分布广泛，是土壤中一类极为重要的功能生物，对生态系统可持续发展具有极其重要的意义。为了研究紫金山草本植物丛枝菌根真菌的侵染状况，本论文以五种在紫金山地区常见的草本植物（络石、麦冬、天葵、老鸦瓣、蛇莓）为研究对象，在海拔50-400 m范围内，每隔50 m设置一个采样带，采集各个海拔高度上五种草本植物的根系和根际土壤样品，测定根系侵染状况和土壤pH，速效磷、全碳和全氮含量，以及土壤碳氮比。通过相关分析和回归分析，得到五种草本植物根系丛枝菌根真菌侵染状况与环境因子的关系。结果表明，紫金山地区的这五种草本植物丛枝菌根真菌侵染率与根际土壤速效磷和全氮含量呈显著的负相关关系，相关系数分别为-0.698（P＜0.01）和-0.313（P＜0.05），且根系侵染率与这两个土壤指标间的关系能分别用指数和线性方程进行较好的拟合。

关键词：丛枝菌根；侵染率；土壤性质

Primary survey of arbuscular mycorrhiza for five herbs in Zijin mountain

ABSTRACT

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), which are ubiquitous root-symbiotic fungi in the nature environment, play important roles in the soil functions and the sustainable development of ecological systems. In order to research the distributions of AMF in the roots of herbs in ZiJin mountain, we detected the infection rates of roots by AMF of five common herbs (Trachelospermum jasminoides, Ophiopogon japonicus, Semiaquilegia adoxoides, Tulipa edulis and Duchesnea indica) along an altitudinal gradient (50-400 m). The pH, available P, total C and total N content, and C/N of soils from the rhizosphere of these plants were also measured. The results showed that there were significant negative correlations between infection rate and rhizosphere soil available P and total N content, and the correlation coefficients were -0.698 (P＜0.01) and -0.313 (P＜0.05), respectively. Through regression analysis, the relationships between the root infection rate and two indicators of soil can be well described by exponential and linear equations, respectively.

Key words：arbuscular mycorrhiza; infection ratio; soil properties

目 录

1 绪论 1

1.1 国内外研究现状 1

1.1.1 丛枝菌根真菌与植物的共生关系 1

1.1.2 丛枝菌根真菌的作用 1

1.1.3 影响丛枝菌根真菌侵染和生长的因子 4

1.2 研究目的与意义 6

2 材料与方法 7

2.1 研究区概况 7

2.2 样品采集 7

2.3 样品测定 8

3 结果与分析 10

3.1 不同草本植物丛枝菌根侵染率随海拔梯度的变化 10

3.2不同草本植物根际土壤基本理化性质随海拔梯度的变化 10

3.3 植物根系侵染率与土壤理化性质的相关分析 15

4 结论 17

致 谢 18

参考文献 19

1 绪论

1.1 国内外研究现状

1.1.1 丛枝菌根真菌与植物的共生关系

菌根（Mycorrhiza）是自然界普遍存在的植物与真菌的共生体。一方面，真菌需要从植物获取自身生长所需的碳水化合物和一些生长物质，同时，真菌因其特殊的结构和生理活动影响着植物矿质养分和水分的吸收、微生物的种类和活性以及土壤的各种理化性质。“菌根”一词最早由Frank提出^[1]，其报道了植物根系与土壤中的一类真菌的“共生现象”，并首次将这种土壤真菌与高等植物根系组成的共生体称为菌根，而与根系形成共生结构的这类土壤真菌则称为菌根真菌（Mycorrhizal fungi）。

根据菌根的解剖学特点，菌根主要分为外生菌根（Ectomycorrhizas）和内生菌根（Endonrycorrhiza）两大类。丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza, AM）是内生菌根中最主要的类型，而能与植物形成AM共生体的真菌被称为丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhiza fungi，AMF）。据统计，全球83％的双子叶植物，79％的单子叶植物以及所有的裸子植物均是AM菌根植物，几乎所有类型的土壤中均有AM真菌的存在^[2]。甚至有研究者认为，严格地说，自然界大多数植物没有单纯意义上的“根系”，只有“菌根”或AM共生体。

AM的典型特征是真菌的菌丝可穿透植物根表皮进入根皮层细胞间或细胞内，在皮层细胞内菌丝经连续的双叉分支成为灌木状结构，法国人Gallaud于1904年拟创了“丛枝”来描述此结构，使丛枝成为鉴别此类菌根真菌的形态结构。AM共生体结构包括根系、真菌的丛枝、泡囊、菌丝、孢子和孢子果等一系列结构和组成，其中AM菌丝可分为内生菌丝和外生菌丝。AM菌丝是植物-AM真菌共生体双方物质、信息和能量交流的主要界面，在AM共生体系中发挥着举足轻重的作用^[3]。

1.1.2 丛枝菌根真菌的作用

由于丛枝菌根特殊的结构和生理活动，其可以通过不同的方式或途径影响植物的许多代谢过程，对植物的进化与分布、生长和发育、营养状况、水分的吸收与利用、抗病性、抗盐性以及产量和品质等；对水土保持、改良土壤结构、减轻环境污染、保护和利用资源等方面都具有重要作用。

1.1.2.1 丛枝菌根真菌在促进植物矿质营养中的作用