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代心灵 王平 刘荣荣 郝彦宾 纪宝明

引用本文: 代心灵,王平,刘荣荣,郝彦宾,纪宝明. 极端干旱条件对不同生长季内蒙古典型草原丛枝菌根真菌群落组成的影响. 草业科学, 2020, 37(8): 1440-1447 doi: shu
Citation:  DAI X L, WANG P, LIU R R, HAO Y B, JI B M. Effects of extreme drought on community composition of arbuscular mycorrhizal fungi in the typical grasslands in Inner Mongolia during different growing seasons. Pratacultural Science, 2020, 37(8): 1440-1447 doi: shu

极端干旱条件对不同生长季内蒙古典型草原丛枝菌根真菌群落组成的影响

    作者简介: 代心灵(1995-),女,湖北枝江人,在读硕士生,研究方向为草地微生物生态。E-mail: ;
    通讯作者: 纪宝明, .cn
  • 基金项目: 国家自然科学基金(3177020294),国家自然科学基金(3171101053)

摘要: 在全球气候变暖和降水格局改变的背景下,极端干旱事件频繁发生,影响植物群落组成,导致草原逐渐退化。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF) 与大多数陆生植物形成菌根共生体,在植物适应各种逆境胁迫中发挥重要作用。为揭示极端干旱对AMF群落结构的影响,本研究以位于内蒙古自治区锡林浩特市毛登牧场的极端干旱模拟试验平台为研究对象, 利用Illumina测序技术对极端干旱处理下不同生长季节土壤生态系统中AMF群落组成及其与环境因子间的相互关系进行研究。结果表明: 1) 在所有土壤样品中共鉴定到8属5科144个OTU,其中球囊霉属(Glomus)在所有处理中均为优势属;2) 与生长季前、中期的极端干旱处理相比,生长季后期的极端干旱处理显著降低了AMF的根系侵染率和根外菌丝密度(P < 0.05);3)极端干旱条件对不同生长季节的AMF物种丰富度没有显著影响,香农-威纳指数在生长季后期极端干旱中显著升高(P = 0.01),同时NMDS和PERMANOVA分析显示AMF群落结构发生显著变化(P = 0.022);4) 土壤有机碳、C/N和pH是影响AMF群落结构差异的主要因素。

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    图 1  重庆欢乐生肖 不同干旱处理下菌根侵染率和菌丝密度

    Figure 1.  Mycorrhizal colonization and hyphal length density under different drought treatments

    图 2  不同干旱处理下AMF属水平的相对丰富度

    Figure 2.  重庆欢乐生肖 Relative abundances of AMF based on the genus level under different drought treatments

    图 3  不同干旱处理下AMF优势属的相对丰富度

    Figure 3.  Relative abundances of dominant genus of AMF under different drought treatments

    图 4  不同干旱处理下AMF物种丰富度和香农-威纳指数

    Figure 4.  AMF species richness and Shannon-Wiener index in different drought treatments

    图 5  AMF群落结构在不同干旱处理下的NMDS排序

    Figure 5.  重庆欢乐生肖 Nonmetric multidimensional scaling (NMDS) plots demonstrating the effects of sampling sites on AMF communities under different drought treatments

    图 6  AMF群落组成和环境变量(P重庆欢乐生肖 < 0.05)的冗余分析

    Figure 6.  重庆欢乐生肖 Redundancy analysis plot of AMF community composition and vectors environmental variables across sites

    表 1  生长季不同时期的极端干旱处理下土壤理化性质

    Table 1.  Soil characteristics under different extreme drought treatments

    干旱处理
    Drought
    treatment
    土壤含水量
    Moisture/%
    pH土壤有机碳
    SOC/(g·kg–1)
    全磷 TP/
    (g·kg–1)
    有效磷 AP/
    (mg·kg–1)
    全氮 TN/
    (g·kg–1)
    铵态氮 NH4+-N/
    (mg·kg–1)
    硝态氮
    NO3-N/
    (mg·kg–1)
    碳氮比
    C/N
    CK 10.45 ± 0.40a 7.46 ± 0.06b 16.91 ± 0.60d 0.45 ± 0.03a 9.78 ± 1.40a 1.37 ± 0.09a 2.62 ± 0.07ab 8.23 ± 1.10b 12.70 ± 0.82c
    De 10.59 ± 0.50a 7.91 ± 0.14a 23.19 ± 1.20c 0.41 ± 0.02a 8.40 ± 0.50a 1.46 ± 0.06a 2.58 ± 0.11ab 8.60 ± 0.90ab 16.29 ± 1.35bc
    Dm 9.07 ± 0.40b 7.89 ± 0.02a 26.99 ± 1.10b 0.41 ± 0.01a 8.23 ± 0.70a 1.40 ± 0.09a 2.74 ± 0.10a 10.97 ± 0.90a 19.46 ± 0.89b
    Ds 4.76 ± 0.20c 7.93 ± 0.05a 49.23 ± 0.60a 0.44 ± 0.02a 7.53 ± 1.70a 1.51 ± 0.09a 2.33 ± 0.13b 1.57 ± 0.40c 33.24 ± 1.89a
     SOC: soil oragnic carbon; TP: total phosphorus; AP: available phosphorus; TN: total nitrogen.
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    表 2  重庆欢乐生肖 土壤菌丝密度与土壤因子的相关性分析和偏相关分析

    Table 2.  重庆欢乐生肖 Correlation analyses and partial correlation analyses of hyphal length density and soil variables

    解释因子
    Explanatory variables
    相关分析
    Correlation analyses
    偏相关分析
    Partial correlation analyses
    RPrP
    菌丝密度
    Hyphal length density
    土壤含水量 Moisture 0.501 0.002 0.0365 0.031
    酸碱度 pH –0.292 0.084
    土壤有机碳 Soil organic carbon –0.384 0.021 –0.048 0 0.784
    全磷 Total phosphorus 0.289 0.867
    有效磷 Available phosphorus 0.275 0.104
    全氮 Total nitrogen 0.017 0.921
    铵态氮 Ammonium nitrogen 0.126 0.465
    硝态氮 Nitrate nitrogen 0.381 0.022 –0.690 0 0.692
    碳氮比 C/N ratio –0.401 0.015 –0.133 0 0.448
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        • 通讯作者:  纪宝明, .cn
        • 收稿日期:  2018-10-24
        • 网络出版日期:  2019-07-15
        • 刊出日期:  2019-08-17
        通讯作者: 陈斌,
        • 1. 

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