叢枝菌根共生適應性對海拔環境梯度的回響

《叢枝菌根共生適應性對海拔環境梯度的回響》是依託中國農業大學，由蓋京苹擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：叢枝菌根共生適應性對海拔環境梯度的回響
• 依託單位：中國農業大學
• 項目負責人：蓋京苹
• 項目類別：面上項目

項目摘要

共生是植物適應環境的一種重要策略。在適應過程中，環境的異質性是影響共生體雙方適合度和功能效果的重要因素。但目前關於環境因子對不同地理斑塊上共生體功能的作用程度仍缺乏足夠的認識。叢枝菌根真菌作為一類在全球廣泛分布的土壤微生物，能與陸地上80%的維管植物形成獨特的專性共生體系，在影響植物生長發育、養分吸收和生態適應性等方面起到了關鍵作用。本研究以青藏高原色季拉山和米拉山為目標區域，以不同海拔高度上的AM真菌群落、宿主植物生態型和環境條件為研究對象，通過野外調查和互動接種試驗，分析生物（宿主植物和AM真菌群落）和非生物因子（溫度、土壤和綜合環境）對菌根共生功能的調節作用；闡明形成菌根對不同功能型植物局域適應性的影響；明確菌根共生體雙方對海拔所引起的環境變化的局域適應性。本研究結果將深化人們對青藏高原AM菌根生態適應機理的認識，有助於人們對脆弱生態系統的管理和功能調控。

結題摘要

共生是植物適應環境的一種重要策略。目前關於環境因子對不同地理斑塊上菌根共生體功能的作用程度仍缺乏足夠的認識。本研究以青藏高原高山生態系統為目標區域，以不同海拔高度上的AM真菌群落、宿主植物生態型和環境條件為研究對象，通過野外調查和互動接種試驗，研究環境梯度對菌根共生功能的調節作用,以明確菌根共生體雙方對海拔所引起的環境變化的局域適應性。主要研究結果如下： 通過SEM模型綜合分析了海拔梯度上的各種環境因子對菌根共生體適合度的影響，發現海拔通過直接路徑強烈影響植物的生物量，溫度通過直接路徑強烈影響植物生物量和根冠比。海拔主要通過影響土壤有機質、土壤有效磷和土壤質地間接影響AM 真菌侵染、菌絲密度和孢子密度。進一步對海拔梯度上六種植物的功能特徵、AM菌根形成情況和菌根共生關係研究發現，高山植物的功能性狀與AM真菌的侵染具有一定的相關性，低海拔植物的適合度與AM真菌的侵染性狀匹配度較好；而對於高海拔植物，二者的關係主要受植物種類的影響。 對不同海拔來源的枚紅葉青茅、AM真菌菌劑進行控溫互動接種實驗，結果發現溫度能夠調控菌根共生體的功能分化，植物生長僅在低溫條件下表現出本土優勢，而AM 真菌在高、低兩個溫度條件下均沒有局域適應性。但植物和接種劑來源都顯著影響了菌根的共生功能。在西藏色季拉山西坡的兩個海拔高度（3270 m和4540 m a.s.l.）對兩種植物（須彌紫菀和白心球花報春）進行了為期兩年的互動移植試驗，結果發現苯菌靈處理顯著抑制了AM 真菌的侵染，植物對局域氣候的適應性受AM 真菌和植物種類的影響。無論在本土和外來的環境條件下，兩種植物的菌根效應均為正效應。以上研究結果對於深入理解高山植物對環境變化的回響具有重要的理論價值。