AM真菌系統發育多樣性對海拔梯度的回響

《AM真菌系統發育多樣性對海拔梯度的回響》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：AM真菌系統發育多樣性對海拔梯度的回響
• 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

叢枝菌根（AM）真菌作為一類自然界中廣泛存在的土壤微生物，對於維持植物多樣性和生態系統的穩定性具有重要作用。AM 真菌的多樣性和空間異質性被認為是其影響生態系統過程的重要機理。本研究以青藏高原代表性山體色季拉山、貢嘎山和玉龍雪山為研究對象，綜合運用分子生物學、系統發育學和生態學等多種研究方法，對不同海拔梯度的AM真菌群落結構和系統發育關係進行分析，以探明AM 真菌系統發育多樣性、親緣關係沿海拔梯度的變化規律，揭示海拔距離對群落結構相異性的影響，明確影響AM真菌海拔分布模式的主要的生物與非生物因素；從而闡明AM 真菌系統發育多樣性對不同環境壓力的回響。研究結果對於豐富我國和世界的地下真菌資源，補充生物多樣性隨環境梯度變化的一般規律，深入理解AM真菌在與植物協同進化中的作用具有重要的意義，並可為青藏高原地區生物多樣性的維護提供新的思路。

結題摘要

叢枝菌根（AM）真菌作為一類自然界中廣泛存在的土壤微生物，對於維持植物多樣性和生態系統的穩定性具有重要作用。AM 真菌的多樣性和空間異質性被認為是其影響生態系統過程的重要機理。本研究以青藏高原代表性山體色季拉山、米拉山為研究對象，通過對不同海拔區域的叢枝菌根真菌群落進行SSU-rRNA基因的序列分析，並結合氣候、土壤等環境因子，研究AM真菌的群落組成、系統發育學多樣性、空間分布以及它們與環境因子的相互關係。2010年和2011年分別在西藏色季拉山和米拉山不同海拔採集土壤和植物根系樣品。其中色季拉山東坡共採集8個海拔80個土壤樣品；米拉山採集東坡、西坡和山頂共55個土壤樣品；另外分別在不同海拔採集3-4種共有植物，每種5個重複。從所有採集的土壤和植物根系中提取DNA，每個樣品重複3－5次。以總DNA為模板，AMF特異性引物AML1/AML2進行PCR擴增，擴增產物通過克隆、RFLP分析、測序，建立基因文庫。對色季拉山的34（土壤AMF群落）和48（根內AMF群落）個克隆文庫，以及米拉山55個克隆文庫（土壤AMF）進行進一步的多樣性分析，各發現了32個、34個和69個序列類型。其中以Glomus 和Acaulospora為優勢種群。通過Genebank比對和系統發育分析，色季拉山和米拉山各發現3個未知類群，可能為新科。兩座山土壤中的AM真菌多樣性在不同海拔均表現出明顯的空間分布規律。其中色季拉山西坡AM真菌的豐富度和系統發育多樣性隨海拔升高呈現顯著的下降趨勢；而米拉山AM真菌多樣性的海拔梯度模式受坡向的影響，隨著海拔升高，東坡呈現出顯著的單調遞減模式；而西坡呈現單峰模式，隨著海拔升高多樣性先升高后降低，在中海拔（4400-4600m）出現峰值。根內AM真菌群落的海拔梯度模式不顯著。進一步分析色季拉山和米拉山AM真菌群落的親緣關係指數NRI和NTI，發現色季拉山和米拉山東、西坡物種的親緣關係均呈現出顯著的譜系聚集，表明相對於生物間相互作用，生境過濾在AM群落構建中發揮著更為重要的作用。蒙特卡羅檢驗和CCA分析的結果進一步表明，海拔、植被和土壤理化性狀均顯著地影響了AM真菌的群落結構。