珍稀濒危植物沙冬青共生真菌物种多样性及其生态地理分化格局研究

蒙古沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）和新疆沙冬青（Ammopiptanthus nanus）是惟一四季常青沙生珍稀濒危物种，主要分布于我国西北荒漠地带，其特殊的物种地理分化格局、生长特性和科学价值倍受关注。本项目以沙生植物与土壤真菌共生关系作为切入点，连续三年沿沙冬青天然分布带，分不同生态区、宿主植物和样地采集土壤和根系样品，分离培养AM真菌和DSE真菌，利用形态学、组织化学和分子生物学方法进行分类鉴定，比较分析蒙古沙冬青和新疆沙冬青AM真菌和DSE真菌群落组成、物种多样性及其与宿主植物和土壤环境间相互作用，阐明沙冬青物种分化对AM真菌和DSE真菌活动和分布的影响机制；发掘AM真菌和DSE真菌资源，人工接种试验研究沙冬青与AM真菌和DSE真菌相互作用，揭示沙冬青与土壤真菌共生机制及其适应极端环境的生态策略，为菌根生物技术在沙冬青资源保护和植被恢复中应用提供依据。

蒙古沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）和新疆沙冬青（A.nanus）是惟一四季常青沙生珍稀濒危物种，主要分布于我国西北荒漠地带，是防风固沙和荒山绿化的重要灌木。本项目首次研究了沙冬青AM和DSE真菌物种多样性及其生态地理分布规律。共分离出7属38种（A. mongolicus）和5属40种（A.nanus）AM真菌，8属15种DSE真菌（A. mongolicus）。发现自然条件下，部分DSE菌株能够产生休眠孢子。两种沙冬青均能与AM和DSE真菌形成良好的共生体，蒙古沙冬青形成Ⅰ型菌根，新疆沙冬青多形成A型菌根，并与DSE形成典型的深色有隔菌丝和微菌核结构。孢子表面纹饰、附属结构等微形态特征和分子特征对于AM和DSE真菌物种多样性研究有重要参考价值。AM和DSE真菌物种多样性和生态分布具有明显时空异质性，并与宿主植物和土壤因子密切相关，AM真菌主要分布在0-30cm浅土层，而DSE不产孢菌株多分离自0-10cm土层，产孢菌株多分离自20-50cm土层。AM和DSE真菌存在明显生态位竞争现象，DSE真菌相比AM真菌，在极端干旱荒漠环境中有较高定殖率。共生真菌对极端荒漠环境具有良好的生态适应性，沙冬青与土壤真菌共生是其适应极端干旱荒漠环境的重要因素。共生真菌时空异质性和球囊霉素能够综合反映荒漠土壤质量变化状况，应作为土壤质量和功能评价的新指标。本项研究成果对于揭示沙冬青与土壤真菌共生关系及其适应极端干旱环境的生态对策有重要意义，也为菌根生物技术在沙冬青资源保护和荒漠植被恢复中的应用提供了科学依据和种质资源。