外來植物入侵給自然環(huán)境及社會經(jīng)濟(jì)造成巨大危害,已經(jīng)成為嚴(yán)重的生態(tài)問題之一。以往的入侵生態(tài)學(xué)研究更多地集中在植物間相互作用層面上,然而,越來越多的研究表明:土壤微生物做出的卓越貢獻(xiàn),它不但影響著入侵植物的生長發(fā)育和營養(yǎng)獲取,而且在應(yīng)對生物脅迫方面發(fā)揮重要的作用。故此,本論文以入侵克隆植物南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)和空心蓮子草(Alternanthera philoxeroides)為研究對象,選取叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF):摩西球囊霉(Glomus mosseae,GM)和地表球囊霉(Glomus versiforme,GV),結(jié)合克隆整合作用,初步探索AMF與入侵克隆植物生長及抗病之間的關(guān)系。本論文主要結(jié)果如下:(1)在不同營養(yǎng)條件下,接種不同種類的AMF,發(fā)現(xiàn)AMF能和入侵克隆植物南美蟛蜞菊形成共生關(guān)系,并在低營養(yǎng)條件下,定殖率更強(qiáng),侵染豐度更高。而且,不同種類的AMF定殖率之間有顯著差異,其中GM的定殖率顯著小于GV。對于入侵克隆植物空心蓮子草而言,即使在低磷營養(yǎng)條件下,GV的定殖率依然較低,此結(jié)果表明,AMF有寄主專一性,即同種AMF侵染不同的宿主植物,定殖率會有較大差異。(2)在AMF定殖過程中,保持克隆整合作用能顯著降低GV對入侵克隆植物南美蟛蜞菊和空心蓮子草的定殖率。而且,保持克隆整合作用的植株存在“勞動分工”現(xiàn)象,表現(xiàn)為基端分株傾向?qū)⑸锪扛嗟胤峙浣o地下部分,而頂端分株則傾向?qū)⑸锪糠峙浣o地上部分。(3)在抗病實驗中,添加GV能降低病原真菌立枯絲核菌(Rhizoctonia solani,RS)對南美蟛蜞菊的侵染面積和侵染率。對于低定殖率的空心蓮子草而言,添加GV亦能降低RS的侵染面積。此外,保持克隆整合作用能夠有效緩解入侵克隆植物受RS的侵害。而且,當(dāng)既保持克隆整合作用,又接種GV情況下,雖然GV的定殖率會降低,但是植物對病原真菌的抗性卻最佳。(4)在病原真菌RS的脅迫下,接種GV的入侵克隆植物南美蟛蜞菊提高植物體內(nèi)脫落酸(Abscisic acid,ABA)和赤霉素(Gibberellin,GA)的激素含量。然而,對于入侵克隆植物空心蓮子草而言,接種GV降低植物體內(nèi)應(yīng)激激素ABA、GA和茉莉酸(Jasmonic acid,JA)含量。入侵植物免疫反應(yīng)在AMF的作用下得到緩解實現(xiàn)抗病性加強(qiáng)。以上結(jié)果表明,AMF能與入侵克隆植物相共生,特別是在低營養(yǎng)環(huán)境中定殖率更高。入侵克隆植物可通過克隆整合作用與AMF來增加營養(yǎng)吸收,促進(jìn)生長,也可以增強(qiáng)植株自身抵抗病原脅迫的能力,調(diào)節(jié)激素在植物體內(nèi)的含量,保持植株良好生長從而在病原脅迫下獲得生存優(yōu)勢。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S45
【部分圖文】：

叢枝菌根真菌對入侵克隆植物生長及抗病性的影響研究殖階段需要克服當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境阻礙，例如：土壤的類型、氣候條件等；種群建立階段要克服繁殖阻礙[6]和各種生物學(xué)過程（競爭、被捕食）等[7]；傳播擴(kuò)散階段則需要景觀阻礙。不是所有外來物種都能克服這些障礙，每進(jìn)入下一個階段物種數(shù)量只有階段中的 10% 左右[8]。通過對入侵四個階段理論的認(rèn)識，可以促進(jìn)我們對入侵過理解，為探索入侵機(jī)理夯實基礎(chǔ)。

圖 1.2 常見的外來入侵植物（A：加拿大一枝黃花 B：空心蓮子草 C：紫莖澤蘭 D：南美蟛蜞菊）Fig. 1.2 Common invasive plants(A: Solidago canadensis B: Alternanthera philoxeroides C: Ageratina adenophora D: Wedelia trilobata )1.2.3 入侵機(jī)理的研究在植物入侵成功的案例中，其內(nèi)在機(jī)制十分復(fù)雜，物種自身屬性、遺傳進(jìn)化、入侵地環(huán)境狀態(tài)等都會影響入侵過程。生態(tài)學(xué)家根據(jù)不同入侵特性，將入侵機(jī)制大致分為以下三個方面：（1）基于入侵物種本身的優(yōu)勢屬性，如“內(nèi)稟優(yōu)勢假說”（Inherent superiorihypothesis）[20]。一般來說，入侵植物對環(huán)境因子有著更寬的生態(tài)幅，相對于本地種在進(jìn)化過程中可能會有更多的遺傳變異，形成更強(qiáng)應(yīng)對外界環(huán)境脅迫的形狀。（2）基于

圖 1.3 入侵植物的根際微環(huán)境劃分Fig. 1.3 Division in rhizosphere microhabitat of invasive plants[48]枝菌根真菌枝菌根（Arbuscular mycorrhizal）是植物界存在的最古老、最廣泛的共生今為止已有 4 億年的歷史[49]。叢枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fung存在于陸地生態(tài)系統(tǒng)中的植物共生真菌，它在植物應(yīng)對各種生物或非生物揮積極作用，并且具有重要的生態(tài)系統(tǒng)功能，因此受到普遍關(guān)注[50]。漫長的進(jìn)化過程中，AMF 降解有機(jī)物的酶系退化消失[51]，因而無法進(jìn)行能與植物形成共生關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，高營養(yǎng)水平會降低 AMF 的定殖率，共生關(guān)系減弱[52]，AMF 在低營養(yǎng)環(huán)境條件下才能與植物形成良好的共生
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2853264