發(fā)布時(shí)間：2017-04-12 06:24

  本文關(guān)鍵詞：云南熱區(qū)西南樺人工林叢枝菌根研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：西南樺(Betula alnoides)是云南熱區(qū)占主導(dǎo)地位的鄉(xiāng)土闊葉造林樹種,本文以西雙版納普文試驗(yàn)林場(chǎng)以及德宏州瑞麗營(yíng)建的不同年齡的西南樺人工林以及毗鄰的天然林為研究對(duì)象,選取與植物普遍共生的叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)的多樣性為考察指標(biāo),通過(guò)研究：1)西南樺人工林營(yíng)建對(duì)系統(tǒng)中AMF的影響；2)隨著人工林年齡系列演替,西南樺根內(nèi)AMF定殖、根際土壤中AMF孢子種群的變化情況,以及土壤因子對(duì)西南樺叢枝菌根的影響；3)西南樺根內(nèi)AMF的分子多樣性等；采用不同指標(biāo)、從不同視野評(píng)估西南樺人工林在云南熱區(qū)發(fā)展的適宜性,為西南樺人工林營(yíng)建和林分的經(jīng)營(yíng)管理積累菌根方面的資料和依據(jù),同時(shí)也補(bǔ)充和豐富我國(guó)在人工林叢枝菌根研究方面的內(nèi)容。 研究取得了4個(gè)方面的主要結(jié)果： 1、對(duì)云南兩個(gè)典型熱區(qū)(西雙版納州的普文和德宏州的瑞麗)采集西南樺根系和根際土壤樣品進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)無(wú)論是天然林還是不同年齡的人工林,西南樺植株根系中都有AMF定殖,根際土壤中存在數(shù)量較多且種類豐富的AMF孢子,表明叢枝菌根是云南熱區(qū)西南樺林分內(nèi)一個(gè)普遍存在的重要組成成分。 2、采用形態(tài)學(xué)方法對(duì)普文試驗(yàn)林場(chǎng)19年生、8年生的西南樺人工林以及毗鄰的原始林(地帶性植被：山地雨林)群落中主要植物的AMF定殖率、西南樺根際土壤中AMF的種類組成進(jìn)行了研究,結(jié)果山地雨林中與植物共生的AMF的菌絲和泡囊的定殖率與8年生林分的沒(méi)有顯著差異,但明顯高于19年生的西南樺人工林；土壤中AMF孢子密度為8年生人工林最高,山地雨林最低,但是山地雨林中AMF的香農(nóng)多樣性指數(shù)卻明顯高于兩種人工林；在三種林分中,Glomus均為優(yōu)勢(shì)屬,但各林分中AMF的優(yōu)勢(shì)種又有所不同,兩種人工林的優(yōu)勢(shì)種組成更為相近。 3、選取普文試驗(yàn)林場(chǎng)5種不同年齡、德宏州瑞麗2種不同年齡的西南樺人工林,以及兩地的天然林分為研究對(duì)象,對(duì)各林分內(nèi)西南樺的AM狀況調(diào)查發(fā)現(xiàn),隨著西南樺人工林年齡系列演替,在不同的發(fā)育階段,西南樺根系中AMF的定殖率沒(méi)有顯現(xiàn)出隨著林齡的增加而升高或者降低的變化趨勢(shì),各演替階段人工林中西南樺根系A(chǔ)MF定殖率總是高于天然林中的西南樺；人工林西南樺根際土壤中AMF孢子密度則表現(xiàn)出隨著林齡增加,數(shù)量逐步下降的趨勢(shì)。此外,土壤有效P,全N和有機(jī)質(zhì)的含量也是影響西南樺AM狀況的重要因子,它們與西南樺根系中AMF菌絲和泡囊的定殖率,以及土壤中的AMF孢子密度都呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。 4、通過(guò)克隆測(cè)序法構(gòu)建了西南樺根內(nèi)AMF的核糖體大亞基(Large subunit,LSU)基因文庫(kù),從天然林西南樺根系中獲得425條AMF LSU rDNA序列,經(jīng)dotur分析屬于40個(gè)OTU (Operational taxonomic unit),其中13個(gè)OTU與GenBank的已知序列具有較高同源性,其余27個(gè)序列類群均與已知種類的同源性在97%以下或找不到與之相對(duì)應(yīng)的序列,體現(xiàn)了西南樺根內(nèi)AMF較高的分子多樣性,同時(shí),Blast比對(duì)和系統(tǒng)發(fā)育分析均表明Glomus是優(yōu)勢(shì)屬,這與基于土壤中AMF孢子的形態(tài)學(xué)研究結(jié)果一致；將天然林與人工林西南樺根內(nèi)AMF分子多樣性進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)兩者共有的OTU有9個(gè),天然林特有的27個(gè),人工林特有的僅6個(gè),共有的9個(gè)OTU則包含了339條序列,占到了所有AMF序列數(shù)(522條)的65%,反映出西南樺與AMF間可能存在一定的宿主偏好性選擇,天然林西南樺根內(nèi)的AMF多樣性高于人工林中的西南樺植株；將2年、8年、21年齡的人工林與天然林中的西南樺進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)人工林所包含的OTU數(shù)隨林齡增大而呈逐漸增加的趨勢(shì),而天然林西南樺根內(nèi)AMF的OTU數(shù)量總是顯著高于幾種不同年齡人工林中的西南樺,這與基于形態(tài)學(xué)方法對(duì)土壤中的AMF孢子種類組成的研究結(jié)果相似。 根據(jù)上述研究結(jié)果得出以下主要結(jié)論：1)AMF普遍定殖于天然林和人工林的西南樺植株根系中,是西南樺林分生態(tài)系統(tǒng)中的重要功能真菌,其中,Glomus為優(yōu)勢(shì)屬,且西南樺與AMF間存在一定的宿主偏好性；2)營(yíng)造西南樺人工林沒(méi)有導(dǎo)致土壤中AMF孢子數(shù)量的減少,但在一定程度上降低了AMF的多樣性,改變了優(yōu)勢(shì)種的組成,隨著人工林林分年齡的增加,AMF的多樣性和組成也得到一定恢復(fù)；3)除人為因素外,土壤有效P,全N和有機(jī)質(zhì)也是影響西南樺AMF的重要因素。 綜上所述,營(yíng)造西南樺人工林確實(shí)對(duì)熱區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)中的AMF產(chǎn)生影響,在一定程度導(dǎo)致了AMF多樣性的降低以及優(yōu)勢(shì)類群的改變,但隨著林齡增加,當(dāng)?shù)赝林参镞M(jìn)入林下,加之西南樺與AMF間存在的宿主偏好性,使得人工林西南樺也維持了與天然林西南樺根內(nèi)相似的AMF,人工林生態(tài)系統(tǒng)中AMF的多樣性也得到一定程度的恢復(fù),因此,從菌根生物學(xué)的角度評(píng)價(jià),在云南熱區(qū)營(yíng)建西南樺人工林是可行的,在重視保護(hù)現(xiàn)有天然植被的前提下,適度發(fā)展西南樺人工林可以認(rèn)為是熱區(qū)退化山地植被恢復(fù)的一種可取模式。
【關(guān)鍵詞】：叢枝菌根 叢枝菌根真菌 多樣性 西南樺 人工林
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S792.15;Q949.32
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 研究背景、內(nèi)容、目的和意義14-22
• 1 研究背景14-18
• 2 研究的目的和意義18-19
• 3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線19-22
• 第二章 西雙版納普文試驗(yàn)林場(chǎng)西南樺人工林及山地雨林的AM狀況研究22-51
• 1 前言22-23
• 2 材料和方法23-28
• 2.1 樣地概況23-25
• 2.2 樣本采集25
• 2.3 土壤理化性質(zhì)測(cè)定25
• 2.4 根樣的處理25-26
• 2.5 土樣的處理26
• 2.6 AMF的鑒定26-27
• 2.7 數(shù)據(jù)分析27-28
• 3 結(jié)果28-43
• 3.1 三種林分的土壤理化性質(zhì)28-29
• 3.2 西雙版納普文試驗(yàn)林場(chǎng)三種林分中常見植物的根系A(chǔ)MF定殖狀況29-35
• 3.3 不同林分間的AMF定殖程度和AMF孢子密度比較35-38
• 3.4 不同林分中相同植物的AM狀況比較38-39
• 3.5 三種林分西南樺根際土壤中的AMF群落結(jié)構(gòu)與分布規(guī)律39-43
• 3.5.1 根際土壤中的AMF種類39-40
• 3.5.2 三種林分西南樺根際土壤中AMF的群落結(jié)構(gòu)40-41
• 3.5.3 各林分西南樺根際土壤中AMF的多樣性比較41
• 3.5.4 各林分中AMF群落的相似程度41-43
• 4 討論43-50
• 4.1 西雙版納普文試驗(yàn)林場(chǎng)山地雨林和西南樺人工林中植物的AM狀況43-46
• 4.2 山地雨林與西南樺人工林的AMF群落結(jié)構(gòu)比較46-50
• 5 小結(jié)50-51
• 第三章 西南樺人工林演替進(jìn)程中的AM狀況及影響因子51-67
• 1 前言51
• 2 材料和方法51-52
• 2.1 研究地描述51
• 2.1.1 西雙版納普文試驗(yàn)林場(chǎng)的樣地概況51
• 2.1.2 德宏州瑞麗研究樣地概況51
• 2.2 樣本采集51-52
• 2.3 土壤的理化性質(zhì)測(cè)定52
• 2.4 根樣的處理52
• 2.5 土樣的處理52
• 2.6 AMF的鑒定52
• 2.7 數(shù)據(jù)分析52
• 3 結(jié)果52-61
• 3.1 九種林分土壤的理化性質(zhì)52-54
• 3.2 九種林分中西南樺的根系A(chǔ)MF定殖率及根際土壤中的AMF孢子密度54
• 3.3 西南樺人工林的AM狀況和AMF孢子密度的比較分析54-57
• 3.4 德宏瑞麗三種西南樺林分根際土壤中AMF的群落結(jié)構(gòu)57-60
• 3.5 德宏三種林分西南樺根際土壤中AMF的多樣性比較60
• 3.6 相關(guān)性分析60-61
• 4 討論61-65
• 4.1 西南樺人工林演替進(jìn)程中的AMF定殖狀況61-62
• 4.2 西南樺人工林的AMF孢子密度及變化規(guī)律62-64
• 4.3 影響西南樺人工林AMF的土壤因子64-65
• 5 小結(jié)65-67
• 第四章 西雙版納普文試驗(yàn)林場(chǎng)西南樺根內(nèi)AMF的分子多樣性67-103
• 1 前言67-69
• 2 材料和方法69-74
• 2.1 樣本采集及處理69
• 2.2 樣品DNA的提取69
• 2.3 AMF的LSU rDNA基因片段的PCR擴(kuò)增69-70
• 2.3.1 Nested PCR引物69-70
• 2.3.2 PCR反應(yīng)體系及條件70
• 2.4 PCR產(chǎn)物的回收、純化70-71
• 2.5 擴(kuò)增產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化及克隆71-73
• 2.5.1 目的片段與pMD18-T載體的連接71
• 2.5.2 LB液體培養(yǎng)基和Amp~+ LB固體培養(yǎng)基的制備71-72
• 2.5.3 連接產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化72
• 2.5.4 陽(yáng)性克隆的鑒定與保存72-73
• 2.6 測(cè)序73
• 2.7 系統(tǒng)發(fā)育分析73-74
• 3 結(jié)果74-94
• 3.1 普文試驗(yàn)林場(chǎng)天然西南樺植株根內(nèi)AMF分子多樣性74-82
• 3.1.1 AMF LSU片段文庫(kù)的構(gòu)建74-76
• 3.1.2 序列來(lái)源鑒定和同源序列比對(duì)76-77
• 3.1.3 天然生長(zhǎng)的西南樺根內(nèi)AMF的分子系統(tǒng)發(fā)育分析77-82
• 3.2 天然西南樺與人工林中西南樺的根內(nèi)AMF分子多樣性比較82-87
• 3.2.1 AMF LSU片段文庫(kù)的構(gòu)建82
• 3.2.2 序列來(lái)源鑒定和同源序列比對(duì)82-83
• 3.2.3 天然及人工林西南樺根內(nèi)AMF的分子系統(tǒng)發(fā)育分析83-87
• 3.3 不同年齡系列人工林中西南樺的根內(nèi)AMF分子多樣性比較87-94
• 3.3.1 AMF LSU片段文庫(kù)的構(gòu)建87-88
• 3.3.2 序列來(lái)源鑒定和同源序列比對(duì)88-93
• 3.3.3 不同林齡系列西南樺根內(nèi)AMF的分子系統(tǒng)發(fā)育分析93-94
• 4 討論94-101
• 4.1 西南樺根內(nèi)AMF的分子多樣性94-97
• 4.2 天然及人工林中西南樺根內(nèi)AMF分子多樣性比較97-99
• 4.3 西南樺根內(nèi)AMF隨年齡系列的發(fā)展演替規(guī)律99-101
• 5 小結(jié)101-103
• 第五章 全文創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)及展望103-105
• 1 研究結(jié)論103-104
• 2 展望104-105
• 參考文獻(xiàn)105-125
• 附錄1 論文中使用的縮寫及中英文對(duì)照125-126
• 附錄2 論文中使用的試劑和緩沖液的配制126-127
• 附錄3 圖版及說(shuō)明127-131
• 附錄4 在讀期間的科研情況及研究成果131-132
• 致謝132-133

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：300914