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甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区位于甘肃省酒泉市瓜州县,是中国唯一以极旱荒漠生态系统及其生物多样性为主要保护对象的自然保护区,其荒漠生态系统在整个古地中海区域具有一定的典型性和代表性。红砂(Reaumuria soongoric)、合头草(Sympegma regelii)、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)、膜果麻黄(Ephedra przewalskii)、珍珠猪毛菜(Salsola passerina)是安西极旱荒漠特有的典型地带性植被。它们属于不同科属,在荒漠生态系统中形成植物斑块,对防风固沙、植被重建和生态系统稳定具有重要意义。AM(Arbuscular mycorrhiza)真菌定殖植物根部,是逆境胁迫下植物的共存者,能够改善植物对土壤养分的吸收,促进植物生长,增强植物对干旱等胁迫环境的抗性,同时形成菌丝网络和分泌球囊霉素,能够稳定土壤结构,对物质交换和生态修复具有重要意义。本试验于2018和2019年7月在安西极旱荒漠自然保护区采集5种植物根区0-10cm和20-30cm根样和土壤样品,结合形态学和高通量测序方法研究AM真菌物种多样性,生态分布以及土壤因子的生态功能,以便发掘AM真菌种质资源,为恢复荒漠植被提供依据。主要试验结果如下:1.5种植物根系均能被AM真菌侵染,形成菌丝和泡囊等结构,以菌丝结构为主。2018和2019年5种植物定殖率为13.3%-54.3%,定殖强度最高为31.6%和25.9%(泡泡刺),最低为2.3%(珍珠猪毛菜)和3.8%(合头草)。菌丝定殖率和总定殖率与易提取球囊霉素、总提取球囊霉素显著正相关;泡囊定殖率与土壤硝态氮显著正相关;定殖强度与土壤铵态氮、有效磷、易提取球囊霉素和总提取球囊霉素显著正相关。2.共分离鉴定10属50种AM真菌,即球囊霉属Glomus 21种,无梗囊霉属Acaulospora 11种,盾巨孢囊霉属Scutellospora 8种,管柄囊霉属Funneliformis、近明囊霉属Claroideoglomus和根孢囊霉属Rhizophagus各2种,巨孢囊霉属Gigaspora、类囊霉属Paraglomus、内养囊霉属Entrophospora和多样孢囊霉属Diversispora各1种。2018年和2019年Glomus所占比例分别为72.9%和76.3%,是安西极旱荒漠自然保护区优势种。3.NMDS分析可知,不同植物AM真菌群落组成差异显著,根围0-10cm和20-30cm AM真菌群落组成无差异。不同植物根围AM真菌孢子密度、香农维纳指数、辛普森指数和物种均匀度显著不同,根围0-10cm高于根围20-30cm。4.Mantel Test可知,土壤因子、植物种类和年际差异与AM真菌群落、孢子密度、物种多样性和均匀度显著相关。AM真菌群落和孢子密度与有机碳、硝态氮、总提取球囊霉素和湿度显著正相关。5.植物种类、土壤矿质营养和酶活对AM真菌群落的变差分解表明,根围0-10cm和20-30cm植物种类、土壤因子共同解释AM真菌群落变化总变差的35.4%和60.7%,极旱荒漠植物种类和土壤理化性质共同影响AM真菌群落组成。6.高通量测序得到1033652条序列,共200个AM真菌OTUs。通过Blast比对,分为4科4属,即Glomus,Paraglomus,unclassified Archaeosporales和unclassified Glomeromycetes。除unclassified Glomeromycetes外,在属水平上,Glomus和Paraglomus是AM真菌主要分布属;在种水平上,Glomus microaggregatum相对丰度最高。7.Lefse多级物种层级分析可知,OTU12和OTU15在膜果麻黄根围显著富集,OTU4、OTU22、OTU31、OTU41、OTU44和OTU48在珍珠猪毛菜根围显著富集,不同植物间AM真菌物种相对丰度差异显著。8.相关性热图表明,AM真菌物种与不同土壤因子显著相关。Unclassified Glomeromycetes与湿度和pH显著正相关;Unclassified Glomus与湿度显着负相关,与酸性磷酸酶显著正相关;Glomus-ef.microaggregatum-VTX00104与脲酶显著正相关;Glomus-sp-VTX00330与湿度显著负相关;Unclassified Paraglomus与有机碳显著负相关;Paraglomus-Glom-1B.13-VTX00308与有效磷显著负相关。