鞏留野果林2種樹種鄰近土壤AMF多樣性的研究

石亞丹，巴音達拉，楊麗萍，伊里亞爾·阿德力江，也勒登巴特

（1. 新疆農業大學林學與風景園林學院，新疆維吾爾自治區 烏魯木齊 830052；2. 新疆農業大學資源與環境學院，新疆維吾爾自治區烏魯木齊 830052）

生物之間的共生是一種極為普遍的生命活動和生態現象，尤其是植物與土壤微生物之間的關系直接聯結生物多樣性[1]。植物通過根系為土壤微生物提供棲息地，而這些土壤微生物在完成自身生理的過程中促進或危害植物生長；其中，與植物根系形成互惠共生關系的土壤真菌被稱為“菌根”[2]。菌根是生物界最廣泛、最重要的一類共生體，對促進各生態系統中生物之間的物質交換、能量流動[3]、信息傳遞、生物的演化與分布等具有不可替代的作用。菌根有叢枝菌根菌、外生菌根菌、內生菌根菌等7大類型，其中叢枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）作為生態系統中的重要驅動者之一，廣泛分布在土壤中，與草本植物、木本植物均可共生，與陸地生態系統中80%以上的高等植物共生[4]。AMF與植物共生時能有效促進植物生長發育，同時可以提高植物的抗病性、抗寒性和抗旱性[5-7]。近年來，學者們重點關注AMF對森林物種多樣性保護的作用機制[8-11]，尤其是在干旱、半干旱區域植物與AMF之間相互作用機制的研究得到了一定重視[12]。新疆野果林主要由新疆野蘋果（Malus sieversii）、新疆野杏（Armeniaca vulgaris）等野生果樹樹種組成[13]，其氣候以半干旱氣候為主，是我國西北地區特殊的植物群落。為了解新疆野果林AMF資源的多樣性，在鞏留野果林開展了新疆野蘋果和新疆野杏2種薔薇科野生果樹鄰近土壤AMF的調查。通過2種野生果樹鄰近土壤AMF孢子的篩選，明確了2種野生果樹鄰近土壤的AMF資源多樣性，分析了2種野生果樹鄰近土壤AMF群落的變化。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

鞏留野果林處于新疆伊犁河谷中東部，該地區位于東經82°49′17″，北緯43°14′37.6″，屬于北溫帶大陸性半干旱氣候類型，春遲秋早，冬長夏短，四季分明，日照充足，年均氣溫7.4℃，最高氣溫37～39℃，無霜期約145 d，年日照時數2 731.7 h，年平均降水量256 mm[14]。該地區有豐富的新疆野蘋果和新疆野杏等野生果樹資源。

1.2 試驗方法

1.2.1土壤采集方法于2021年9月，在鞏留野果林內分別選擇新疆野蘋果、新疆野杏各10株為樣株，每株下隨機選擇3個采樣點采集土壤。將枯枝落葉層清理后，用5 cm×10 cm環刀距地面深度約20 cm處采集土壤，做好標簽帶回實驗室自然條件下風干。

1.2.2篩選AMF孢子與孢子密度測定方法每個土樣選取25 g土，采用濕篩傾析法[15]篩選土壤中的AMF孢子，同時測量每25 g土壤中出現的AMF孢子數量進行密度分析。利用光學顯微鏡觀察AMF孢子形態特征，并鑒定分類科、屬、種。

1.3 數據統計與分析

運用SPSS 22.0數據統計軟件對試驗數據進行單因素方差分析，比較2種野生果樹鄰近土壤的AMF孢子密度。

2 結果與分析

2.1 新疆野蘋果和新疆野杏鄰近土壤AMF多樣性分析

通過形態特征鑒定，鞏留野果林2種野生果樹鄰近土壤中篩選出AMF 22種，隸屬于4科4屬（圖1）。其中新疆野蘋果鄰近土壤中發現AMF 18種4科4屬，分別為球囊霉屬12種（占總數66.7%）、無梗囊霉屬3種（占總數16.6%）、巨孢囊霉屬2種（占總數11.1%）、多樣孢囊霉屬1種（占總數5.6%）。新疆野杏鄰近土壤中發現AMF 17種3科3屬，分別為球囊霉屬10種（占總數58.8%）、無梗囊霉屬5種（占總數29.4%）、巨孢囊霉屬2種（占總數11.8%）。由表1可知，新疆野蘋果和新疆野杏2種野生果樹鄰近土壤中球囊霉屬為優勢屬，無梗囊霉屬為常見屬，巨孢囊霉屬為少見屬；多樣孢囊霉屬為偶見屬，僅在新疆野蘋果鄰近土壤中發現，詳細形態特征和分類編目見表2。

表2 野果林2種野生果樹鄰近土壤AMF孢子形態特征與分類編目

圖1 AMF孢子形態特征及形狀

表1 新疆野蘋果和新疆野杏鄰近土壤AMF分布

2.2 新疆野蘋果和新疆野杏鄰近土壤AMF孢子密度分析

不同植物鄰近土壤AMF孢子密度差別較大，新疆野蘋果鄰近土壤中平均篩選出AMF孢子46 CFU/25 g，新疆野杏鄰近土壤中平均篩選出AMF孢子25 CFU/25 g，二者間差異顯著（P<0.05）。

3 討 論

陸地生態系統中AMF普遍存在，土壤、植被、地形、氣候等環境因素的不同，會導致AMF群落結構不同，優勢種也不同[16-18]。新疆野果林屬于半干旱區域，植被屬于抗旱性比較強的植物。植物的抗旱性除了與植物本身的抗旱能力相關外，也與AMF有一定的相關性。但目前關于新疆野果林的AMF的報道較少。新疆地區AMF中球囊霉屬（Glomus）作為寄主植物的優勢種存在，其次為無梗囊霉屬（Acaulospora）[19-21]。截至2017年，我國已發現的AMF有147種[22]。

試驗結果表明，鞏留野果林的AMF資源種類較豐富，分布密度較高；在2種野生果樹鄰近土壤中鑒定出了22種AMF，占全國已發現總數的14.97%。土壤中發現AMF孢子35.5 CFU/25 g（新疆野蘋果土壤和新疆野杏土壤的平均值）。

降水量較高的海南東北部土壤中AMF密度最高為74.8 CFU/g，最低為11.3 CFU/g[23]。由于半干旱氣候、土壤酸堿度、地形等環境因素[24-25]的不同導致鞏留野果林土壤的AMF群落與其他地區有所差異。而在鞏留野果林內，新疆野蘋果和新疆野杏2種野生果樹鄰近土壤的AMF群落結構以及密度也有所不同。這說明，植物物種不同，其土壤的AMF群落也不同。這是因為AMF對宿主植物可能會有一定的選擇性。除此之外，這2種野生果樹鄰近草本植物種類的差異，也是影響其AMF的群落以及密度。新疆野果林面積較廣，野生果樹種類多、分布不均勻，為了充分利用新疆野果林的AMF資源多樣性，應對其密度與植被的相關性等開展深入研究。

由于AMF是一類相對獨立的真菌，純培養難度較大，AMF孢子只有在與宿主植物共生后才能產生，給AMF的分類鑒定工作帶來了一定的難度[26]。試驗在分類鑒定過程中嘗試采用分子生物學方法對AMF進行鑒定，但是沒有成功，故采用常規的形態學鑒定方法對其進行鑒定，結果可能存在一定主觀誤差。

4 結 論

綜上所述，鞏留野果林新疆野蘋果和新疆野杏2種野生果樹鄰近土壤的AMF資源豐富，經過形態特征鑒定從新疆野蘋果鄰近土壤中鑒定出AMF 18種，從新疆野杏鄰近土壤鑒定出AMF 17種。其中，疣突球囊霉、地球囊霉、縮球囊霉、蘇格蘭球囊霉、沙荒球囊霉、集球囊霉、英弗梅球囊霉、Glomussp.2、蜜色無梗囊霉、細凹無梗囊霉、光壁無梗囊霉、微白巨孢囊霉、易誤巨孢囊霉在2種樹種下均有分布。新疆野蘋果鄰近土壤的AMF孢子密度顯著高于新疆野杏鄰近土壤AMF孢子密度。這說明在不同樹種下，AMF群落以及分布密度有所不同，AMF對宿主具有一定的選擇性，宿主植物顯著影響AMF分布的多樣性。