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基本信息
- 項目名稱：
- 沙棘AM真菌結(jié)構(gòu)和功能相關(guān)性研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本試驗通過對兩種環(huán)境下孢子形態(tài)和微形態(tài)結(jié)構(gòu)及菌根類型的差異比較，探明結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。共分離鑒定出共有種3 屬17 種。比較發(fā)現(xiàn)，荒漠環(huán)境孢子旱生特征明顯，即體積小、顏色深、孢壁厚、孢子表面光滑等?；哪参锞愋鸵訧 型為主，農(nóng)田則以A 型為主。旱生環(huán)境泡囊數(shù)量明顯多于農(nóng)田環(huán)境。這為充分利用AM真菌資源和菌根生物技術(shù)，提高植物抗旱性，達到農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、植被恢復(fù)和生態(tài)重建的目的提供理論依據(jù)。
- 詳細(xì)介紹：
- AM（arbuscular mycorrhiza）真菌分布廣泛，適應(yīng)性強，能與絕大多數(shù)植物形成共生關(guān)系。土地沙漠化是我國乃至世界面臨的重大環(huán)境問題之一，而耕地退化和稀缺也是對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的巨大挑戰(zhàn)。沙棘根系發(fā)達，具有水土保持、防風(fēng)固沙、改良土壤的作用，是干旱地區(qū)水土保持和植被建設(shè)的先鋒樹種。本試驗通過對荒漠和農(nóng)田系統(tǒng)下植物與AM 真菌共生狀況的研究，分析兩種生境下孢子形態(tài)結(jié)構(gòu)及菌根類型的差異，探明結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系及其生態(tài)適應(yīng)性，為充分利用AM 真菌資源和菌根生物技術(shù)，提高植物抗旱性，達到農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、植被恢復(fù)和生態(tài)建設(shè)的目的提供依據(jù)。本試驗采集荒漠植物沙棘根圍土壤樣品，并以農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)正常生長的丹參根圍土樣作對照，分離鑒定AM真菌共有種3屬17種，其中球囊霉屬11種，無梗囊霉屬5種，盾巨孢囊霉屬1種。在顯微和亞顯微水平下觀測孢子形態(tài)和微形態(tài)特征。結(jié)果表明，荒漠環(huán)境下AM真菌孢子旱生特征明顯，即體積小、顏色深、孢壁厚、紋飾密、紋孔多；掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，孢子表面光滑、附著物較少、整體形態(tài)不飽滿，其中沙棘多梗球囊霉孢子梗數(shù)量明顯多于丹參的多梗球囊霉，沙棘網(wǎng)狀球囊霉和雙網(wǎng)無梗囊霉孢子網(wǎng)紋較多、較密，紋孔較小，紋飾周圍壁較細(xì)，分布較均勻。同時觀察發(fā)現(xiàn)兩種環(huán)境下植物與AM真菌形成的共生聯(lián)合體-菌根的類型也有明顯區(qū)別，荒漠環(huán)境植物菌根類型I型80%，A型為20%。農(nóng)田環(huán)境下植物菌根類型A型63.6%，P型為27.3%，I型為9.1%；菌絲、叢枝、泡囊也有差別，尤其是旱生環(huán)境下單位根系長度上的泡囊數(shù)量明顯多于農(nóng)田環(huán)境。結(jié)果說明，AM真菌形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及其與植物共生關(guān)系的形成與環(huán)境條件密切相關(guān)，這為進一步探討AM真菌和植物適應(yīng)極端荒漠環(huán)境，篩選優(yōu)良抗旱菌種，促進荒漠植物生長和植被恢復(fù)提供了依據(jù)。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫目的：為充分利用AM真菌資源和菌根生物技術(shù)，提高植物抗旱性，達到農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、植被恢復(fù)和生態(tài)建設(shè)的目的提供依據(jù)。 基本思路：本試驗通過對荒漠和農(nóng)田系統(tǒng)下植物與AM真菌共生狀況的研究，分析不同生態(tài)環(huán)境下孢子形態(tài)結(jié)構(gòu)及菌根類型的差異，探明結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系及生態(tài)適應(yīng)性。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 科學(xué)性：試驗設(shè)置對照，對相關(guān)數(shù)據(jù)和圖片進行科學(xué)處理和分析，為充分利用AM真菌資源，促進荒漠植物生長和恢復(fù)提供依據(jù)。 先進性：論文比較荒漠和農(nóng)田系統(tǒng)下AM真菌形態(tài)和微形態(tài)結(jié)構(gòu)，分析兩種生境下菌根類型的差異，進而為其應(yīng)用提供理論依據(jù)。 獨特之處：思想上的獨立性和嚴(yán)謹(jǐn)性。針對荒漠和農(nóng)田AM真菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)及菌根類型進行試驗，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)和照片，全面對比、分析不同生境下的差異。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 土地沙漠化是我國乃至全世界面臨并且急需解決的重大環(huán)境問題之一，而耕地退化和稀缺也是對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的巨大挑戰(zhàn)，也是解決糧食問題的關(guān)鍵所在。本文旨在探明AM真菌對荒漠環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性，以便突破AM真菌資源的實際應(yīng)用困難，為促進荒漠地區(qū)植物生長和恢復(fù)提供依據(jù)和材料。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為研究不同生態(tài)環(huán)境下AM真菌形態(tài)結(jié)構(gòu)與生態(tài)適應(yīng)功能間的相關(guān)性。本試驗采集荒漠植物沙棘根圍土壤樣品，并以農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)正常生長的丹參根圍土樣作對照，分離鑒定AM真菌共有種3屬17種，其中球囊霉屬11種，無梗囊霉屬5種，盾巨孢囊霉屬1種。在顯微和亞顯微水平下觀測孢子形態(tài)和微形態(tài)特征。結(jié)果表明，荒漠環(huán)境下AM真菌孢子旱生特征明顯，即體積小、顏色深、孢壁厚、紋飾密、紋孔多；掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，孢子表面光滑、附著物較少、整體形態(tài)不飽滿，其中沙棘多梗球囊霉孢子梗數(shù)量明顯多于丹參的多梗球囊霉，沙棘網(wǎng)狀球囊霉和雙網(wǎng)無梗囊霉孢子網(wǎng)紋較多、較密，紋孔較小，紋飾周圍壁較細(xì)，分布較均勻。同時觀察發(fā)現(xiàn)兩種環(huán)境下植物與AM真菌形成的共生聯(lián)合體-菌根的類型也有明顯區(qū)別，荒漠環(huán)境植物菌根類型I型80%，A型為20%。農(nóng)田環(huán)境下植物菌根類型A型63.6%，P型為27.3%，I型為9.1%；菌絲、叢枝、泡囊也有差別，尤其是旱生環(huán)境下單位根系長度上的泡囊數(shù)量明顯多于農(nóng)田環(huán)境。結(jié)果說明，AM真菌形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及其與植物共生關(guān)系的形成與環(huán)境條件密切相關(guān)，這為進一步探討AM真菌和植物適應(yīng)極端荒漠環(huán)境，篩選優(yōu)良抗旱菌種，促進荒漠植物生長和植被恢復(fù)提供了依據(jù)。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 共分離鑒定出共有種3屬17種。比較發(fā)現(xiàn)，荒漠環(huán)境孢子旱生特征明顯，即體積小、顏色深、孢壁厚、孢子表面光滑等?；哪h(huán)境植物菌根類型以I型為主，農(nóng)田則以A型為主。旱生環(huán)境泡囊數(shù)量明顯多于農(nóng)田環(huán)境。
參考文獻
- [1] 王紅新,李富平,國巧真等.AM真菌生長發(fā)育影響因素及其對植物作用的研究[J].土壤肥料,2006(1):52-56. [2] Bagayoko M, Buerkert A, Lung G, et al .Cereal/legume rotation effects on cereal growth in Sudanosahelian West Africa: soil mineral nitrogen, mycorrhizae and nematodes [J].Plant and Soil, 2000, 218:103-116. [3] Beardenb N, Petersen L .Influence of arbuscular mycorrhizal fungi on soil structure and aggregate stability of a vertsoil [J]. Plant and Soil, 1999,218: 173-183. [4] Swardr J. The structure of the spores of Gigaspora margarita: I The dormant spore [J]. New Phytol, 1981, 87:461-768. [5] Maial C, Kimbroughj W. Ultrastructural studies of spores and hypha of a Glomus species [J]. International Journal of Plant Science, 1998, 159: 581-589. [6] Jeffries P, Robinson-Boyer L, Rice P, et al. Ultrastructure of spore development in Scutellospora heterogama [J]. Mycorrhiza, 2007, 17: 395-403. [7] 賀學(xué)禮,趙麗莉,楊宏宇.毛烏素沙地豆科植物叢枝菌根真菌分布研究[J].自然科學(xué)進展,2006,16(6):684-688.
同類課題研究水平概述
- 自1926年Rayner對菌根學(xué)研究的早期歷史作了介紹，近一個世紀(jì)以來，各國對菌根學(xué)的研究有了較大的發(fā)展。尤其是近代分子生物學(xué)技術(shù)的引入，對菌根真菌分類與鑒定、生物多樣性、生理學(xué)、分子生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)及種間種內(nèi)關(guān)系的研究起到了巨大的推動作用，不僅如此，在上世紀(jì)七八十年代也已經(jīng)開始了對AM的超微結(jié)構(gòu)的研究。 從超微水平上認(rèn)識AM真菌是揭示其生命本質(zhì)的重要途徑之一，在國內(nèi)該領(lǐng)域的研究鮮見報道，而國外對孢子表面的掃描電鏡及透射電鏡觀察已有較大進展，如Roesti等對地球囊霉的掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)了侵蝕狀小孔，F(xiàn)ilippi等用透射電鏡發(fā)現(xiàn)摩西球囊霉的孢子壁外層的孔中有細(xì)菌細(xì)胞的存在。在國內(nèi)，龍良鯤等人對珠狀巨孢囊霉的掃描電鏡和透射電鏡觀察分別發(fā)現(xiàn)了孢子表面的侵蝕狀小孔和孢子壁的四層結(jié)構(gòu)。 縱觀目前國內(nèi)外的研究發(fā)現(xiàn)，通過對不同生境下的同種孢子的顯微和亞顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)的比較，探尋其結(jié)構(gòu)和功能的相關(guān)性進而來揭示AM真菌的生命本質(zhì)，這在國內(nèi)是前所未有的，國外也似乎尚未報道。 對菌根形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察國內(nèi)外已有很多報道，但對不同環(huán)境下的菌根結(jié)構(gòu)的差異及菌根結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系研究較少，尤其是對農(nóng)田和旱生環(huán)境的比較研究。在國內(nèi)，房輝等對哀牢山亞熱帶次生林的菌根結(jié)構(gòu)類型進行了研究。包玉英等對內(nèi)蒙古的植物菌根結(jié)構(gòu)類型進行了系統(tǒng)性的研究，統(tǒng)計了各結(jié)構(gòu)類型的比例并推測了原因，而國外Smith,F.A.和Smith,S.E.的研究則與包玉英相反。Cavagnaro也對菌根結(jié)構(gòu)類型及其成因有過研究。 在影響菌根結(jié)構(gòu)類型因素的研究中，對環(huán)境因素的考慮在國內(nèi)外似乎尚無報道。
