巩留野果林2种树种邻近土壤AMF多样性的研究

石亚丹，巴音达拉，杨丽萍，伊里亚尔·阿德力江，也勒登巴特

（1. 新疆农业大学林学与风景园林学院，新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐 830052；2. 新疆农业大学资源与环境学院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐 830052）

生物之间的共生是一种极为普遍的生命活动和生态现象，尤其是植物与土壤微生物之间的关系直接联结生物多样性[1]。植物通过根系为土壤微生物提供栖息地，而这些土壤微生物在完成自身生理的过程中促进或危害植物生长；其中，与植物根系形成互惠共生关系的土壤真菌被称为“菌根”[2]。菌根是生物界最广泛、最重要的一类共生体，对促进各生态系统中生物之间的物质交换、能量流动[3]、信息传递、生物的演化与分布等具有不可替代的作用。菌根有丛枝菌根菌、外生菌根菌、内生菌根菌等7大类型，其中丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）作为生态系统中的重要驱动者之一，广泛分布在土壤中，与草本植物、木本植物均可共生，与陆地生态系统中80%以上的高等植物共生[4]。AMF与植物共生时能有效促进植物生长发育，同时可以提高植物的抗病性、抗寒性和抗旱性[5-7]。近年来，学者们重点关注AMF对森林物种多样性保护的作用机制[8-11]，尤其是在干旱、半干旱区域植物与AMF之间相互作用机制的研究得到了一定重视[12]。新疆野果林主要由新疆野苹果（Malus sieversii）、新疆野杏（Armeniaca vulgaris）等野生果树树种组成[13]，其气候以半干旱气候为主，是我国西北地区特殊的植物群落。为了解新疆野果林AMF资源的多样性，在巩留野果林开展了新疆野苹果和新疆野杏2种蔷薇科野生果树邻近土壤AMF的调查。通过2种野生果树邻近土壤AMF孢子的筛选，明确了2种野生果树邻近土壤的AMF资源多样性，分析了2种野生果树邻近土壤AMF群落的变化。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

巩留野果林处于新疆伊犁河谷中东部，该地区位于东经82°49′17″，北纬43°14′37.6″，属于北温带大陆性半干旱气候类型，春迟秋早，冬长夏短，四季分明，日照充足，年均气温7.4℃，最高气温37～39℃，无霜期约145 d，年日照时数2 731.7 h，年平均降水量256 mm[14]。该地区有丰富的新疆野苹果和新疆野杏等野生果树资源。

1.2 试验方法

1.2.1土壤采集方法于2021年9月，在巩留野果林内分别选择新疆野苹果、新疆野杏各10株为样株，每株下随机选择3个采样点采集土壤。将枯枝落叶层清理后，用5 cm×10 cm环刀距地面深度约20 cm处采集土壤，做好标签带回实验室自然条件下风干。

1.2.2筛选AMF孢子与孢子密度测定方法每个土样选取25 g土，采用湿筛倾析法[15]筛选土壤中的AMF孢子，同时测量每25 g土壤中出现的AMF孢子数量进行密度分析。利用光学显微镜观察AMF孢子形态特征，并鉴定分类科、属、种。

1.3 数据统计与分析

运用SPSS 22.0数据统计软件对试验数据进行单因素方差分析，比较2种野生果树邻近土壤的AMF孢子密度。

2 结果与分析

2.1 新疆野苹果和新疆野杏邻近土壤AMF多样性分析

通过形态特征鉴定，巩留野果林2种野生果树邻近土壤中筛选出AMF 22种，隶属于4科4属（图1）。其中新疆野苹果邻近土壤中发现AMF 18种4科4属，分别为球囊霉属12种（占总数66.7%）、无梗囊霉属3种（占总数16.6%）、巨孢囊霉属2种（占总数11.1%）、多样孢囊霉属1种（占总数5.6%）。新疆野杏邻近土壤中发现AMF 17种3科3属，分别为球囊霉属10种（占总数58.8%）、无梗囊霉属5种（占总数29.4%）、巨孢囊霉属2种（占总数11.8%）。由表1可知，新疆野苹果和新疆野杏2种野生果树邻近土壤中球囊霉属为优势属，无梗囊霉属为常见属，巨孢囊霉属为少见属；多样孢囊霉属为偶见属，仅在新疆野苹果邻近土壤中发现，详细形态特征和分类编目见表2。

表2 野果林2种野生果树邻近土壤AMF孢子形态特征与分类编目

图1 AMF孢子形态特征及形状

表1 新疆野苹果和新疆野杏邻近土壤AMF分布

2.2 新疆野苹果和新疆野杏邻近土壤AMF孢子密度分析

不同植物邻近土壤AMF孢子密度差别较大，新疆野苹果邻近土壤中平均筛选出AMF孢子46 CFU/25 g，新疆野杏邻近土壤中平均筛选出AMF孢子25 CFU/25 g，二者间差异显著（P<0.05）。

3 讨 论

陆地生态系统中AMF普遍存在，土壤、植被、地形、气候等环境因素的不同，会导致AMF群落结构不同，优势种也不同[16-18]。新疆野果林属于半干旱区域，植被属于抗旱性比较强的植物。植物的抗旱性除了与植物本身的抗旱能力相关外，也与AMF有一定的相关性。但目前关于新疆野果林的AMF的报道较少。新疆地区AMF中球囊霉属（Glomus）作为寄主植物的优势种存在，其次为无梗囊霉属（Acaulospora）[19-21]。截至2017年，我国已发现的AMF有147种[22]。

试验结果表明，巩留野果林的AMF资源种类较丰富，分布密度较高；在2种野生果树邻近土壤中鉴定出了22种AMF，占全国已发现总数的14.97%。土壤中发现AMF孢子35.5 CFU/25 g（新疆野苹果土壤和新疆野杏土壤的平均值）。

降水量较高的海南东北部土壤中AMF密度最高为74.8 CFU/g，最低为11.3 CFU/g[23]。由于半干旱气候、土壤酸碱度、地形等环境因素[24-25]的不同导致巩留野果林土壤的AMF群落与其他地区有所差异。而在巩留野果林内，新疆野苹果和新疆野杏2种野生果树邻近土壤的AMF群落结构以及密度也有所不同。这说明，植物物种不同，其土壤的AMF群落也不同。这是因为AMF对宿主植物可能会有一定的选择性。除此之外，这2种野生果树邻近草本植物种类的差异，也是影响其AMF的群落以及密度。新疆野果林面积较广，野生果树种类多、分布不均匀，为了充分利用新疆野果林的AMF资源多样性，应对其密度与植被的相关性等开展深入研究。

由于AMF是一类相对独立的真菌，纯培养难度较大，AMF孢子只有在与宿主植物共生后才能产生，给AMF的分类鉴定工作带来了一定的难度[26]。试验在分类鉴定过程中尝试采用分子生物学方法对AMF进行鉴定，但是没有成功，故采用常规的形态学鉴定方法对其进行鉴定，结果可能存在一定主观误差。

4 结 论

综上所述，巩留野果林新疆野苹果和新疆野杏2种野生果树邻近土壤的AMF资源丰富，经过形态特征鉴定从新疆野苹果邻近土壤中鉴定出AMF 18种，从新疆野杏邻近土壤鉴定出AMF 17种。其中，疣突球囊霉、地球囊霉、缩球囊霉、苏格兰球囊霉、沙荒球囊霉、集球囊霉、英弗梅球囊霉、Glomussp.2、蜜色无梗囊霉、细凹无梗囊霉、光壁无梗囊霉、微白巨孢囊霉、易误巨孢囊霉在2种树种下均有分布。新疆野苹果邻近土壤的AMF孢子密度显著高于新疆野杏邻近土壤AMF孢子密度。这说明在不同树种下，AMF群落以及分布密度有所不同，AMF对宿主具有一定的选择性，宿主植物显著影响AMF分布的多样性。