本项目以漠境克隆植物与AM真菌共生关系作为切入点,通过从位于毛乌素沙地不同位置的两个试验站,连续两年分不同季节、宿主植物和土壤层次等,从沙鞭(Psammochloa villosa)、羊柴(Hedysarum laeve)等克隆植物根围和非克隆植物油蒿(Artemisia ordosica)根围采集土壤样品和根样,分离AM真菌孢子,利用形态学特征、扫描电镜和分子生物学方法对真菌种类进行鉴定和分类,系统研究克隆植物和非克隆植物根围AM真菌群落组成、生长规律及其与宿主植物和土壤因子之间的相互作用;查明漠境AM真菌物种多样性和生态分布的时空异质性;探讨克隆植物生长对群落灌丛间裸地土壤中AM真菌活动和生态分布的影响机制;揭示荒漠环境中克隆植物与AM真菌共生机理和适应极端环境的生态对策。发掘和保存漠境土壤AM真菌种质资源,为菌根生物技术应用和荒漠植被的恢复提供材料和依据。
沙生克隆植物与土壤微生物特别是AM真菌的共生是其适应恶劣环境的重要因素之一。本项目首次研究了毛乌素沙地沙鞭(Psammochloa villosa)、羊柴(Hedysarum laeve)等克隆植物和非克隆植物油蒿(Artemisia ordosica)AM真菌多样性和生态分布规律。共分离出4属23种AM真菌,发现5个新种。沙鞭和羊柴有Arum型菌根,油蒿为I-型菌根。AM真菌生态分布和菌根形成具有明显的时空异质性,并与宿主植物和土壤因子密切相关。流动或半固定沙丘上,孢子密度低,定殖率和感染强度高;固定沙丘上,孢子密度高,定殖率和感染强度低。春季孢子密度最高,定殖率最低;夏季定殖率最大,孢子密度显著下降;秋季孢子密度最低,定殖率下降。植物克隆生长对AM真菌生态分布和菌根形成有显著影响,沙鞭灌丛空地,AM真菌多样性指数、孢子密度和定殖率显著增加,而羊柴灌丛空地,AM真菌多样性指数、孢子密度和定殖率因样地而变化。人工接种AM真菌对油蒿生长和抗旱性具有显著正效应。本项研究成果丰富了荒漠恢复生态学的基础理论,为菌根生物技术在荒漠植被恢复和生态重建中的应用提供了科学依据和种质资源。