青藏高原若尔盖湿地丛枝菌根真菌的群落构建及其碳汇功能研究
批准号:
91751113
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
80.0 万元
负责人:
郭良栋
依托单位:
学科分类:
生态学理论与方法
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
季妞妞、武彬蔚、姚慧
中文摘要
丛枝菌根(AM)是由球囊菌门真菌与植物根系形成的互惠共生体,在生态系统的植物多样性维持、群落演替以及物质循环过程中发挥重要的功能。青藏高原高寒湿地生态系统具有丰富的植物和微生物多样性及重要的生态功能,然而,目前对该系统中AM真菌群落的构建机制及其碳汇功能知之甚少。因此,为了揭示此科学问题,本项目拟以青藏高原若尔盖湿地国家自然保护区为地点,利用形态学、生物化学和DNA高通量测序等方法,检测不同植物根系和根围土壤中AM真菌的侵染结构、菌丝长度、孢子密度、多样性和球囊霉素相关土壤蛋白含量,通过AM真菌与植物、土壤等环境因子的相关性分析,揭示AM真菌群落的构建机制及碳汇功能;通过室内的稳定性同位素探针(SIP)和DNA高通量测序技术,阐明不同植物之间参与碳转运的AM真菌类群及其碳转运功能。本项目将从AM真菌的角度为全面揭示青藏高原高寒湿地生态系统的多样性维持机制及其碳汇功能提供重要的科学支撑。
英文摘要
Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi, belonging to the phylum Glomeromycota, form mutualistic associations with most plant species and play critical roles in plant diversity maintenance, community succession, and substance global biogeochemical cycling. The alpine wetland ecosystem, located in the Qinghai-Tibetan Plateau, has high species diversity of plant and fungi and plays important ecological functions, however, the mechanism of AM fungal community assembly and its carbon sink size in this ecosystem remains largely unknown. Therefore, for targeting at this scientific question, the current project will be conducted in the National Nature Reserve for Zoige wetland in Sichuan Province. The AM fungal root colonization, extraradical hyphal density, spore density, glomalin-related soil protein and diversity in selected plant species and rhizospheric soil will be investigated, using morphological, biochemical and DNA pyrosequencing methods. The relationships between AM fungal properties and plant and soil factors will be further analyzed for exploring the community assembly and carbon sink capacity of AM fungi. Moreover, pot experiment combined with stable isotope probing (SIP) and DNA pyrosequencing techniques will be performed to compare the active AM fungal community and their carbon transferring function among different plant species. Based on the analyses of AM fungal characteristics, this project has pivotal implications in understanding biodiversity maintenance mechanism and relevant carbon sink function in the Zoige wetland ecosystem on the Qinghai-Tibetan Plateau.
丛枝菌根(AM)是由球囊菌亚门真菌与植物根系形成的互惠共生体,在生态系统的植物多样性维持、群落演替以及物质循环过程中发挥重要的功能。青藏高原高寒湿地生态系统具有丰富的植物和微生物多样性及重要的生态功能,然而,目前对该系统中AM真菌群落的构建机制及其碳汇功能知之甚少。因此,为了揭示此科学问题,本项目以青藏高原若尔盖湿地国家自然保护区为地点,利用形态学、生物化学和高通量测序等方法,检测了不同植物根系和根围土壤中AM真菌的侵染结构、菌丝长度、孢子密度、多样性和球囊霉素相关土壤蛋白含量,通过AM真菌与植物、土壤等环境因子的相关性分析,揭示AM真菌群落的构建机制及碳汇功能;通过室内的稳定性同位素探针(SIP)和DNA高通量测序技术,阐明不同植物之间参与碳转运的AM真菌类群及其碳转运功能。研究发现,土壤和根系的AM真菌多样性和群落组成显著不同,非生物因子,如土壤pH、含水量、总碳、总氮和总磷显著影响土壤和根系AM真菌群落组成,植物物种也是影响AM真菌侵染率、多样性和群落组成的重要因子。对无脉苔草和川西蒲公英进行连续三天13CO2同位素标记,采集标记不同时段的根系和土壤样品,利用密度梯度离心和定量PCR方法确定被标记的13C所在的DNA层,对被标记的DNA样品进行高通量测序,分析参与碳转运的AM真菌种类,揭示不同植物之间参与碳转运的AM真菌群落的差异。土壤样品中AM真菌孢子密度、根外菌丝长度、易提取球囊霉素和总球囊霉素为:15.03 ± 5.88 g-1,3.10 ± 1.56 m g-1,25.71 ± 2.26 µg g-1,71.87 ± 12.87 µg g-1,表明AM真菌具有重要的碳汇功能。本项目从AM真菌的角度为全面揭示青藏高原高寒湿地生态系统的多样性维持机制及其碳汇功能提供重要的科学支撑。
期刊论文列表
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专利列表
Community Assembly of Endophytic Fungi in Ectomycorrhizae of Betulaceae Plants at a Regional Scale
区域范围内桦科植物外生菌根内生真菌的群落组装
DOI:
10.3389/fmicb.2019.03105
发表时间:
2020-01
期刊:
Frontiers in Microbiology
影响因子:
5.2
作者:
[Wang Yong-Long, Gao Cheng, Chen Liang, Ji Niu-Niu, Wu Bin-Wei, Lu Peng-Peng, Li Xing-Chun, Qian Xin, Maitra Pulak, Babalola Busayo Joshua, Zheng Yong, Guo Liang-Dong]
通讯作者:
Guo Liang-Dong
Response of arbuscular mycorrhizal fungal community in soil and roots to grazing differs in a wetland on the Qinghai-Tibet plateau
青藏高原湿地土壤和根系丛枝菌根真菌群落对放牧的响应存在差异
DOI:
10.7717/pearj.9375
发表时间:
2020-06-19
期刊:
PEERJ
影响因子:
2.7
作者:
[Li, Zhong-Feng, Lu, Peng-Peng, Guo, Liang-Dong]
通讯作者:
Guo, Liang-Dong
森林生态系统叶际表生和内生微生物多样性、群落组成与共生网络结构的纬度梯度格局及其构建机制
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:58万元
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批准年份:2021
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负责人:郭良栋
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依托单位:
森林生态系统叶际真菌的群落与网络结构对模拟氮沉降的响应机制
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批准号:31971496
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:郭良栋
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依托单位:
丛枝菌根真菌对玉米干旱胁迫的响应机制研究
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批准号:31470228
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项目类别:面上项目
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资助金额:86.0万元
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批准年份:2014
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负责人:郭良栋
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依托单位:
丛枝菌根真菌对青藏高原高寒草甸实验增温和放牧的响应机制
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批准号:31070434
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项目类别:面上项目
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资助金额:39.0万元
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批准年份:2010
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负责人:郭良栋
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依托单位:
亚热带森林中菌根真菌与植物互作机制研究
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批准号:30930005
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项目类别:重点项目
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资助金额:186.0万元
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批准年份:2009
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负责人:郭良栋
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依托单位:
AM真菌在外来植物紫茎泽兰入侵中的生态功能研究
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批准号:30870087
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2008
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负责人:郭良栋
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依托单位:
青藏高原丛枝菌根真菌分类研究
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批准号:30470006
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项目类别:面上项目
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资助金额:18.0万元
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批准年份:2004
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负责人:郭良栋
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依托单位:
北京东灵山主要阔叶树内生真菌研究
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批准号:30370006
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项目类别:面上项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2003
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负责人:郭良栋
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依托单位:
中国松属内生真菌研究
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批准号:30070018
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项目类别:面上项目
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资助金额:15.0万元
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批准年份:2000
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负责人:郭良栋
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依托单位:
国内基金
海外基金