课题基金 / 基金详情

石漠化地区AM真菌促进桑树根系摄取土壤氮的调控机制

批准号:
32060377
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
36.0 万元
负责人:
邢丹
依托单位:
学科分类:
经济林学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
邢丹

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
石漠化地区植被恢复受N限制,AM真菌促进桑树吸收N,但调控机制不明晰。本项目研究接种处理下土壤团聚体粒级及有机N初级矿化速率差异特征,探讨各粒级酶活性、微生物量碳氮变化对有机N矿化贡献率,揭示AM真菌提高供氮潜力促进氮吸收的团聚体调控机制;借助根系监测系统和非损伤微测技术观测根系分布及其对NO3-和NH4+吸收变化,分析根系N代谢关键限速酶活性与N吸收速率关系,探讨AM真菌通过改变根系分布比例及N代谢酶活性对根系获取N的调控机制;基于15N同位素示踪技术分析AM真菌对根系15NO3-和15NH4+吸收影响,利用宏基因组测序分析根内外微生物群落变化,并预测分析根系微生物功能,厘清与N代谢之间关系,揭示AM真菌诱导“选择招募”氮代谢微生物提高吸收利用N的调控机制。研究成果将深化和丰富石漠化环境中有限N资源高效利用理论知识,为研发高效植被恢复菌根技术提供支撑,具有较高理论研究价值和现实意义。
英文摘要
Vegetation restoration is restricted by N in rocky desertification areas. Arbuscular mycorrhizal fungi promote mulberry trees to absorb N, but the regulatory mechanism is unclear. This project studied the difference characteristics of soil aggregate and primary mineralization rate of organic N under inoculation treatment,and discussed the contribution rate of enzyme activity of soil aggregate and the change of carbon and nitrogen of microbial biomass to the mineralization of organic N, and revealed the regulation mechanism of the aggregate by AM fungi to improve nitrogen supply potential and promote nitrogen absorption.Then,the root distribution and its absorption of NO3- and NH4+ were observed with the help of root monitoring system and non-invasive micro-test technology. The relationship between the activity of key rate-limiting enzyme of N metabolism and the absorption rate of N was analyzed.Last,the effects of arbuscular mycorrhizal fungi on root 15 no3 - and nh4 + absorption are analyzed by 15 N isotope tracer technique, and the changes of root microbial community and function are analyzed by macro genome sequencing,and the relationship between N metabolism and root microbial community are clarified.To increase the absorption of N,arbuscular mycorrhizal fungi induce root to recruit microbes of nitrogen metabolism. The research results will deepen and enrich the theoretical knowledge of efficient utilization of finite N resources in rocky desertification environment, and provide support for the research and development of efficient mycorrhizal technology for vegetation restoration, which has high theoretical research value and practical significance.
石漠化地区土壤氮有效性对造林植物生长至关重要,丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza,AM)真菌与大多数植物形成菌根共生体,可有效提高宿主植物获取氮,但 AM 真菌对植物根系摄取土壤N的调控机制尚不清晰。为此,本研究以石漠化地区适生桑树为例,探讨桑树接种AM真菌后,土壤氮形态、氮矿化、酶活性、团聚体、微生物、球囊霉素,以及桑树氮累积、根系分布、根系微生物等有何变化,从土壤供氮潜力、根系构型、微生物角度探讨 AM 真菌对桑树根系氮累积的调控机制。获得如下结果:.⑴桑树接种AM真菌后,土壤团聚体不同粒径组成比例发生改变,土壤脲酶提高267.8%-862.7%,球囊霉素提高1.89%-17.16%,土壤矿化速率提高21.28%-60.22%进而提高土壤供氮潜力。.⑵接种AM真菌促进桑树根系生长发育,其中根系长度增加10.9%-61.7%,根系体积增加0.8%-54.7%,根系总表面积增加15.9%-47.8%。桑树氮利用效率提高了14.76%-26.52%,主要是根系长度和连接数等正向改变有利于植物氮利用效率提升。.⑶接种AM真菌后,剖面土壤有机碳增加0.93%-5.00%,土壤总氮降低1.49%-9.48%;土壤细菌和古菌群落Shannon多样性指数增加,但真菌多样性降低;显著降低了细菌 Chloroflexi 和 Gemmatimonadetes 的丰度,但显著提高了Bacteroidetes、Actinobacteria 和 Acidobacteria 的丰度;土壤优势菌为Euryarchaeota、Proteobacteria和Mucoromycota;土壤氮循环相关微生物与功能基因发生显著变化,土壤氨单加氧酶基因丰度随土壤深度增加而增加,增加了DNRA丰度,与固氮作用相关的细菌丰度亦显著增加。.⑷接种AM真菌后,桑树根系氮吸收增加11.9%-28.4%;根系细菌Cellvibrio和Flavobacterium的丰度显著降低,Allorhhizobium和Bacillus丰度增加;对参与氮代谢微生物分析发现,反硝化菌Sphingomonas和Flavobacterium在0-10cm和20-30cm均表现出显著的降低,硝化菌Nitrosomonadaceae总体呈增加趋势,固氮细菌Arthrobacter丰度增加。
石漠化地区丛枝菌根真菌诱导桑树富集鞘氨醇单胞菌的关键分泌物及其协同驱动机制研究
  • 批准号:
    32560405
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    32.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    邢丹
  • 依托单位:
石漠化地区桑树丛枝菌根真菌对宿主根系吸水的促进作用
  • 批准号:
    31460225
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    48.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    邢丹
  • 依托单位:
国内基金
海外基金