全 文 :、 [收稿日期] 2015-04-06;2015-10-06修回
[基金项目] 江西省科技支撑计划项目“铜尾矿的草-苔藓-藻类联合修复技术”(20112BBG70008)
[作者简介] 肖春玲(1962-),女,教授,从事土壤微生物学研究。E-mail:xiaochunling@jgsu.edu.cn
[文章编号]1001-3601(2015)10-0567-0116-03
大狼把草入侵对土壤可培养真菌多样性的影响
肖春玲,王安萍,宋勇生,邹小明
(井冈山大学 生命科学学院,江西 吉安343009)
[摘 要]为有效控制和防治大狼把草(Bidens frondosa)入侵危害提供理论依据,采用涂布平板分离
法,对井冈山大学校园内及周边的入侵区、绿化区以及耕作区土壤真菌进行分离、鉴定。结果表明:入侵区的
土壤真菌数量为1 205CFU/g,分别是绿化区和耕作区的2.24倍和2.30倍。3个样区共分离出真菌17个
属,入侵区的优势类群依次为青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergillus)、毛霉属(Mucor)和木霉属(Tri-
choderma);3个样区土壤真菌的群落相似性指数属极相似和中等相似水平,土壤真菌的多样性差异不显著。
从土壤真菌的角度分析,大狼把草向未入侵区扩散蔓延的可能性较大。
[关键词]大狼把草;入侵性;土壤;真菌多样性
[中图分类号]S154.;S43-30 [文献标识码]A
Efect of Bidens frondosaInvasion on Soil Culturable Fungal Diversity
XIAO Chunling,WANG Anping,SONG Yongsheng,ZOU Xiaoming
(School of Life Sciences,Jinggangshan University,Jian,Jiangxi 343009,China)
Abstract:In order to provide the theoretical basis for effective control and prevention in the invasion
danger of B.frondosa,the authors used the spread plate method to isolate,separate and preliminarily
identify the soil fungi of the selected three sample regions(invaded area,green area and farming area).
Results:The amount of soil fungi in invaded area is 1 205CFU/g,which is 2.24times of green area and
2.30times of farming area.17genera of fungi are isolated in the three sample regions,dominant groups
are Penicillium,Aspergillus,Mucor and Trichoderma.According to the similarity index analysis,the
similarity index of soil fungal communities in the three sample regions belongs to very similar level and
medium similar level,the diversity of soil fungi is not significant.From the point of view of soil fungi,
B.frondosais more likely to spread to the un-invaded area.
Key words:Bidens frondosa;invasiveness;soil;fungal diversity
在生物入侵危害中,因植物入侵造成的损失相
当严重。据国家环保总局的调查结果显示,外来植
物入侵每年给我国造成的直接经济损失达198.9亿
元,间接经济损失达1 000.17亿元,总计约占国内
生产总值的1.36%[1]。大狼把草(Bidens frondo-
sa)俗名接力草,为菊科鬼针草属的一年生草本植
物,原产于北美洲,现几乎遍及全国各地,在路边、荒
草地及水沟旁均有分布,并可入侵缺水的稻田,有扩
散并危害水稻产区的趋势[2]。土壤微生物是土壤生
态系统的重要成员,其多样性对土壤环境的指示、土
壤生态系统的维持及土壤肥力等均有重要作用。入
侵植物对入侵地土壤生态系统的影响已成为外来入
侵的重要机制之一,受到越来越多的关注[3-5]。目
前,国内外对大狼把草的研究主要集中在生物学特
性、化学成分、药理活性和污染物的净化等方面,而
关于其入侵土壤的微生物机理及防治方面的研究较
少[6-7]。为此,笔者于2014年以大狼把草入侵地土
壤真菌为研究对象,采用分离纯化培养技术,分析大
狼把草对入侵地土壤真菌多样性的影响,以期为控
制和防治其入侵危害提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于江西省吉安市青原区井冈山大学校
园及周边(27°06′31″~27°07′33″N,115°01′08″~
115°02′05″E),属亚热带季风湿润性气候。四季分
明,无霜期长,年均气温为17.1~18.6℃,年均降水
量为1 487mm,土壤类型为酸性红壤,入侵样地大
狼把草占绝对优势,主要伴生植物有鸡眼草(Kum-
merowia striata)、狗牙根(Cynodon dactylon)、马唐
(Digitaria sanguinalis)和小飞蓬(Conyza cana-
densis)等。
1.2 供试材料
1.2.1 土壤样品 供试土壤样品取自井冈山大学
校园内及周边菜地。其中,校园内大狼把草覆盖度
高的区域为入侵区,马尼拉草坪为绿化区,校园周边
的菜地为耕作区,3个样区略呈等边三角形。分别
在3个样区沿对角线各选取5个样方,每个样方大
贵州农业科学 2015,43(10):116~118
Guizhou Agricultural Sciences
小为1m×1m,随机钻洞9个,取表土下5~20cm
深度的土壤样品适量,去杂后混合装入无菌袋中,带
回实验室进行土壤真菌的分离和培养[8]。
1.2.2 PDA培养基 去皮马铃薯200g,蔗糖20
g,琼脂18g,水1 000mL,pH 自然(每100mL培
养基中加入1mL乳酸)。
1.3 土壤真菌的分离与数量测定
采取涂布平板法,对每个样方的土壤样品进行
真菌的分离及纯化。具体操作:准确称取10g土样
置于盛有90mL无菌水的锥形瓶中,充分振荡混
匀。静置后取1mL土壤悬液置于装有9mL无菌
水的试管中进行一系列倍比稀释,取10-1、10-2和
10-33个稀释度涂布平板,每个稀释度3次重复,然
后置28℃恒温培养3~5d,待长出菌落后参照文献
[9]的方法进行计数。
1.4 土壤真菌的观察与初步鉴定
在纯化培养5~10d后,肉眼观察分离获得的
每个真菌菌落特征,显微观察其菌丝体、子实体、孢
子梗和无性孢子等形态特征。根据所观察的真菌形
态学特征,参考真菌鉴定手册[10-11]进行土壤真菌种
类的初步鉴定。
1.5 数据处理与分析
采用物种个体数量(N)、物种数(S)、Pielou的
均匀度指数(J′)、Margalef丰富度指数(E)、Shan-
non-wiener的多样性指数(H′)、Jaccard相似性指
数(Cj)对土壤真菌群落结构特征进行分析[12-13]。根
据Jaccard的相似性指数原理,当Cj为0~0.25时,
为极不相似;Cj为0.25~0.50时,为中等不相似;Cj
为0.50~0.75时,为中等相似;Cj为0.75~1.00
时,为极相似。
J′=H′/lnS
E=(S-1)/lnN
H′=-ΣPilnPi
Cj=j/(a+b-j)
式中,Pi=ni/N,为第i种占总个体数N 的比
例;a,b分别为2种生境类型中的物种数,j为2种
生境类型中共有的物种数。
2 结果与分析
2.1 3个样区土壤真菌群落的组成
根据菌落计数规则计算出入侵区土壤真菌的数
量为1 205CFU/g,绿化区土壤真菌的数量为537
CFU/g,耕作区土壤真菌的数量为523CFU/g,入
侵区土壤真菌的数量分别是绿化区和耕作区的2.24
倍和2.30倍。从表1可知:参考真菌鉴定手册,初步
鉴定出各样区真菌分属17个属,其中,入侵区的优势
类群依次为青霉属、曲霉属、毛霉属和木霉属,入侵区
稀有类群依次为红酵母属、绵霉属和毛核菌属。
表1 3个样区土壤真菌群落的组成
Table 1 Community composition of three sampie region soil fungal
属名\菌落数
Generic name\colony count
入侵区
Invaded area
绿化区
Green area
耕作区
Farming area
青霉属★Penicillium 277 163 150
曲霉属★ Aspergillus 197 80 107
毛霉属★ Mucor 163 63 57
根霉属Rhizopus 107 20 23
木霉属★ Trichoderma 153 27 23
镰孢菌属Fusarium 30 13 13
枝孢属Acremonium 17 0 7
毛核菌属◆Chaetomium 10 10 3
腐质菌属 Humicola 0 0 27
交链孢属Alternaria 17 0 0
小克银汉霉属Cunninghamella 41 22 0
链格孢属Alternaria 65 39 47
脉孢菌属 Neurospora 24 7 0
拟青霉属Paecilomyces 38 43 25
绵霉属◆ Achlya 6 3 0
丝垫半壳孢属Gloeodes 26 0 0
红酵母属◆Rhodotorula 4 35 23
未定属In genera 30 12 18
属数 Number of genera 16 13 12
菌落总数Total number of colonies 1205 537 523
注:★代表入侵区优势类群,◆代表入侵区稀有类群。
Note:★ behalf the invaded area dominant groups,◆behalf the invaded area rare groups.
表2 3个样区土壤真菌群落的多样性
Table 2 Community diversity of soil fungi of three sample region
样区
Sample regions
属数
S
菌落总数
N
多样性指数
H′
均匀度指数
J′
丰富度指数
E
入侵区Invaded area 16 1 205 2.221 3 0.801 2 2.114 4
绿化区 Green area 13 537 2.121 1 0.827 0 1.909 0
耕作区Farming area 12 523 2.030 6 0.817 2 1.757 3
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肖春玲 等 大狼把草入侵对土壤可培养真菌多样性的影响
XIAO Chunling et al Effect of Bidens frondosaInvasion on Soil Culturable Fungal Diversity
2.2 3个样区土壤真菌的群落多样性
从表2可知:3个样区土壤真菌的群落多样性
存在差异但不显著。多样性指数以入侵区最高,为
2.221 3;耕作区最低,为2.030 6。均匀度指数以绿
化区最高,为0.827 0;入侵区最低,为0.801 2。丰
富度指数以入侵区最高,为2.114 4;耕作区最低,为
1.757 3。入侵区与绿化区真菌的群落相似性系数
为0.812 5,处于极相似水平;入侵区与耕作区、绿化
区与耕作区真菌的群落相似性系数分别为0.647 1
和0.666 7,处于中等相似水平。
3 结论与讨论
1)大狼把草入侵区的土壤真菌数量为1 205
CFU/g,分别是绿化区的2.24倍和耕作区的2.30
倍。3个样区共分离出真菌17个属,入侵区的优势
类群依次为青霉属、曲霉属、毛霉属和木霉属,而稀
有类群依次为红酵母属、绵霉属和毛核菌属。通过
对土壤真菌的物种多样性指数和相似性指数分析,
3个样区土壤真菌的群落相似性指数属于极相似和
中等相似水平,土壤真菌的多样性差异不显著。从
土壤真菌的角度分析,大狼把草向未入侵区扩散蔓
延的可能性较大。
2)大狼把草的根际土壤环境是一个动态和复
杂的有机整体,受到土壤类型、理化性质、生长状况
及气象因素等多方面影响,同时也影响土壤微生物
的种类、数量及其分布规律。本研究从土壤真菌多
样性的角度进行探讨,其结果与学者目前提出的外
来入侵植物自我促进式的土壤微生物学机制基本相
符[14-15]。为了使研究结果和实际状况更为接近,还
应进行更系统的全面研究,如从气候因子、土壤理化
性质、土壤细菌多样性等深入分析大狼把草入侵的
机制[16]。
[参 考 文 献]
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(责任编辑:王 海
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