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科学通报 2025年第11期70卷 1601-1611页

作者：陈焘巴德木其其格董鑫张英俊兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州730020 兰州大学草地微生物研究中心兰州730020 兰州大学草地农业科技学院兰州730020 中国农业大学草业科学与技术学院北京100193 中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心北京100055

微生物是土壤中最活跃的组分,对外界干扰响应敏感,因此常作为评价土壤生态系统功能和健康的重要指标.尽管国内外已有不少研究探讨了放牧对土壤微生物的影响,但是其影响在不同草原类型如何变化及其变化机制尚不清楚.本研究以中国北方草... 详细信息

微生物是土壤中最活跃的组分,对外界干扰响应敏感,因此常作为评价土壤生态系统功能和健康的重要指标.尽管国内外已有不少研究探讨了放牧对土壤微生物的影响,但是其影响在不同草原类型如何变化及其变化机制尚不清楚.本研究以中国北方草甸草原、典型草原、高寒草甸以及荒漠草原为研究对象,比较了不同类型草原重度放牧对土壤微生物群落组成和多样性的影响及驱动因素.结果表明,在同一草原类型下,与对照相比重度放牧对土壤细菌和真菌群落α多样性和β多样性影响均不显著,但是不同草原类型之间细菌和真菌α多样性和β多样性存在显著差异.其中,草甸草原土壤细菌ASV丰富度和香农多样性均显著高于其他三种草原类型.高寒草甸的土壤真菌α多样性最高,其真菌ASV丰富度显著高于草甸草原和荒漠草原,其真菌香农多样性显著高于典型草原.典型草原和草甸草原的细菌和真菌群落结构相似,与荒漠草原和高寒草甸差异较大.不同草原类型土壤细菌和真菌α多样性和β多样性的关键驱动因子不同.土壤有机碳、碳氮比、速效磷、硝态氮以及地下生物量是影响草原土壤细菌α多样性的重要驱动因子.土壤硝态氮、总氮、pH、速效磷,以及地上生物量是影响草原土壤真菌α多样性的重要驱动因子.土壤有机碳、地下生物量和总氮是影响草原土壤细菌β多样性的重要驱动因子.土壤有机碳和速效氮是影响草原土壤真菌β多样性的重要驱动因子.本研究比较了不同类型草原重度放牧对土壤微生物群落多样性的影响,揭示了不同类型草原土壤微生物多样性的关键驱动因素,为天然草原的管理以及退化草地的恢复提供了理论依据.

关键词：草原类型放牧土壤微生物 α多样性 β多样性

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土壤水分影响青藏高原东部高寒草地植物群落特征及生态系统多功能性

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生态学杂志 2024年第1期43卷 1-7页

作者：马建国朱怀德李玉满杨小倩姚梦凡杨振辉王晓波草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室草地微生物中心草地农业科技学院兰州大学兰州730020

环境变化改变了草地植物群落空间格局的形成和演替,对青藏高原生物多样性和生态系统功能产生了深远影响。植物群落随环境变化在空间上呈现规律性变化,但植物群落特征在空间上主要受何种环境因素的驱动还存在较大争论。本研究在青藏高原... 详细信息

环境变化改变了草地植物群落空间格局的形成和演替,对青藏高原生物多样性和生态系统功能产生了深远影响。植物群落随环境变化在空间上呈现规律性变化,但植物群落特征在空间上主要受何种环境因素的驱动还存在较大争论。本研究在青藏高原东部自西向东调查了不同土壤因素在空间上对植物群落特征的重要性以及植物群落对这些因素的敏感性,并评估了影响生态系统多功能性的关键土壤因子。结果表明:土壤因子对植物群落的重要性及其敏感性存在差异,相比其他土壤因子,土壤水分对不同植物群落指标均具有显著的重要性(P<0.05),并且植物群落特征对土壤水分也有很强的敏感性(P<0.05);土壤水分与生态系统多功能性呈显著的非线性递增关系(P<0.05)。该研究表明,土壤水分对青藏高原东部植物群落具有重要的调控作用,并且这种作用最终可能影响草地生态系统功能。

关键词：植物群落空间分布多功能性青藏高原

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典型黄帚橐吾型退化草地形成过程中土壤和植被特征

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应用生态学报 2023年第8期34卷 2153-2160页

作者：马建国李玉满王树林朱怀德姚梦凡王晓波兰州大学草地农业科技学院草地微生物中心草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州730020

为深入了解典型毒草型退化草地形成的过程,本文对青藏高原原生草地上黄帚橐吾逐渐扩张形成典型毒草型退化草地过程中植被和土壤特征进行研究。结果表明:黄帚橐吾型退化草地形成过程中,黄帚橐吾种群密度、株高、盖度和生物量均增加;相比... 详细信息

为深入了解典型毒草型退化草地形成的过程,本文对青藏高原原生草地上黄帚橐吾逐渐扩张形成典型毒草型退化草地过程中植被和土壤特征进行研究。结果表明:黄帚橐吾型退化草地形成过程中,黄帚橐吾种群密度、株高、盖度和生物量均增加;相比原生草地,退化草地的总地上生物量增加113.9%,土壤全氮、铵态氮、有机碳和速效磷含量分别增加61.0%、77.9%、45.3%和78.8%,土壤微生物生物量碳、氮分别增加42.1%和47.4%,而土壤硝态氮含量和物种丰富度分别减少40.1%和28.5%,除黄帚橐吾以外其他植物的生物量减少45.7%。黄帚橐吾极强的种间抑制能力、形态可塑性、高效的养分蓄积能力和利用效率是其成功扩张的关键,促进了黄帚橐吾型退化草地的形成。

关键词：毒草型退化草地黄帚橐吾青藏高原原生草地

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一种快速检测和定量土壤中尖孢镰刀菌的选择性培养基

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草业科学 2023年第8期40卷 2014-2019页

作者：王泽华王梓方香玲草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/兰州大学草地微生物中心/兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020

尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)是一种土传病原真菌,该菌能够在土壤中长期存活,从根部入侵苜蓿(Medicago sativa)导致病害发生,严重影响苜蓿的产量和品质。为了从土壤中特异性分离尖孢镰刀菌,本文研制出一种高效分离检测该菌的选择性... 详细信息

尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)是一种土传病原真菌,该菌能够在土壤中长期存活,从根部入侵苜蓿(Medicago sativa)导致病害发生,严重影响苜蓿的产量和品质。为了从土壤中特异性分离尖孢镰刀菌,本文研制出一种高效分离检测该菌的选择性培养基,该培养基能够从发病植株根围土中选择性分离尖孢镰刀菌菌株。经形态学以及ITS和TEF双位点基因序列分析鉴定,分离得到的菌株为尖孢镰刀菌,且不同孢子浓度的带菌土壤中,该菌平均分离率达到79.3%。尖孢镰刀菌在该培养基上生长初期菌落呈白色圆形且菌丝质密;后期菌丝呈松散绒毛状,菌丝较短,菌落边缘有锯齿状缺口,菌落中心呈淡黄色。本研究的选择性培养基能够从土壤中高效分离尖孢镰刀菌并进行定量,为研究土传病害的发生规律和监测预警提供了基础。

关键词：尖孢镰刀菌土传病原真菌苜蓿选择性培养基检测和定量

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尖孢镰刀菌苜蓿专化型厚垣孢子的诱导形成方法及萌发特性

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草业学报 2024年第7期33卷 130-141页

作者：方香玲许世洋南志标兰州大学草地微生物研究中心草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020

厚垣孢子是尖孢镰刀菌在土壤中的主要存活结构,土壤中厚垣孢子的数量及萌发状况,直接影响着病害的发生及其严重度。首先通过研究合成低营养琼脂(SNA)和SNA加滤纸片(SNAF)培养基以及不同浓度葡萄糖和碳酸镁的双盐溶液(KH_(2)PO_(4)和MgSO... 详细信息

厚垣孢子是尖孢镰刀菌在土壤中的主要存活结构,土壤中厚垣孢子的数量及萌发状况,直接影响着病害的发生及其严重度。首先通过研究合成低营养琼脂(SNA)和SNA加滤纸片(SNAF)培养基以及不同浓度葡萄糖和碳酸镁的双盐溶液(KH_(2)PO_(4)和MgSO_(4)·7H_(2)O)中厚垣孢子的形成,建立苜蓿专化型菌株厚垣孢子的诱导形成方法并进行验证,然后研究不同碳源和氮源对厚垣孢子萌发的影响。菌株T6和T9在2 mg·L^(-1)葡萄糖的双盐溶液中静置培养7 d时形成大量的厚垣孢子,分别为4.2×10^(5)和5.1×10^(5)个·mL^(-1);且静置培养时的厚垣孢子数量均高于振荡培养时的数量,分别为4.2和2.8倍。不同苜蓿专化型菌株经双盐溶液诱导后,都在培养7 d时形成大量厚垣孢子,且培养前7 d时数量都快速增加,7 d时的均值为3 d时的2.3倍;而培养14和21 d时数量增加较慢,21 d时的均值仅为7 d时的1.2倍。对厚垣孢子萌发及芽管生长促进作用较大的碳源和氮源分别为葡萄糖和氯化铵,促进作用较小的碳源和氮源分别为乳糖和尿素。结果表明尖孢镰刀菌苜蓿专化型菌株厚垣孢子的形成需要微量的碳源和低氧环境,且厚垣孢子的萌发及生长需要适宜的碳源和氮源,可从控制病原菌初侵染源角度为苜蓿土传病害的绿色防控提供新思路。

关键词：尖孢镰刀菌土传病原真菌存活结构初侵染源厚垣孢子

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土壤氢肥效应的微生物学机制

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应用生态学报 2024年第9期35卷 2382-2391页

作者：冯清山毛勤江马建国李玉满杨小倩鲁星鑫王晓波草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州730000 兰州大学草地农业科技学院兰州730020 兰州大学草地微生物研究中心兰州730000

长期以来,豆科与非豆科作物间作、轮作因可以在减少氮肥施用的同时增加作物产量,是农田生态系统普遍采用的一项重要管理措施。当前,对这一管理方式减肥增效的解释主要集中在豆科对非豆科植物氮(N)磷(P)等养分供应的提高、土壤空间异质... 详细信息

长期以来,豆科与非豆科作物间作、轮作因可以在减少氮肥施用的同时增加作物产量,是农田生态系统普遍采用的一项重要管理措施。当前,对这一管理方式减肥增效的解释主要集中在豆科对非豆科植物氮(N)磷(P)等养分供应的提高、土壤空间异质性增大导致的养分空间利用效率的提高以及土壤结构和抗病性的改善等方面。然而,这些现有理论还无法完全解释豆科与非豆科作物间作、轮作的增产效益。豆科植物根瘤固氮过程会释放大量副产物氢气(H_(2)),这些H_(2)可在豆科植物根瘤附近土壤中大量富集,但人们却很少在其土壤表面监测到H_(2)的流失。研究发现,根瘤固氮释放的H_(2)可被氢氧化细菌(HOB)迅速吸收利用(以H_(2)作为电子供体通过氧化还原反应同化固定CO_(2)合成细胞物质)并对植物生长产生促进作用。然而,人们至今对这种“氢肥效应”产生的生物学机理和生态学过程仍不清楚。本文综述了国内外关于H_(2)诱导的植物促生效应及其产生的微生物学机理,旨在开辟农田生态系统生产力提升新途径,为H_(2)在农业生产中的应用提供科学依据。

关键词：氢气土壤微生物氢氧化细菌根际促生菌土壤过程

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缺氮条件下内生真菌对醉马草生理特性的影响

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草业学报 2024年第7期33卷 182-191页

作者：邓茂桦郑蓉王蓓晨王超刘荣贵张瀚文王政和王剑峰兰州大学草地农业科技学院草地微生物研究中心草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室甘肃兰州730020

氮是植物生长发育阶段必不可少的大量元素之一,内生真菌可以通过与醉马草形成共生体进而影响宿主氮代谢。内生真菌对宿主氮代谢的影响与周围环境氮浓度密切相关。本研究以携带Epichloe gansuensis内生真菌(E+)的醉马草和未携带***内生真... 详细信息

氮是植物生长发育阶段必不可少的大量元素之一,内生真菌可以通过与醉马草形成共生体进而影响宿主氮代谢。内生真菌对宿主氮代谢的影响与周围环境氮浓度密切相关。本研究以携带Epichloe gansuensis内生真菌(E+)的醉马草和未携带***内生真菌(E-)的醉马草为材料,设置低氮(0.01 mmol·L^(-1)N)和正常氮浓度(7.5mmol·L^(-1)N)两种生长条件,对醉马草进行为期6个月的处理,收获试验材料后测定了醉马草的叶片干重,过氧化氢(H_(2)O_(2))含量,丙二醛(MDA)含量等指标并进行分析,主要研究结果如下:1)N营养贫瘠条件下,内生真菌的侵染显著增加了醉马草植株的株高、叶片干重、分蘖数、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)活性、还原性谷胱甘肽(GSH)含量和N含量,显著降低了醉马草植株的MDA和H_(2)O_(2)含量,而对醉马草植株叶片的C和P含量以及C∶N,C∶P,N∶P无显著影响;2)正常N营养条件下,内生真菌的侵染仅显著增加了E+醉马草植株的株高,而对叶片干重、分蘖数、MDA、H_(2)O_(2)含量、GSH和G6PDH活性均无显著影响。综上所述,本研究初步探明了内生真菌的侵染可以通过增加醉马草G6PDH活性和GSH的含量,降低醉马草H_(2)O_(2)和MDA含量,促进氮的吸收,增加了叶片干重和分蘖数,以此改善了醉马草在低氮条件下的生长,而对正常氮营养条件下的植株影响有限。

关键词：醉马草内生真菌氮浓度生理特性

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不同培养条件对尖孢镰刀菌苜蓿专化型分生孢子形成及萌发的影响

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草业科学 2024年第5期41卷 1123-1131页

作者：许世洋方香玲兰州大学草地微生物研究中心/草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020

为明确有利于尖孢镰刀菌苜蓿专化型(Fusarium oxysporum ***,Fom)分生孢子形成及萌发的培养条件,本研究通过十字交叉法测量Fom菌株在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)、合成低营养琼脂(SNA)和羧甲基纤维素钠(CMC)固体培养基培养不同时间的菌落直径... 详细信息

为明确有利于尖孢镰刀菌苜蓿专化型(Fusarium oxysporum ***,Fom)分生孢子形成及萌发的培养条件,本研究通过十字交叉法测量Fom菌株在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)、合成低营养琼脂(SNA)和羧甲基纤维素钠(CMC)固体培养基培养不同时间的菌落直径,并通过镜检法和血球板计数法观测以上不同固体及其液体培养基(不加琼脂)培养不同时间的分生孢子产量、比例,以及不同液体培养基中菌株分生孢子萌发率。结果发现,CMC培养基上菌株生长最快(P<0.05)。PDA培养基培养分生孢子产量最高(P<0.05),固、液体培养基分别为(1.05×10^(6))~(7.63×10^(6))和(5.01×10^(6))~(9.49×10^(6))个·mL^(−1),且小分生孢子比例总体相对较高;CMC培养基上大型分生孢子比例最高(P<0.05),固、液体培养基上分别为0.85%~4.40%、2.32%~5.63%。PDA、SNA液体培养基培养分生孢子萌发率较高,且时间越长萌发率越高,培养48 h时分别可达35.98%、47.32%。由此可见,CMC固体培养基有利于Fom生长,其液体培养基诱导菌株大型分生孢子形成效果较好;PDA液体培养基有利于诱导分生孢子形成,尤其是小分生孢子;SNA液体培养基更利于分生孢子萌发。本研究为防治苜蓿镰刀菌根腐病及有关机理研究提供了前期基础。

关键词：苜蓿根部病害尖孢镰刀菌分生孢子孢子产量孢子萌发率

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氮磷钾营养影响植物根部病害的研究进展

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植物生理学报 2023年第11期59卷 2011-2017页

作者：李思邈庞佳音方香玲草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州大学草地微生物研究中心兰州大学草地农业科技学院兰州730020 西澳大学农业与环境学院澳大利亚珀斯6009

氮、磷、钾是植物生长发育必需的三大营养元素,植物主要通过根系从土壤吸收营养。营养元素缺乏或不合理施肥等会导致植物根部病害的发生,影响植物的养分吸收,从而使植物生长受阻,产量降低。本文从氮、磷、钾这三种元素单独对植物根部病... 详细信息

氮、磷、钾是植物生长发育必需的三大营养元素,植物主要通过根系从土壤吸收营养。营养元素缺乏或不合理施肥等会导致植物根部病害的发生,影响植物的养分吸收,从而使植物生长受阻,产量降低。本文从氮、磷、钾这三种元素单独对植物根部病害的影响、三种元素交互对植物根部病害的影响,以及其影响病害发生的机理方面,总结了氮磷钾营养影响植物根部病害的研究进展,以期从调控营养元素含量和比例角度,为植物根部病害的有效防控提供思路,并为养分高效利用和减轻环境污染提供理论依据。

关键词：氮磷钾营养元素化肥施用根部病害植物抗病性

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不同氮浓度条件下内生真菌对醉马草生长和氮代谢的影响

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草业科学 2024年

作者：李星陆郑蓉邓茂桦王蓓晨刘荣贵王剑峰兰州大学草地农业科技学院草地微生物研究中心草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室

内生真菌甘肃香柱菌（Epichlo? gansuensis）可以通过与宿主植株醉马草（Achnatherum inebrians）结成共生体影响其生长和氮代谢，这种影响同时与植物生长环境的氮浓度密切相关。目前已有对低氮限制条件下甘肃香柱菌对醉马草氮代谢及营... 详细信息

内生真菌甘肃香柱菌（Epichlo? gansuensis）可以通过与宿主植株醉马草（Achnatherum inebrians）结成共生体影响其生长和氮代谢，这种影响同时与植物生长环境的氮浓度密切相关。目前已有对低氮限制条件下甘肃香柱菌对醉马草氮代谢及营养状况作用的报道，但对较高施氮浓度下甘肃香柱菌与醉马草共生作用的相关研究仍不充分。为了解较高施氮浓度条件下内生真菌对醉马草生长和氮代谢的影响，本研究以醉马草为研究对象开展盆栽试验，在植物材料培养期间对醉马草甘肃香柱菌共生体（E+）与不带菌醉马草（E-）分别进行15 mmol·L-1和30 mmol·L-1施氮，并在培养结束后测定其干物质与无机氮离子累计、全氮含量、氮代谢途径关键酶活性和叶绿素水平。结果表明，E+醉马草在15 mmol·L-1施氮浓度下的干重较E-醉马草极显著高78.99%（P<0.01），叶片中铵态氮含量较E-醉马极显著低12.27%（P<0.01），在30 mmol·L-1施氮浓度条件下的根中硝态氮与铵态氮含量较E-醉马草分别极显著低15.56%和18.78%（P<0.01）。甘肃香柱菌增强了E+醉马草在高氮条件下的光合能力和氮利用能力，对其氮分配做出调整，显著减少了E+醉马草在高氮条件下对无机氮离子的富积（P<0.05），从上述多方面帮助醉马草适应高氮环境。本研究为探索醉马草甘肃香柱菌共生体以及更多禾草内生真菌共生体在高氮生境中的生态学功能和在农牧业中的应用价值提供了一定理论依据。

关键词：内生真菌醉马草氮代谢氮浓度

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