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铝矿石精炼后产生的废渣土中恶劣的物化性质和生物学特性使得在上面建立可持续发展的植被覆盖成为了全球性的极大挑战。根际微生物的定植和作用,尤其是微生物的共生作用可能是植物存活的关键。AM真菌是普遍存在的土壤微生物,对所有生物多样性,生物生产力和陆地生态系统的稳定性发挥了重要的作用。了解铝矿废渣修复系统和参考模型——海岸沙丘生态系统中AM真菌的多样性,可用于评价铝矿废渣土的修复成效。
本研究分别运用了基于显微观察的形态学鉴定和基于nested PCR的分子生物学鉴定的两种方法,研究了西澳大利亚海岸生态系统中植物Acacia cochlearis和Olearia axillaris根际AM真菌的群落组成和相对丰度。然后通过检测AM真菌形态型的相对丰度和碱性磷酸酶活性的变化,评价铝矿废渣土和修复土对海岸生态系统中A.cochlearis根际AM真菌多样性和侵染活力的影响。最后,结合T-RFLP和系统发育分析,对位于Kwinana和Pinjarra两地的已修复1年、4年和6年的铝矿废渣土中AM真菌群落组成和分布进行了分析。
在海岸生态系统中总共检测到25个AM真菌种系型,分别归属于Glomus,Archaeospora,Scutellospora3个属,而在位于上述两个地方的铝矿废渣修复系统中却只检测到6个种系型,而且都是Glomus属的。海岸生态系统中所发现的AM真菌群落具有空间异质性和季节波动性。通过对核糖体rDNA的分析得到的AM真菌优势属的相对丰度与形态学分析结果不一致。从形态学结果得知,Glomus属是海岸生态系统中的优势属。随着修复年限的增长,Kwinana中的AM真菌群落结构有了显著的变化,而且与Pinjarra的不相同。在Kwinana修复了1年的铝矿废渣土中只检测到一种与Glomus mosseae相似的种系型。未修复的铝矿废渣土掺入到海岸沙土中,严重地影响了AM真菌对植物的侵染,而已修复的铝矿废渣土对其影响较小。加大铝矿废渣土的掺入比例减弱了AM真菌碱性磷酸酶的活性。相对于Archaeospora属的AM真菌,Glomus属对废渣土的掺入较不敏感,这可能也是铝矿废渣修复系统只检测到Glomus属的潜在原因之一。
总言之,要建立可持续发展的植被覆盖来修复铝矿废渣土,尽快恢复微生物生态系统以及微生物与植物之间的关系是当务之急。