荒漠地衣资源及其在荒漠生态恢复中的应用基础研究
Basic research on desert lichen resource and their application in desert ecological restoration
魏鑫丽^1*   王延延¹   钱旭^{1, 2}   惠继任¹   魏江春^{1, 2}
（1中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室 北京 100101；2中国科学院大学生命科学学院 北京100049；*通讯作者，E-mail：weixl@im.ac.cn）

摘  要：土地荒漠化是全球生态问题。荒漠地区气候干旱、土壤贫乏，维管植物覆盖率低，而生物土壤结皮独具优势。生物土壤结皮覆盖了全球70%的干旱和半干旱地区，由蓝细菌、藻类、地衣、微型真菌、苔藓组成，其中地衣在促进营养循环和改善土壤的物理稳定性等方面发挥着关键作用。本研究团队以实施“沙漠生物地毯”工程为目标，围绕地衣开展了长期的资源调查及应用于荒漠生态恢复的系统研究。首先对中国荒漠地衣物种组成及其资源进行了系统调查，并对地衣共生菌藻进行了分离培养及其资源储备；其次选取了荒漠地衣常见种，测定其光合速率，估算其年固碳量，对其共生菌藻在干旱等逆境条件下的生理极限进行研究，探究影响地衣共生稳态维持的关键因素和地衣体形成的分子机制，并基于基因组和转录组测序，获取关键抗旱基因信息，通过转基因技术改良可应用于“沙漠生物地毯”工程的植物。截至目前，研究团队已初步掌握中国荒漠地衣物种组成信息，构建了荒漠地衣菌藻种质资源库；获取了常见地衣的固碳信息；改良了促进人工地衣结皮生长及形成的条件；揭示了地衣共生形成的关键生态及分子机制。本研究团队研发的地衣人工培养物应用于野外沙地后，可显著增加土壤结皮厚度和土壤硬度，短期内快速改善沙质土壤肥力；通过转基因技术实现了抗旱基因的跨界转移，获得荒漠地衣共生菌抗旱基因的匍匐翦股颖和紫花苜蓿表现出良好的抗旱性状，有望成为实施“沙漠生物地毯”工程中除地衣结皮之外的有益补充。综上，本研究团队开展的地衣结皮人工构建，辅以地衣抗旱基因转植物，为在干旱、半干旱荒漠地区实施“沙漠生物地毯”工程促进荒漠生态恢复奠定了重要基础。
关键词：地衣；生物土壤结皮；共生；荒漠生态恢复
 

地衣；生物土壤结皮；共生；荒漠生态恢复