丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌是陆地生态系统中一类重要的土壤微生物,广泛分布于各种生态系统中,能够与90%以上的陆地植物根系形成菌根共生体。AM真菌不仅能有效促进植物对矿质营养元素的吸收,减轻植物的非生物胁迫,而且对生态系统中植被演替及恢复起着重要作用。本研究以贵州省六盘水大河煤矿煤矸石山不同种植年限的香根草(Vetiveria zizanioides L.)群落为研究对象,采用染色镜检、形态学和分子生物学相结合的方法,对不同种植年限(6 a、10 a、14 a和17 a)的香根草AM真菌侵染状况和群落多样性进行研究,并分析了香根草AM真菌侵染状况、群落结构与季节、种植年限和土壤理化性质之间的关系。在此基础上,通过室内盆栽试验研究了在煤矸石基质中,接种不同AM真菌对香根草生长、光合作用、抗氧化酶、可溶性蛋白含量及重金属元素吸收的影响。主要研究结果如下:(1)通过形态学鉴定,从4个不同种植年限的香根草根际土中共分离出AM真菌6属48种,其中球囊霉属(Glomus)数量最多达28种,占总数的58%;其次是无梗囊霉属(Acaulospora)12种,占总数的25%;再次是盾巨孢囊属(Scutellospora)5种,占总数的10%,其他属各为1种,占总数的2%。球囊霉属和无梗囊霉属为本研究的优势属。在种植年限10 a时,均匀度、Shannon指数和Simpson指数均达最大值,种植年限与物种丰度呈极显著正相关关系(P<0.01)。(2)通过染色镜检发现,香根草根系能与AM真菌建立良好的互利共生关系,形成丛枝菌根结构。香根草根系AM侵染率为48.66～77.65%,其随种植年限的增加呈先升高后下降的趋势。土壤孢子密度为104.33～496.67个/10 g土,且随种植年限的增加呈先减少后增多的趋势。(3)相关分析表明:孢子密度与土壤速效钾和p H呈极显著正相关关系(P<0.01),与土壤有机质、全氮和全磷呈极显著负相关关系(P<0.01)。侵染率与土壤有机质、全氮和p H呈显著正相关(P<0.05),与全钾呈显著负相关关系(P<0.05)。(4)通过高通量测序,从香根草根际土和根系样品中共得到295个AM真菌OTUs,其中根际土有258个OTUs,根系有175个OUTs,属于Acaulospora、Dominikia、Diversispora、Funneliformis、Glomus、Paraglomus、Rhizophagus、Septoglomus、Scutellospora和unidentified＿Glomeromycota。根际土和根系AM真菌群落组成存在差异,季节和种植年限对根际土和根系AM真菌群落组成均具有显著影响。Spearman相关性分析表明,根系样品中的ACE指数与全氮和p H呈显著负相关关系(P<0.05),而与全钾呈极显著正相关关系(P<0.01);根际土样品的Shannon指数与p H呈显著负相关关系(P<0.05)。RDA分析表明,在根际土中,p H对AMF群落多样性影响最显著;在根系中,速效磷和全磷对根系AMF群落多样性影响最显著。(5)盆栽试验结果表明,在4种接种Glomus versiforme(G.v)、Glomus etunicatum(G.e)、Glomus mosseae(G.m)、Acauloapora scrobiculata(A.s)处理的香根草根系中均观察到菌根结构,且有较高的侵染率(42.22～71.11%)。4种接种处理均不同程度增加了香根草叶绿素和可溶性蛋白含量、POD和SOD活性,降低了MDA含量。与对照CK处理相比,接种G.m处理的香根草地下及地上生物量分别增加159.37%和118.93%,4种接种处理均降低了香根草地下部重金属Cr、Cu、Zn、Cd和Pb浓度,而增加了地上部重金属Cr、Cu、Zn、Cd和Pb浓度。