油杉属(Keteleeria)植物外生菌根真菌多样性、群落组成及其影响因素研究

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外生菌根(ectomycorrhiza,ECM)是植物根系与ECM真菌形成的互惠共生体,广泛影响着森林生态系统。油杉属(Keteleeria Carrière)植物属于松科(Pinaceae)植物,是东南亚和东亚特有的孑遗植物,有十分重要的经济价值和生态学价值,但是其大部分天然种群正在衰退。ECM真菌可以提高幼苗存活率,有助于植物的种群恢复。本文以江南油杉(K fortunei var.cyclolepis)和铁坚油杉(K.davidiana)为研究对象,使用分子生物学方法对其ECM真菌的物种组成进行考察。在此基础上结合前人研究油杉(K.fortunei)和云南油杉(K.evelyniana)的数据,利用多种统计分析方法对ECM真菌群落组成差异影响因素进行分析。研究结果如下:1.江南油杉和铁坚油杉的ECM真菌多样性共计获得551条ECM真菌序列,其中江南油杉有364条序列,铁坚油杉有187条序列,归属于100个OTUs(以97%为阈值划分),隶属于担子菌门(84个OTUs)和子囊菌门(16个OTUs)。其中与江南油杉共生的ECM真菌有72个OTUs,与铁坚油杉共生的有46个OTUs。在演化支系(lineages)水平上,89个OTU隶属于22个支系,另外11个OTUs的演化支系未能确定。红菇属(Russula)是最重要的优势属,重要值为70.72%。该属共有185条序列,相对多度为55.06%,频度为92.86%。空团菌属(Cenococcum)和棉革菌属(Tomentella)也是较为重要的属,其重要值分别为33.18%和37.98%。各采样点的ECM真菌群落之间有不同程度的相似性和差异性,红菇属、棉革菌属、空团菌属、腊壳菌属(Sebacina)、威氏盘菌属(Wilcoxina)等属是塑造这种差异的主要因素。2.油杉属ECM真菌的组成和差异通过对云南、贵州、广西、广东、福建、湖北、四川等地共计36个样地ECM真菌序列整合,共获得1606条ECM真菌序列,归属于222个OTUs,隶属于23个支系。其中/russula-lactarius的OTU数量最多(67个OTUs),油杉属植物共生真菌的优势类群;/boletus含有的属的数量最多(7个属)。结合地理分布和ITS序列鉴定结果,油杉属植物分为东、西两个大组。共有23个支系与东、西两组宿主植物共生,东组有18个支系,独有2个支系,分别是/pisolithus-scleroderma和/albatrellus;西组有21个支系,其中独有5个支系,分别是/cortinarius、/hebeloma-alnicola、/marcelleina-peziza gerardii、/pseudotomentella、/tricholoma。统计分析显示,东组物种多样性(155个OTUs)要比西组丰富(125个OTUs),两组差异显著(P=0.048)。本研究通过计算物种替换指数、丰富度差异指数、Jaccard指数等,发现采样点之间的物种替换指数均值大于丰富度指数均值,表明采样点之间ECM真菌群落组成差异的主要表现形式为物种替换。3.样点ECM真菌群落组成差异的影响因素分析海拔(P=2.00E-04)、年均温(P=1.00E-04)、年降水量(P=1.00E-04)、土壤钾(P=0.0267)、土壤镁(P=9e-04)、第四季度NDVI(P=0.0015)、经度(P=0.0148)、宿主植物遗传距离(P=0.0488)对各采样点的ECM真菌群落组成影响显著。这些解释变量共解释16%,其中环境(年均温、年降水量、经度、海拔)总共解释15%,独自解释4%。土壤(土壤钾、土壤镁)总共解释11%,独自解释2%。宿主植物遗传距离总共解释8%,独自解释1%。第四季度NDVI总共解释6%,独自解释3%。未解释变量为84%。
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