秦岭辛家山林区锐齿栎外生菌根真菌多样性

以秦岭辛家山林区锐齿栎为研究对象,通过野外调查结合形态学和分子生物学方法,观察和鉴定与其共生的外生菌根真菌。结果确定了3种子囊菌和48种担子菌,分属于10科14属,其中毛革菌属Tomentella是优势类群,丝伞盖属1 Inocybe 1、Russula persicina、毛革菌属1 Tomentella 1、毛革菌属2 Tomentella 2、块菌属Tuber、绒盖牛肝菌属Xerocomus是常见种,其余都为稀有种。两样地锐齿栎外生菌根真菌除丰富度指数外,Simpson指数、Shannon指数以及Pielou均匀度指数差异不显著;Jaccard相似性指数和Sorenson相似性指数分别为0.1154和0.2069。     

不同衰退等级蒙古沙冬青根内真菌多样性与群落结构

本研究根据沙冬青现有的生长状况,将内蒙古西鄂尔多斯保护区珍稀濒危植物蒙古沙冬青群落分为轻度衰退、中度衰退和重度衰退3个衰退等级,并选取一个未衰退的沙冬青群落作为对照,应用Illumina Hiseq测序平台,对这4个沙冬青群落的植株根内真菌进行高通量测序分析。测序共获得215个真菌的OTU,不同衰退等级沙冬青根内真菌群落结构在门、科、属水平上都有显著差异。Top 10属中的Agaricus、Tomentella、Tricholoma、Fusarium、Inocybe以及Tuber这6个属真菌在所有衰退等级的沙冬青都有分布。不同衰退等级的沙冬青根内都有腐生或寄生真菌和“共生”真菌分布,不同衰退等级两类群的真菌占比不同且呈现出动态变化,随着衰退等级的增加沙冬青根内腐生真菌或寄生真菌与“共生”真菌比例显著增高。土壤有机质与土壤容重具有协同作用,且对Agaricus、Inocybe、Fusarium、Penicillium、Amphinema具有正相关影响,对Tricholoma、Tomentella、Tuber具有负相关影响。     

黑里河和贺兰山自然保护区华北落叶松根区土壤中外生菌根真菌群落

为了解华北落叶松外生菌根（ectomycorrhiza,ECM）真菌的群落组成及探究土壤理化性质对其造成的影响,本研究选取内蒙古黑里河自然保护区道须沟与大坝沟以及贺兰山自然保护区南寺,采集华北落叶松林下根区土壤,利用Illumina MiSeq测序平台对真菌DNA扩增子ITS1区进行高通量测序。共获得ECM真菌序列65 859条,划分为436个OTU,隶属于2门6纲12目26科41属,主要分布于担子菌门Basidiomycota。3个采样地共有优势ECM真菌OTU 17个,归属于红菇属Russula、丝膜菌属Cortinarius、阿太菌属Amphinema、Piloderma、锁瑚菌属Clavulina、丝盖伞属Inocybe、空团菌属Cenococcum、棉革菌属Tomentella和Meliniomyces;黑里河自然保护区道须沟与大坝沟的根区土壤ECM真菌群落组成相似：热图表明两地在ECM真菌属水平的组成方面相似,PerMANOVA分析表明两地群落组成差异不显著,而与贺兰山自然保护区南寺存在显著差异（P=0.0234）,优势ECM真菌的多样性与丰度都较南寺低;土壤理化性质TP与pH产生的协同作用与采样地的ECM真菌群落组成具有显著相关性（P=0.0383）,对南寺华北落叶松ECM真菌群落组成造成正相关影响,对道须沟与大坝沟造成负相关影响。     

海拔对乌拉山油松根围真菌群落结构的影响

为了解海拔对油松Pinus tabulaeformis根围土壤真菌多样性及群落结构的影响及探究真菌群落结构对土壤理化性质变化的响应,采用Illumina Miseq高通量测序平台对内蒙古乌拉山国家森林公园油松根围土壤真菌群落组成进行了研究。结果表明,4个海拔的土壤样本测序得到油松根围真菌有效序列共256 991条,划分为1 026个OTU,分属于13门、37纲、84目、145科、192属。在门水平上,油松根围优势真菌主要分布于子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota和被孢霉门Mortierellomycota;在属水平上,主要归属于青霉属Penicillium（14.4%）、被孢霉属Mortierella（7.6%）、双担菌属Geminibasidium（5.3%）、丝盖伞属Inocybe（1.8%）、枝孢霉属Cladosporium（1.6%）、棉革菌属Tomentella（1.6%）、异多棒菌属Xenopolyscytalum（1.4%）、镰刀菌属Fusarium（1.3%）、蜡蚧菌属Lecanicillium（1.3%）、土赤壳属Ilyonectria（1.1%）、热子囊菌属Thermoascus（1.0%）、蜡壳耳属Sebacina（1.0%）和一些未定名属。对油松根围土壤真菌的α多样性指数分析以及NMDS聚类结果的分析表明,海拔1 700m和1 800m的油松根围土壤真菌群落结构相似,而与1 500m的真菌群落结构差异显著,在海拔相对较高的1 700m-1 800m的真菌多样性及丰度显著高于海拔较低的1 500m处。对油松根围优势真菌与土壤理化性质的冗余（RDA）分析及相关性分析表明,土壤真菌的群落结构受土壤理化性质（硝态氮NN、含水量WC、速效钾AK、铵态氮AN、pH值、有效磷AP、含碳量CC和总氮TN）的显著影响,其中NN和WC对油松根围土壤真菌群落结构的影响最为显著。     

东北红松纯林菌根外生菌根真菌群落与环境因子的相关性

外生菌根是木本植物根系与真菌形成的共生结构,外生菌根真菌在红松等外生菌根树种的定植与森林生态系统的保持方面起到至关重要的作用。明确菌根系统内外生菌根真菌群落组成是揭示菌根共生机制的前提条件。本研究利用Illumina Hiseq测序平台对生长季内红松纯林内根围土壤及菌根样品ITS2区进行高通量测序,分析其外生菌根真菌群落结构随季节的变化规律,同时通过统计学的方法分析了红松根系微生态中外生菌根真菌群落结构组成变化与其他生物因素、非生物因素的相关性。结果如下：（1）从6月份到10月份,5个月的菌根样品测序共得到741个真菌OTUs,利用FUNGuild数据库分析,其中85个OTUs归类为外生菌根真菌,优势属（相对丰度>5）为蜡壳菌属Sebacina、乳牛肝菌属Suillus、Meliniomyces、红菇属Russula、棉革菌属Tomentella、须腹菌属Rhizopogon和缘腺革菌属Amphinema。6月份菌根中外生菌根真菌的多样性最大,显著高于其他月份。（2）红松林外生菌根真菌群落组成受到土壤pH、有效磷含量、有效钾含量和土壤有效氮含量的影响,它们与外生菌根真菌优势属相对丰度呈现正相关或负相关。（3）根围土壤内真菌是影响红松根系外生菌根真菌相对丰度的另一重要因素,其中,包括普可尼亚属Pochonia、产丝齿菌属Hyphodontia、镰刀菌属Fusarium、Collembolispora、枝穗霉属Clonostachys、Apodus、鹅膏属Amanita在内的土壤真菌与根内外生菌根真菌的相对丰度呈线性关系。同时,超过85%的根内外生菌根真菌与同一取样地的土壤共有,可以认为侵染和扩散是红松根内外生菌根真菌群落形成的主要方式,同时兼有植物根系的选择,因为根内并不包括所有土壤中存在的外生菌根真菌,其机制需要进一步人工模拟试验验证。     

广西凭祥红锥-马尾松混交林菌根际微生物群落结构

以广西凭祥红锥-马尾松混交林中红锥和马尾松为研究对象,采集林下外生菌根和根际土壤,利用高通量测序分析该混交林下的菌根际微生物群落结构。结果表明,红锥、马尾松菌根际优势真菌为红菇属Russula、被孢霉属Mortierella、乳菇属Lactarius、鹅膏属Amanita、拟锁瑚菌属Clavulinopsis、丝盖伞属Inocybe、锁瑚菌属Clavulina和木霉属Trichoderma,其中,Russula为绝对优势类群,菌根和根际中共生真菌均以外生菌根真菌为主。而优势细菌主要为常见菌根辅助细菌,如伯克霍尔德氏菌属Burkholderia、假单细胞菌属Pseudomonas、慢生根瘤菌属Bradyrhizobium、根瘤菌属Rhizobium和土壤杆菌属Agrobacterium,除芽孢杆菌属Bacillus外,菌根内菌根辅助细菌均高于根际。PICRUST功能分析表明红锥和马尾松菌根中部分膜运输通路（ABC transporters、transporters和secretion system ABC）和信号转导通路（two-component system）的丰度高于根际。α多样性分析表明,菌根和根际微生物多样性存在显著差异,马尾松菌根、根际真菌群落多样性显著高于红锥;β多样性分析表明两树种菌根和根际分别具有相似的微生物群落结构。优势菌群和土壤环境因子的RDA分析表明,土壤pH、全磷和全钾是影响菌根际菌群结构的主要环境因子。     

新疆针叶林和草原大型真菌多样性

本文基于2019年对新疆针叶林和草原地区5个样地的15个样方的研究,借助高通量测序技术对样方土壤大型真菌群落组成进行分析,快速挖掘大型真菌资源;利用冗余分析和典范对应分析研究新疆大型真菌多样性与不同生境型及大型真菌发生的其他因子的关系。结果表明,新疆针叶林和草原大型真菌主要涉及丝膜菌科Cortinariaceae、丝盖伞科Inocybaceae、珊瑚菌科Clavariaceae和蜡伞菌科Hygrophoraceae等,其中口蘑属Tricholoma、黏滑菇属Hebeloma、乳牛肝属Suillus、红菇属Russula、丝膜菌属Cortinarius、蜡伞属Hygrophorus和丝盖伞属Inocybe为优势属。     

褐环乳牛肝菌对樟子松和油松根际土壤真菌多样性的影响

为了解褐环乳牛肝菌Suillus luteus对樟子松Pinus sylvestris var. mongolica和油松Pinus tabulaeformis根际土壤真菌群落结构的影响,采用Illumina MiSeq高通量测序,对两种松树接种S. luteus与对照组的根际土壤真菌群落结构进行研究。结果显示,4个样品共获得原始序列347 681条,归为5个真菌门。综合各土壤样品真菌Alpha多样性指数及OTUs-Venn图,发现接种S. luteus后樟子松和油松根际土壤真菌相对丰度与对照存在一定差异。群落结构分析表明,接种S. luteus提高了樟子松和油松根际土壤担子菌和壶菌的相对丰度,抑制了子囊菌门真菌。优势属由原来的Geopora转变为Suillus。通过PCA分析与NMDS分析发现接种S. luteus后樟子松和油松根际土壤真菌群落差异性增加,且接种S. luteus后樟子松根际土壤真菌群落结构相似性显著高于油松根际土壤真菌群落结构相似性。接种S. luteus的樟子松和油松土壤真菌丰富度降低、多样性增加,接种S. luteus改变了樟子松和油松根际土壤真菌群落结构和优势真菌种群。试验结果为樟子松和油松促生真菌菌种筛选和育苗工作提供了依据。     

黑胫病感染对烟草茎秆及根际土壤真菌群落结构的影响

烟草黑胫病是由寄生疫霉烟草变种引起的一种对烟草生产造成巨大经济损失的土传病害。本文以健康烟株与感染黑胫病烟株茎秆和根际土壤为研究对象,通过PCR技术扩增样本中真菌转录间隔区的ITS1区域,采用Illumina Miseq高通量测序技术对扩增片段进行测序,旨在了解黑胫病感染对于烟草茎秆和根际土壤真菌群落结构与多样性的影响。本研究20个测序样品,共获得755 599条高质量序列片段,最短序列为200bp,最长序列为356bp,平均序列长度248bp。结果表明,健康烟株和发病烟株根际土壤的优势真菌为子囊菌门Ascomycota、接合菌门Zygomycota和担子菌门Basidiomycota,所有茎秆样品的优势真菌为子囊菌门、担子菌门。健康烟株与感染黑胫病烟株根际土壤样品相对丰度大于1%的属有镰刀菌属Fusarium、被孢霉属Mortierella、隐球菌属Cryptococcus、链格孢属Alternaria和赤霉菌属Gibberella等,其中,健康烟株根际土壤优势属为镰刀菌属（39.35%）和被孢霉属（14.19%）,发病烟株根际土壤镰刀菌属和被孢霉属相对丰度分别为40.26%和20.77%;健康茎秆样品优势属为隐球菌属（31.12%）、链格孢属（18.28%）、镰刀菌属（15.67%）和红酵母属Rhodotorula（13.34%）;病健交界茎秆样品优势属为镰刀菌属（41.36%）、隐球菌属（28.15%）和链格孢属（22.32%）;发病茎秆优势属为隐球菌属（62.14%）和链格孢属（27.75%）。烟株感染黑胫病后,其根际土壤与茎秆样品真菌优势属种类与健康烟株无明显变化,但属水平的相对丰度变化显著。发病烟株茎秆与根际土壤样品真菌群落Sobs、Chao1、Shannon指数较健康烟株降低,Simpson指数上升,表明烟株发病后根际土壤真菌与茎秆内生真菌群落丰富度与多样性降低。该结果对于研究烟草黑胫病发生的微生态机制及其生物防治具有一定的理论指导意义。     

黔中地区火灾对马尾松外生菌根真菌群落的影响

林火会对森林植被及其相关联的微生物群落产生重要影响。为揭示火灾对马尾松外生菌根真菌(ectomycorrhizal fungi,EMF)群落的影响,本研究以火灾马尾松林为研究对象,以周边立地条件相对一致、未火灾马尾松林为对照,采用形态鉴定与分子生物学技术相结合的研究方法,分析火灾对马尾松EMF群落的影响。共鉴定出马尾松EMF OTUs 69个,隶属于2门7纲15目18科23属,且担子菌门丰富度明显高于子囊菌门。火灾显著改变了马尾松EMF群落的组成和结构,其中火灾马尾松林中EMF群落的优势属主要为蜡蘑属Laccaria、红菇属Russula和棉革菌属Tomentella,未火灾马尾松林中EMF群落的优势属主要为乳菇属Lactarius、棉革菌属Tomentella和土生空团菌属Cenococcum。火灾样地马尾松的EMF群落相对于对照样地在组成与结构上存在明显差异,表现出特有OTUs高于共有OTUs。相对于未火灾马尾松林,火灾马尾松EMF群落的多样性指数和丰富度指数呈下降趋势(P>0.05)。RDA分析表明,pH和TP是影响马尾松EMF群落的重要环境因子。综上所述,火灾干扰是影响黔中地区马尾松EMF群落的重要生态因素之一。     

基于高通量测序的杨树人工林根际土壤真菌群落结构

研究不同根序细根根际土壤微生物群落组成结构对深入了解根系-微生物互作关系具有重要意义.本研究采用Illumina MiSeq测序平台,对杨树人工林非根际土壤和不同根序细根根际土壤的真菌群落结构进行分析.物种注释结果显示: 杨树1～2级根(R1)、3级根(R2)和4～5级(R3)根际及非根际土壤(NR)中分别包含128、124、130和101个真菌属,表明杨树根际存在对真菌群落构建的选择性机制.不同根序根际土壤中相对丰度>1%的真菌属有7个,木霉属在1～2级根根际土壤中丰度较高,毛孢子菌属和曲霉属分别是3级根和4～5级根根际土壤中丰度最高的真菌属.α多样性指数表明: 根际土壤真菌的多样性在不同根序间存在显著差异,低级根显著高于高级根(P<0.05).β多样性指数表明: 真菌群落随着序级的升高差异性不断上升,相似性不断降低.不同根序细根根际真菌群落的趋异化组成和结构与细根功能具有密切关系.     

人工与天然云杉林土壤真菌群落多样性及菌群网络关系特征

土壤真菌群落多样性和菌群关系是维持生态系统的多样性及稳定性的关键。本文以粗枝云杉人工林和天然林为研究对象,利用高通量测序技术和生物信息学分析方法,研究了云杉根际和非根际土壤真菌群落组成、多样性及菌群网络关系。结果表明: 从群落组成上看,人工林中相对丰度最高的科是丝盖伞科,而天然林中是蜡壳耳科,两处林型下占比最高的属均为丝盖伞属。群落的β多样性在两处林型的根际、非根际下存在显著差异。环境变量与真菌类群的相对丰度和α多样性相关关系不显著,而草本覆盖度、土壤含水率、总有机碳和植被丰富度是群落β多样性的主要影响因素。网络分析显示,天然林土壤真菌菌群之间以负相关关系为主,表明天然林土壤中菌群之间主要存在竞争作用。比较两处林型下的根际、非根际土壤真菌菌群关系发现,非根际区域菌群之间负相关性均较高,表明非根际土壤中菌群的种间竞争作用可能要强于根际土壤。结合差异丰度分析,两处林型下根际和非根际之间存在显著差异的物种中仅有蜡壳耳科为真菌网络中共有的关键菌群,表明人工林和天然林土壤真菌群落结构中差异种群的变化可能对其群落稳定性影响较小。     

我国抗虫转基因杨树生态安全性研究进展

转基因树木与农作物相比, 人们更关注其长时间种植可能导致转基因扩散到周围野生近缘种。由于生长周期长, 转基因树木会增加转基因不稳定性, 对非靶标生物的影响, 靶标害虫对转基因植物产生抗性, 增加树木入侵性(杂草化), 以及由于基因漂移或基因逃逸对环境产生的负面影响或新的环境风险。过去十几年, 针对我国抗食叶害虫的两个商业化转Bt基因欧洲黑杨(Populus nigra)和转双抗虫基因741杨[P. alba× (P. davidiana + P. simonii) × P. tomentosa], 已开展了有关生态安全性方面的多项研究。本文围绕抗虫转基因树木生态安全性研究进展进行了综述。抗虫转基因杨树对节肢动物种群和群落结构产生了一定影响, 使昆虫的多样性提高, 但对土壤微生物区系未见明显影响。转基因欧洲黑杨通过花粉和种子发生的基因漂移几率很低。转基因杨树通过内生菌发生的水平转移可能会对环境造成的潜在危险也进行了评价。文章最后指出对抗虫转基因杨树农林复合生态系统开展生物安全研究的必要性。     

基于根系发育分级的砂壤土下成熟林木根系构型分析

基于根系发育分级标准分析不同等级根系的形态特征和各级根系的生长发育策略, 可以为未来成熟林木根系预测和模型构建提供参考。该研究以30多年生的两个毛白杨(Populus tomentosa)和一个刺槐(Robinia pseudoacacia)的根系系统为研究对象, 通过全挖法获取研究材料, 以Rose (1983)提出的发育分级标准作为根系分级标准, 分析了不同等级根系的基径、根长、连结长度、根系数量等形态特征以及不同等级根系间的拓扑关系。研究结果表明: 1) 3个根系系统的修正拓扑指数q_a、q_b均接近于0, 拓扑指数TI均接近于0.5, 说明3个根系系统均呈现叉状分支; 3个根系系统垂直分布最深达到5.7-6.4 m, 水平分布最长达到7.6-13.5 m; 同一树种根系存在连生关系。2) 3个根系系统能够分支到7-8级根; 一级根基径和长度显著高于后几级根, 一级根基径是后几级根的5.79-36.92倍, 一级根长度是后几级根的1.45-9.11倍; 根系数量随着根系等级增加先增后减, 在三级根上达到最大值。3)在前三级根中, 各级根上的连结长度从根基到根尖变化不大, 说明子级根在母级根上分布均匀, 能够充分高效地吸收土壤资源。4)母级根对子级根的基径拟合线性方程斜率, 一级根最小(平均斜率0.15), 二级根和三级根的斜率相差不大(平均斜率0.34、0.35), 说明一级根优先发育自身直径, 达到锚固和支撑的作用, 二、三级根则会优先发育子级根, 通过不断增强子级根以达到高效占领土壤空间的目的。5)基径对长度的拟合线性方程斜率随着根系等级增加而增加(平均斜率从10.46增长至90.43), 说明高级别根系会倾向于发展根系长度来达到探索资源、拓展空间的目的。     

不同灌溉条件下杨树人工林蒸腾过程及环境响应

研究不同土壤水分阈值灌溉下毛白杨(Populus tomentosa)生长季蒸腾与环境因子的关系, 对于科学制定毛白杨高效水分管理策略至关重要。该研究以毛白杨人工林为研究对象, 设置不同灌溉处理: 充分灌溉(DF, 当滴头正下方20 cm处的土壤水势达到-18 kPa时灌溉)、控水灌溉(DC, 当滴头正下方20 cm处的土壤水势达到-45 kPa时灌溉)和无灌溉(CK, 空白对照)。采用热扩散技术, 对毛白杨生长季树干液流通量进行连续观测, 并同步监测太阳辐射(SR)、空气温度(T_a)、空气湿度(RH)、土壤体积含水率(SWC)和风速(WS)等环境因子。结果显示: 1)不同灌溉处理下毛白杨树干液流通量日变化趋势相似, 呈现单峰型, 并存在显著的夜间液流活动。灌溉处理不会影响树干液流的启动时间, 但会造成树干液流峰值时间出现差异, 充分灌溉会使液流峰值到达时间提前。灌溉会增大毛白杨蒸腾量, 毛白杨的蒸腾量随着土壤水分灌溉阈值的减小而增大。2)毛白杨树干液流密度与SR和空气水汽压亏缺(VPD)存在明显的时滞现象, 树干液流通量变化提前于VPD, 而滞后于SR。不同灌溉处理对时滞现象无显著影响。3) 3个处理下, 蒸腾与VPD、SR及SWC具有显著正相关关系, 与风速具有显著负相关关系, 且对气象因子的响应程度不同。综上所述, 灌溉能够有效调节人工林水分生理对环境因子的适应过程, 但增加灌溉未必会造成蒸腾相应增加。根据林分蒸腾需水和自然降雨的关系, 生长季前期(该研究为4-7月)进行灌溉有利于毛白杨人工林水分生理活动的进行。     

Root biomass distribution of triploid Populus tomentosa under wide- and narrow-row spacing planting schemes and its responses to soil nutrients

三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)是我国华北地区主要纸浆林品种, 在该地区多采用宽窄行模式栽植。为基于根系结构特征制定该模式下毛白杨人工林高效水肥管理策略和明确影响其根系空间分布的主要因子, 在5年生林分中于8株样树周围挖取2106个土柱, 研究该栽植模式下毛白杨根系生物量的空间分布特征, 并分析了细根垂直分布对土壤有机质、速效磷和碱解氮等的响应。结果表明, 一维垂向上, 宽行内细根根重密度(FRBD)在0-30 cm土层中随深度增加而递减, 但在30 cm以下土层呈均匀分布(p = 0.079); 窄行内FRBD呈“双峰”分布, 即在0-20 cm (22%)和70-110 cm (31%)土层均有较多细根分布; 10-150 cm各土层中, 窄行FRBD较宽行高17%-148%。宽、窄行内, 随深度增加, 粗根根重密度(CRBD)均呈先增后减变化, 而细根粗根比(F/C)无显著变化(p > 0.05), 窄行平均F/C较宽行高60%。一维径向上, 宽、窄行内FRBD均呈近均匀分布, 而CRBD和F/C均随距离增加分别显著递减和增大。二维尺度上, FRBD在窄行内分布相对均匀, 但在宽行内主要集中在表土层且随距离增加细根浅层化程度增强; CRBD在树干两侧呈“不对称”分布; 垂向0-20 cm、径向160-300 cm范围是宽行内平均FRBD和F/C较高区域, 分别为宽行相应指标总平均的2.8和1.1倍。FRBD在0-30 cm土层中随土壤有机质、速效磷和碱解氮含量的增加而逐渐增大, 但在30 cm以下土层中无明显变化趋势。研究结果表明, 宽、窄行间毛白杨根系分布的差异性主要体现在细根一维垂直分布和细根、粗根二维分布上。土壤有机质、速效磷和碱解氮是0-30 cm土层中毛白杨细根垂直分布的重要影响因子, 但对下层土壤中根系分布无影响。对宽窄行栽植的毛白杨林分灌溉时, 灌溉水应供给到窄行区域; 施肥时, 缓释肥和速效肥应分别浅施在宽行中央附近和窄行内。