黄河三角洲土壤真菌的分布格局与多样性维持机制研究

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真菌多样性分布格局及维持机制是生态学研究的重点领域。本文以黄河三角洲为研究区域,基于高通量测序技术,采用分子生态网络和零模型分析方法,探究不同盐度梯度下土壤真菌群落的分布格局及其影响因素,以期揭示土壤真菌的多样性维持机制。主要结论如下:(1)随土壤盐度的降低,土壤质量有不断改善的趋势。土壤全氮及有机质含量随土壤盐度的降低而升高,经皮尔逊相关性分析可得,土壤电导率(盐度)与土壤全氮和有机质均呈显著负相关(r=-0.63,P<0.01;r=-0.69,P<0.01)。(2)黄河三角洲土壤真菌资源丰富,57个土壤样本中共获得1368200条有效序列,可归为8门34纲201属。在门分类水平上,不同盐度梯度土壤中子囊菌门相对丰度均为最高(67.82~75.87%);在纲分类水平上,极重盐土和重盐土中,座囊菌纲(Dothideomycetes)是优势真菌纲(17.69%、34.23%),中度盐土、盐渍化土壤和非盐渍化土壤中粪壳菌纲(Sordariomycetes)丰度最高(23.62%、31.97%、42.80%);在属分类水平上,极重盐土、重盐土、中度盐土中优势真菌属分别为曲霉属(Aspergillus)(14.99%)、枝孢属(Cladosporium)(16.25%)、被孢霉属(Mortierella)(9.47%),盐渍化土壤和非盐渍化土壤中优势真菌属均为毛壳菌属(Chaetomium)(14.96%、25.68%)。不同盐度土壤中共发现19个差异性指示种,其中,非盐渍化土壤中有8个,盐渍化土壤有5个,重盐土有4个,极重盐土中有2个,中度盐土中未发现差异性指示种。(3)土壤盐度显著影响真菌群落Alpha多样性。土壤真菌的多样性(Shannon、Simpson)随盐度的降低而升高。土壤真菌丰富度(Chao1、ACE)在中度盐土中最高,其后依次为非盐渍化土壤、盐渍化土壤、极重盐土、重盐土。在同一盐度梯度,不同盐生植被间真菌群落结构具有明显的相似性,而在不同盐度梯度真菌群落结构差异性较大。(4)分子生态网络分析表明,降低土壤盐度梯度会扩大网络规模,增加网络连接数量,使得网络结构更加复杂;真菌OTU(Operational Taxonomic Unit,分类操作单元)间更多的以偏利共生或互利共生的形式存在;子囊菌门类群可能是黄河三角洲盐渍土区最为重要的关键物种,对于维持真菌群落的稳定性具有重要作用。(5)Mantel检验表明,电导率、全氮和有机质对土壤真菌群落结构具有显著影响(r=0.29,P=0.006;r=0.23,P=0.006;r=0.21,P=0.04),其它环境因子对土壤真菌群落结构的影响均不显著。土壤真菌群落相似性存在典型的距离-衰减关系(r=-0.82,P<0.001),即真菌群落相似性随地理距离的增加而减小。零模型分析结果表明,确定性过程和随机性过程共同驱动黄河三角洲土壤真菌群落的构建,但随机性过程占绝对主导作用(89.39~100%),而确定性过程影响较弱(0~10.61%)。
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