论文部分内容阅读
外生菌根真菌(Ectomycorrhizal fungi,EMF)是土壤中的特定真菌与高等植物营养根系形成的互惠共生体,它可以有效促进共生体植物对所需养分、水分和矿物元素的吸收,促进宿主植物抗病性、抗干旱、抗重金属性等逆境条件。马尾松是我国南方地区植被恢复的重要乡土先锋树种,同时也是重要的工业用材和用油经济树种,具有重要的生态经济价值和科研研究价值。本研究通过探讨贵州马尾松外生菌根真菌多样性分布格局开展了初步研究,从垂直海拔梯度和不同林龄梯度两个生境梯度揭示马尾松外生菌根真菌多样性及其分布特征。主要的研究结果如下:(1)贵州马尾松外生菌根真菌侵染率约95%,通过形态学分类和分子生物学技术结合的方法,从8个研究马尾松林样地中的共8952个外生菌根根尖,获得305条ITS有效菌根真菌序列,在97%相似度上划分得到90个外生菌根真菌OTUs,均隶属于子囊菌门和担子菌门。贵州马尾松外生菌根真菌共有种(属)和特有种(属)分析得到,贵州马尾松外生菌根真菌存约70%左右的特有种(属),红菇属(Russula)和棉革菌属(Tomentella)是其重要的常见属。不同林龄马尾松外生菌根真菌分属15科21属48种,不同林龄马尾松外生菌根真菌优势属、种不同,在低林龄阶段,主要以红菇属(Russula)和棉革菌属(Tomentella)为主;到林龄后期主要以糙缘线革菌属(Amphinema)、毛皮革菌属(Piloderma)和棉革菌属(Tomentella)为主。不同海拔马尾松外生菌根真菌分属11科19属42种,其中,红菇属(Russula)和晶杯菌属(Hyaloscypha)是不同海拔马尾松外生菌根真菌的常见属。随着海拔的增加,各海拔梯度马尾松外生菌根真菌组成群落不同,但是红菇属(Russula)在各个海拔均为常见属。(2)在不同林龄马尾松林中,随着林龄的增加,外生菌根真菌的预估丰富度Chao2指数表现为随着林龄的增加而增加,即高林龄阶段马尾松外生菌根真菌丰度大于中林龄阶段大于低林龄阶段,但是,马尾松林的外生菌根真菌的预估丰度均小于马尾松针阔混交林。除此之外,物种多样性方面,不同林龄马尾松外生菌根真菌Shannon-Wiener指数表现为中林龄阶段大于低林龄阶段和高林龄阶段,但是均低于马尾松针阔混交林。随着马尾松林龄梯度的增加,外生菌根真菌的替代速率逐渐增加,林龄后期物种替代速率大于前期。在不同海拔马尾松林中,在1200～1600米海拔内,随海拔的增加,外生菌根真菌的物种预估丰富度随海拔增加而增加;在海拔1000 m和1600 m左右预估丰富度达最大,而在1200 m和1400 m丰富度较小。马尾松Ec M真菌多样性沿着海拔梯度的上升,物种的替代速率增加,且沿着海拔梯度的上升Shannon-Wiener多样性指数逐渐增加。此外,马尾松外生菌根真菌多样性沿着海拔梯度(1200～1600米)的上升,物种的替代速率增加,且沿着海拔梯度的上升Shannon-Wiener多样性指数逐渐增大。(4)通过统计得到与单株马尾松共生的外生菌根真菌数量平均值约为3.49个,采用马尾松树共生的外生菌根数量(N)与马尾松胸径(DBH)大小进行回归拟合得到,马尾松外生菌根真菌数与DBH符合二次项拟合,即N=0.53DBH-0.007DBH~2-1.48,拟合度R~2=0.198,模型拟合显著(P=0.0008<0.01)。(5)对贵州马尾松外生菌根真菌α多样性指数、Chao2指数与土壤因子以及地形因子做Pearson相关性分析得到:Shannon-Wiener指数(H指数)与海拔呈极显著正相关关系,Simpson优势度指数(P指数)与海拔呈显著正相关关系,Pielou均匀度指数(E指数)与土壤温度呈显著负相关关系。对不同海拔马尾松外生菌根真菌多样性与经纬度、海拔、坡度、土壤环境因子、地上植被叶面积指数以及共生体植物DBH做Pearson相关性分析得到:H指数和E指数与海拔、OTUs、显著正相关,与叶面积指数显著负相关;P指数与海拔和OTUs呈显著正相关关系。此外,贵州不同林龄马尾松外生菌根真菌多样性与H指数与全磷显著正相关,P指数与全磷显著正相关,与OTUs显著负相关;Chao2指数与全磷显著正相关,与有效磷显著负相关。(6)典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)得到7个显著的环境变量一共能解释Ec M真菌属综合测度总变异程度的45.38%,不同属对于环境变量偏好不同,例如角孢革菌属(Tylospora)和红菇属(Russula)对环境的适应范围广,对环境的依赖性不明显,而糙缘线革菌属(Amphinema)等更适合生存高p H和郁闭度较高的环境中;而棉革菌属(Tomentella)等适合栖息于土壤高湿度、高酸碱度的生境区域;锁瑚菌属(Clavulina)等更适合磷素较高和共生体植物林龄较大的土壤中,而头宽盘菌属(Phialocephala)喜欢有效磷较高的环境中。