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樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)是我国北方重要的造林树种之一,具有很强的防风固沙能力。红花尔基是我国珍贵并最具特色的天然樟子松分布区,该区还有大量樟子松人工林。近年来,在该区有大面积不同年龄樟子松人工林不明原因死亡,众所周知,樟子松是典型的菌根依赖型树种,大面积人工林死亡会不会与其根围外生菌根真菌(ectomycorrhizal fungi,ECMF)群落结构变化有关?因此,本研究试图通过对红花尔基不同林分和不同龄级樟子松根围ECMF群落结构特征开展研究,旨在从菌根生物学角度探明樟子松人工林死亡原因。研究以4个龄级(<10、11～20、21～30和31～40年,简称Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ龄级)樟子松天然林(NF)、健壮人工林(PF)及死亡人工林(DF)根围土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq测序技术研究了其根围ECMF群落结构特征并进行了对比分析;同时,研究在实验室盆栽条件下对2个月龄樟子松和苗圃条件下2年生樟子松进行人工接种ECMF,在干旱胁迫后检测不同菌树组合的菌根侵染率、生长、生理生化指标及土壤理化性质和酶活性,并分析了苗圃条件下不同处理樟子松苗木根围ECMF群落结构,目的是筛选出樟子松抗旱菌树组合,为樟子松菌根化苗木的定向培育提供理论依据。研究结果表明:(1)利用Illumina MiSeq测序技术从33个樟子松土壤样本中共检测到409384条ECMF 序列,被划分为 249 个 OTUs(operational taxonomic units),隶属于 2 门 4 纲 12目 28 科 54 属。占比最大的属为Inocybe,其次为Russula、Tricholoma 和Cortinarius。(2)多样性和丰富度指数在不同林分和不同龄级中存在差异,Ⅰ龄级中,NF的Simpson指数显著低于DF;Ⅱ和Ⅲ龄级中,NF和PF的观测丰富度、Chao1指数和Ace指数均显著高于DF;但在Ⅳ龄级中,所有指数在NF和PF间均无显著差异。(3)在NF Ⅰ和PF Ⅰ中存在的主要优势属(占比≥10%)Inocybe、Coritinarus、Suillus、Tricholoma 和 Russula,NF Ⅱ和PF Ⅱ中的 Tricholoma、Suillus、Pseudotomentella、Laccaria和Hygrocybe,NF Ⅲ和 PF Ⅲ 中的 Cortinarius、Amphinema和Inocybe,在相应龄级的 DF中占比较小,并不是其优势属。此外,非度量多维尺度(NMDS)和相似性(ANOSIM)分析发现,在Ⅰ和Ⅱ龄级中,NF、PF和DF间ECMF群落组成存在显著差异;但在Ⅲ和Ⅳ龄级中,ECMF群落组成均无显著差异。在NF中,4个龄级间ECMF群落组成无显著差异;但在PF和DF中,各龄级间ECMF群落组成存在显著差异。(4)冗余分析(RDA)表明,土壤pH值、速效N和速效P是影响ECMF群落组成的主要因子;不同理化性质对不同优势属的影响存在差异,Ceratobasidium和Russula属的ECMF更适合在有机质较高的土壤中生存;Cortinarius属的ECMF更适合高速效K的土壤;Tricholoma属的ECMF更适宜栖息在高pH值和高速效N的环境中;Inocybe属的ECMF适合在速效P较高的土壤中生存;而Hygrophorus、Amphinema、Lactarius、Thelephora、Hygrocybe、Tomentella、Pseudotomentella、Wilcoxina 和 Suillus 这些属的 ECMF适应范围较广、对环境依赖性不明显。(5)选择浅黄根须腹菌(Rhizopogon luteolus)、球根白丝膜菌(Leucocortinarius bulbiger)、粘盖牛肝菌(Suillus sbovinus)、彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius)和血红铆钉菇(Chroogomphidius viscidus)5个菌种及其混合菌种,分别对2个月龄樟子松实验室盆栽苗进行人工接种,接种5个月后,对其进行正常水分和干旱胁迫处理。所有菌种均能成功侵染樟子松,并形成典型的外生菌根,对照未形成菌根。干旱胁迫条件下,ECMF通过提高樟子松的地下生物量、根茎比、叶绿素含量、全N含量、全P含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、淀粉含量、SOD活性和POD活性来增强幼苗抗旱性。干旱胁迫条件下,各接种处理的土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均显著高于对照。(6)实验室盆栽条件下,混合接种的樟子松抗旱能力最强,其次,依次为球根白丝膜菌、血红铆钉菇、彩色豆马勃、粘盖牛肝菌和浅黄根须腹菌。(7)在苗圃条件下,选择上述5个菌种及其混合菌种对2年生樟子松普通苗圃苗进行人工接种,接种12个月后,对其进行正常水分和干旱胁迫处理。接种后苗木根系均能与所接菌种形成菌根。干旱胁迫条件下,ECMF通过提高樟子松的地径、地下生物量、根茎比、叶绿素含量、可溶性糖含量、淀粉含量、可溶性蛋白含量、SOD活性和POD活性来增强苗木对干旱胁迫的抵御能力。在干旱胁迫条件下,各接种处理的土壤碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均显著高于对照。(8)苗圃条件下,混合接种的樟子松抗旱能力最强,其次,依次为血红铆钉菇、彩色豆马勃、球根白丝膜菌、粘盖牛肝菌和浅黄根须腹菌。(9)利用Illumina MiSeq测序技术从42个苗圃土壤样本中共检测到121个ECMF OTUs,隶属于2门4纲12目21科30属,占比最大的属为Inocybe,与野外试验研究结果一致。干旱胁迫条件下,各接种处理的观测丰富度、Chao1指数和Ace指数均显著高于对照。NMDS和ANOSIM分析发现,在正常水分和干旱胁迫条件下,各处理之间ECMF群落组成存在显著差异。RDA分析表明,土壤pH值是影响樟子松根围ECMF群落组成的首要因子,其次为速效P和速效N。