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外生菌根(Ectomycorrhiza,EM)是土壤真菌与植物根系形成的一种互惠共生体,在生态系统的多样性维持、群落演替以及物质循环过程中具有重要的生态功能。松科植物(Pinaceae)广泛分布于森林生态系统中,具有丰富的物种多样性和重要的生态服务功能。然而,目前还缺乏松科植物EM真菌群落及其共生网络结构的系统性研究。因此,本论文以中国常见的松科植物为对象,利用DNA高通量测序技术检测植物根系EM真菌的种类,开展EM真菌的多样性维持与群落构建机制及其共生网络结构特性研究。主要的研究成果如下: 在全国34个地点共采集到松科的6属30种植物的395份根系样品,利用ITS2rDNA高通量测序技术得到1,809个EM真菌可操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs),其中包括1,552个担子菌门(Basidiomycota)OTUs和257个子囊菌门(Ascomycota)OTUs。EM真菌属于50个进化分支(lineage),其中优势的进化分支是棉革菌属-革菌属(/tomentella-thelephora)、蜡壳耳属(/sebacina)、红菇属-乳菇属(/russula-lactarius)、丝盖伞属(/inocybe)和丝膜菌属(/cortinarius)。 松科植物的松属(Pinus)、冷杉属(Abies)、云杉属(Picea)、油杉属(Keteleeria)、落叶松属(Larix)和铁杉属(Tsuga)等6个属间的EM真菌OTU丰度是37.8±2.2(means±SE),其中云杉属的EM真菌OTU丰度最高(52.4±2.7),而落叶松属的EM真菌OTU丰度最低(28.8±2.3)。ANOVA分析结果表明,EM真菌的OTU丰度主要受到宿主植物属(解释量17.5%)和种(11.4%)水平的影响,而地理距离(2.2%)的影响较小。非度量多维尺度(NMDS)分析结果显示,宿主植物属间的EM真菌群落组成存在显著差异(stress=0.266,R2=0.252,P=0.001),而环境因子拟合(envfit)的分析结果表明,EM真菌群落组成与地理距离、气候、海拔及土壤理化性质显著相关(P<0.05)。置换方差分析(PerMANOVA)的结果显示,EM真菌群落组成受到宿主植物的种(解释量11.9%)、属(4.8%)、地理距离(6.7%)、年均降水量(0.8%)、年均温(0.5%)、海拔(0.5%)和土壤理化性质(3.4%)的显著影响,其中宿主植物种水平的影响最大。方差分解(Variation partitioning)的结果进一步验证了EM真菌的群落组成受地理距离(解释量6.7%)、土壤因子(3.5%)、气候因子(2.0%)以及海拔(0.9%)的共同作用。 生态网络(Ecological network)分析结果显示,松科植物与EM真菌的共生网络结构具有高专一性、高模块性、低连接性、反嵌套性或无嵌套性。EM真菌之间以及宿主植物之间都存在竞争关系。物种专一性分析结果显示,13种植物(43.3%)对EM真菌具有专一性,43个常见EM真菌OTUs(69.4%)表现出显著的宿主植物专一性,20对松科植物-EM真菌存在显著的配对专一性关系。