川东地区四种马尾松林分类型外生菌根真菌群落多样性的研究

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外生菌根(Ectomycorrhiza,ECM)真菌是一类能够与植物根系共生的真菌,在促进植物生长、提高植物抗逆能力、调节根际微环境、稳定植物群落等方面有重要作用。马尾松(Pinus massoniana)是我国南方各省区重要的速生、经济、先锋、用材树种,在我国林业生产及森林生态系统中占有极其重要的地位。马尾松作为一种广谱性ECM真菌共生树种,能与多种ECM真菌共生形成菌根,林下ECM真菌资源丰富,对于生态系统修复和区域经济都具有重要意义。本文在川东地区40 a生马尾松人工林中选取了四种林分类型,分别为马尾松人工纯林(MC);马尾松-杉木混交林(MS),其混交方式为行间混交,混交比例1:1;马尾松-柳杉混交林(ML),其混交方式为行间混交,混交比例1:1;马尾松-阔叶混交林(MK),其混交方式为块状混交,混交比例3:2。以上述马尾松四种林分类型的ECM真菌群落为研究对象,在马尾松生长季内的三个季节(春季、夏季和秋季)进行采样。在无菌环境下根据形态学等特征将被侵染的外生菌根筛选出来,利用Illumina Miseq测序平台对ECM真菌的ITS2区段进行高通量测序,鉴定马尾松ECM真菌的种类,分析其ECM真菌群落结构。本文主要研究了ECM真菌的侵染率、物种组成、α多样性、群落结构相似性以及ECM真菌群落结构与土壤理化性质的关系。主要得到以下研究结果:(1)马尾松四种林分类型ECM真菌的侵染率在53%-64%之间。同一季节不同马尾松林分类型ECM真菌的侵染率差异显著。马尾松-杉木混交林的ECM真菌的侵染率在三个季节中都为最高。除马尾松-阔叶树种混交林外,其他三个马尾松林分类型ECM真菌的侵染率都在夏季为最高,不同季节同一林分类型ECM真菌的侵染率差异不显著。(2)三个季节四种马尾松林分类型的ECM真菌,在属水平上都呈现出“优势属相似,但相对丰度有差异”的群落结构。优势属主要集中在Russula(红菇属)、Lactarius(乳菇属)、Tomentella(棉革菌属)和Clavulina(锁瑚菌属)。春季时马尾松四种林分类型ECM真菌序列划分为157个OTU,来自2门,3纲,10科,13属。夏季时马尾松四种林分类型ECM真菌序列划分为449个OTU,来自2门,2纲,8科,12属。秋季时马尾松四种林分类型ECM真菌序列划分为306个OTU,来自2门,2纲,11科,14属。(3)α多样性指数在季节和林分类型之间没有显示出规律性的变化。但季节和林分类型极显著地影响了α多样性指数。林分类型和采样季节的交互作用极显著地影响了ECM真菌的Shannon指数和Simpson指数,显著地影响了Chao1指数和ACE指数。春季时,ECM真菌的Shannon指数和Simpson指数在马尾松纯林中最高,Chao1和ACE指数在马尾松-杉木混交林中最高。夏季时,ECM真菌的Shannon指数和Simpson指数在在马尾松-柳杉混交林中最高,Chao1和ACE指数在马尾松-杉木混交林中最高。秋季时,ECM真菌的Shannon指数和Simpson指数在在马尾松-阔叶混交林中最高,Chao1和ACE指数在马尾松纯林中最高。(4)四种不同林分类型之间ECM真菌群落组成具有显著性差异。春季和秋季时马尾松纯林和马尾松-杉木混交林ECM真菌群落结构相似性较高,夏季时马尾松-柳杉混交林和马尾松-阔叶树种混交林ECM真菌群落结构相似性较高。(5)pH、SOM、TN、C/N和TP对ECM真菌群落结构有着显著影响。春季时,TN、TP、SOM和C/N对ECM真菌属有显著影响,TP、SOM、和C/N具有明显的协同作用,主要对Russula、Clavulina、Amphinema和Cenococcum等属产生正相关影响。夏季时TP和SOM对ECM真菌属有显著影响,TP和SOM具有明显的协同作用,且主要对Tomentella产生正相关影响。秋季时p H对ECM真菌属有显著影响,且主要对Tylospora、Tomentella和Tomentellopsis等属产生正相关影响,对Cenococcum、Lactarius和Suillus等属产生负相关影响。综上所述,川东地区马尾松人工林下ECM真菌资源丰富,且ECM真菌侵染率较高,马尾松ECM真菌群落结构多样性受到林分类型和采样季节的影响,土壤理化性质对ECM真菌群落结构有显著影响。
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