外生菌根(Ectomycorrhiza, ECM)是自然界土壤微生物与高等植物根系形成的一种具有特定形态结构和功能的共生体,两者在长期进化过程中互惠共生、协同进化。黄杉属(Pseudotsuga)间断地分散在亚洲和北美地区。北美的黄杉种,通过白令陆桥途径在日本形成日本黄杉(P. japonica),然后通过日本向中国地区进化出中国黄杉(P.sinensis)和台湾黄杉(P. wilsoniana)这两个特有种。中国黄杉主要分布在湖南、陕西、四川、云南、江西、台湾等省,隶属濒危、国家级二级保护树种。这种亲缘关系密切、分布相对独立、同时有特异性共生菌种的存在,为我们研究宿主在菌根形成中所起到的作用提供了很好的研究材料。为了更好地了解黄杉共生外生菌根的种类、群落分布结构,我们利用分子技术,对中国江西、湖南两省的三个黄杉林区菌根真菌进行调查。结果共鉴定出菌种86个,与黄杉共生的有66个,其中含可能与黄杉特异性共生的Rhizopogon种,但相对丰度只有0.4%。调查发现：平均每个土样中含有2.8种菌根真菌,最多的一个土样中可以出现7种之多。丰度最高的是Russulaceae和Sebacinaceae这两个属,分别达到了33%和32%,而且种数最多,达到了35和12种;其次是Thelephoraceae属(12种),Clavulinaceae属(7种)。Sebacina sp.l, Sebacina sp.7,和C. geophilum是林区主要的菌种,其重要值分别达到19.2%,8.8%和7.9%。宿主基因型在与其共生菌根真菌群落结构中起着很重要的作用,本调查研究分析了宿主在菌根形成中所起作用的同时,对比了能与P. sinensis和与其他宿主共生的外生菌根真菌的群落结构；此外,还对比了亲缘关系密切的P. sinensis和P. japonica共生的菌根真菌的分布情况。根据黄杉与其它宿主之间的S(?)rensen相似性指数显示：黄杉与松树值最高(0.27),其次是与栎树(0.21),多维尺度(NMS)及多因素方差(perMANOVA)分析结果显示,中国黄杉林区主要的三个宿主之间的菌根结构不能有效的分开,其之间的菌群落结构不存在差异性(F2,5=0.838,p=0.843),但不同采样点之间差异性显著(F2,5=1.417,p=0.021)：中国和日本的黄杉林区的外生菌根结构对比结果同样显示,中日亲缘关系密切的黄杉林区的菌根结构存在显著性差异(F1,18=3.851,p=0.001),而宿主之间却不存在(F2,17=1.027,p=0.359)。基于上述研究结果,我们推测：尽管宿主变化、转移以及宿主与其共生菌根真菌共进化机制在菌根形成中起着一定的作用,但地域因素更能影响菌根群落结构;在全球范围内,地域性的因素可能起决定性作用。菌根在各自宿主的影响下,区域性的单独进化。这些研究成果可以有效地帮助我们更好地了解菌根真菌及其宿主之间的亲缘关系,同时为我们提出的假设“菌根群落可以在宿主的影响下,在不同的区域各自单独进化”提供一些理论依据。土壤孢子库是形成菌根的一个重要因素。本实验过程中,利用采集的中国黄杉林区风干土壤,以与黄杉亲缘关系密切的花旗松作为宿主,进行了孢子回接实验,以确定中国黄杉林区土壤中可能存在的具有一定耐性的孢子库结构。同时对比了自然林区与人工阳光房条件下形成的菌根群落结构。结果发现能与花旗松共生的孢子种类仅有19种,不同样点所共有的ECM菌种有8个,远远低于自然林区菌根的丰度。同时仅发现4种外生菌根真菌同时存在于上述两种生长环境。MRPP分析结果表明不同采样点的土壤间(A=0.373,p<0.001)、不同生境(自然和阳光房条件)下(A=0.48,p=0.02)形成的ECM群落存在显著性差异。对比幼苗生物量可知,接种数量与幼苗地上部干重存在一定的线性关系(y=0.05+0.01x,R=0.36,p=0.006),且只有1-2种真菌的成功侵染对幼苗的生长最有利。外生菌根真菌的存在可以促进宿主的生长,不同真菌侵染幼苗间的株高、生物量存在显著性差异(F5,74=8.49,p<0.001；F5,74=9.26,p<0.001),其中,Meliniomyces和Rhizopogon 对幼苗生长影响最为明显。宿主以及地域性的差异是导致菌根群落结构显著性差异的重要因素,这一点在不同地域黄杉林区菌根真菌群落结构调查中得到了很好的验证。但土壤微环境也会影响ECM群落分布。在本研究中,我们探讨了阳光房条件下,土壤因素对菌根群落接结构的影响。基于土壤部分理化性质,对土壤进行分类。结果表明：分类获得的五类土壤中能形成ECM的孢子群落结构存在显著性差异(A=0.142,p<0.001)。同时还发现供试土壤理化性质和ECM丰度之间没有相关性,然而OM、N、K以及pH值和菌根群落结构间存在着相关性,对ECM的群落结构有显著性影响,可见影响ECM群落结构是各因素之间共同作用的结果。土壤与ECM真菌的双向聚类分析表明,利用菌种对土壤样品分类正好对应着不同采样点(江西与湖南两个省)的土样,可见地域性的隔离是导致孢子群落结构不同的一个重要因素。Rhizopogon属的一些真菌可以与黄杉属形成特异性共生结构。在对中国黄杉林区菌根多样性进行的调查中发现,黄杉根部形成且不与周边其它树种共生的菌根真菌有39种,对此类菌根真菌进行系统发育分析,鉴定它们是否属于黄杉属特异性共生菌根真菌。同时对Rhizopogon属ITS序列进行系统发育分析,以确定Rhizopogon sp在进化中的位置。结果表明Amphinema sp.2、Piloderma sp.、Clavulina sp.4和sp.5以及Sebacinaceae、Russulaceae、Thelephoraceae属的一些种构建的分子进化树分析显示,它们对于共生宿主的选择都具有广谱性,而Rhizopogon sp.属于R. subg. Villosuli,是黄杉属特异性共生ECM真菌。同时,和日本黄杉林区的Rhizopogon形成一个独立分支,可能属于Villosuli亚属的一个新的分支。研究还表明：Rhizopogon-Pseudotsuga这种特异性共生系统,是由宿主的基因型决定的。可能和黄杉属一样,起源于北美而后随着宿主一起迁移到亚洲,最后在各自的地域范围内形成特有的种群。