中国江西龙虎山崖顶植物根中深色有隔内生菌多样性

为探明丹霞地貌区崖顶植物深色有隔内生真菌（dark septate endophyte,DSE）多样性、群落组成以及生态分布规律。本文以江西龙虎山崖顶常见植物刺柏、马尾松、青冈栎、檵木、乌饭树、鸭跖草、苦槠、辣木树和香附子9种植物的根为研究对象,采用经典的组织分离方法分离DSE真菌,结合形态学特征和分子生物学数据研究丹霞地貌区崖顶常见植物DSE真菌多样性。结果表明：从9种植物根部990个组织块中,共分离纯化出404株菌株,经鉴定隶属于45个分类单元。其中,青霉属Penicillium、拟内孢霉属Endomycopsis、曲霉属Aspergillus、头囊霉属Ascocybe为优势属群,属种组成在不同植物中存在差异,且内生真菌属的数目与植物优势度极显著正相关（P<0.01）。9种植物深色有隔内生真菌（DSE）总分离率在0.51%-13.33%之间;各植物DSE Shannon指数在0.0743-1.0400之间,与植物优势度极显著正相关（P<0.01）,差异明显;Simpson指数较高（均值>0.7）且Pielou指数较低（均值<0.4）表明DSE真菌在不同植物分布不均匀;相似性指数普遍不高,在0.071-0.467之间。本研究初步揭示了丹霞地貌区崖顶深色有隔内生真菌的分布及多样性情况,为进一步探讨内生真菌在丹霞地貌等特殊生境的生态功能提供参考。     

马尾松与粘盖乳牛肝菌菌根共生体形成过程

对菌根共生机制的研究是对其进行应用的前提,到目前为止,绝大多数外生菌根（ectomycorrhiza,ECM）的建立过程尚不明晰,在一定程度上限制了这些ECM真菌在林业中的应用。本研究以我国南方地区主栽树种之一——马尾松Pinus massoniana和其林下优势ECM真菌——粘盖乳牛肝菌Suillus bovinus为材料,在无菌条件下研究两者菌根共生体形成过程的形态学特征。结果表明马尾松与粘盖乳牛肝菌的共生过程分为2个阶段：（1）预共生阶段,即物理接触之前,粘盖乳牛肝菌可通过释放挥发物和分泌物促进马尾松根系伸长和分枝;（2）共生阶段,又可分为3个时期。接种后第4天,粘盖乳牛肝菌菌丝体开始与马尾松根系接触并形成附着胞进入接触期;第7天菌丝开始侵入根系内部,侵入期开始;第28天菌套和哈氏网形成,即菌套和哈氏网形成期,该时期菌根化根尖开始膨大,随后继续发育至二叉分枝状菌根形成。在发育顺序方面,哈氏网与菌套同步发育,但哈氏网成形早于菌套。以上结果可对后续ECM共生机制的深入研究及马尾松高效菌根化育苗技术的开发提供参考。     

不同培养期深色有隔内生真菌链格孢菌对紫花苜蓿生长的影响

接种深色有隔内生真菌（dark septate endophytes,DSE）可以提高植物对养分的吸收利用,促进植物生长发育。为探讨接种不同培养时间的DSE链格孢菌Alternaria sp. CGMCC 17463对紫花苜蓿生长的影响,以紫花苜蓿为研究对象,接种培养4、6、8、10d的Alternaria sp. CGMCC 17463鲜样菌剂和风干样菌剂进行盆栽试验,以阐明不同培养时间的Alternaria sp. CGMCC 17463对紫花苜蓿出芽率、生长特性和营养含量的作用。结果表明,接种Alternaria sp. CGMCC 17463鲜样菌剂和风干样菌剂的紫花苜蓿根系内均有Alternaria sp. CGMCC 17463定殖,且均能增加紫花苜蓿株高、地上部干重、根部干重和根冠比。其中,接种培养10d的Alternaria sp. CGMCC 17463鲜样菌剂和培养8d的风干样菌剂对紫花苜蓿的促生效果最佳。同时,接种鲜样菌剂和风干样菌剂可以提高紫花苜蓿对养分吸收。随Alternaria sp. CGMCC 17463培养时间的增加,接种鲜样菌剂和风干样菌剂的紫花苜蓿的氮、磷、钾含量均呈先增加再降低的趋势。接种培养4-6d的Alternaria sp. CGMCC 17463菌剂,紫花苜蓿的氮、磷、钾含量相对较高。Pearson 相关性分析表明,Alternaria sp. CGMCC 17463培养时间与紫花苜蓿株高、根干重、根系Alternaria sp. CGMCC 17463总侵染率和菌丝侵染率呈显著正相关（P<0.05）,菌剂类型不是影响紫花苜蓿生长的主要因素,本研究为进一步开发利用Alternaria sp. CGMCC 17463菌剂提供了理论支撑。     

外生菌根真菌菌丝对马尾松苗氮素传递的影响

为探究外生菌根真菌菌丝对马尾松Pinus massoniana幼苗氮素的吸收、传递及分配规律的影响,本研究应用¹⁵N示踪技术,采用四室隔网系统进行盆栽试验。研究表明：供体接种外生菌根真菌后,根外菌丝能够穿过粘土层和隔离层到达受体室,在供、受体植株之间形成菌丝桥。接种不同外生菌根真菌均显著增加供体植株苗高、地径及生物量(P<0.05),但对受体植株的影响有差异,其中接种橙黄硬皮马勃Scleroderma citrinum (Sc)对植株苗高、地径及生物量具有显著的促进作用(P<0.05)。接种对供、受体植株全氮含量无显著性的规律(P>0.05),只有接种东方豆马勃Pisolithus orientalis (Po)的植株全氮含量显著高于其他处理。接种能够显著提高供体植株根、茎、叶的吸氮量,且叶>根>茎,受体植株中,接种Po、Sc和褐环乳牛肝菌Suillus luteus (Sl)的植株总吸氮量较不接种(NE)显著增加(P<0.05),而接种混合菌(Sm)的植株与NE无显著差异(P>0.05)。接种Sl的植株¹⁵N传递率最高(75.86%),受体植株对¹⁵N吸收量最大(91.68 μg/pot),Po次之。供体植株中,除接种Sl的植株¹⁵N主要分配在叶外,其他处理的¹⁵N分配中心均在根部,在受体植株中,接种Po、Sl、Sm的植株¹⁵N主要分配在根部,而NE和接种Sc的植株¹⁵N主要分配在茎。综上,在马尾松供、受体苗木间能形成菌丝桥,接种外生菌根真菌能够促进马尾松供体植株苗高、地径的生长及生物量的积累,提高植株吸氮量,对于受体植株不同菌种的作用有差异,其中接种Sc的苗木表现最好。此外,不同的菌种菌丝对植株的全氮含量、¹⁵N吸收量、传递率及分配率的影响也不同,其中,以接种Po和Sl的苗木表现较好。     

新疆药用植物天山雪莲及红景天内生真菌的分离与初步鉴定

本文采用常规组织块分离法及直接克隆测序的方法初步鉴定了新疆天山地区代表性的两种药用植物天山雪莲和红景天根内可培养及不可培养的内生真菌。从两种药用植物根中共分离获得34株内生真菌,除7株鉴定为镰孢菌属Fusarium外,其余菌株均具有暗色、有隔菌丝,不产生孢子;从形态上看,属典型的深色有隔内生真菌（dark septate endophyte,DSE）。采用直接克隆测序的方法,从两种植物的根中共获得143个真菌克隆子。依据核糖体内转录间隔区（internal transcribed spacer,ITS）序列鉴定多数克隆子归属于柔膜菌目Helotiales及格孢腔菌目Pleosporales,与已知的DSE如背芽突霉属Cadophora、瓶头霉属Phialocephala、瓶霉属Phialophora以及Leptodontidium等有90%以上的核苷酸序列相似性。该结果显示DSE在天山雪莲和红景天根部内生真菌中占优势,暗示其可能参与了宿主植物对高寒、强辐射环境的生态适应。     

西北旱区甘草深色有隔内生真菌物种多样性及空间分布

为探明西北旱区甘草Glycyrrhiza uralensis根系深色有隔内生真菌（dark septate endophytes,DSE）生态分布和定殖状况,于2018年7月分别从甘肃安西、民勤和宁夏沙坡头地区采集甘草不同灌丛范围0-10cm和20-30cm土壤和根系样品,系统研究不同样地甘草灌丛内外DSE生态分布及其与土壤因子的相关性。结果表明,不同样地甘草均能被DSE高度侵染,形成典型深色有隔菌丝和微菌核结构。不同样地DSE定殖率差异显著,安西DSE总定殖率（43.34%）显著低于民勤（90%）和沙坡头（88.34%）样地。相关性分析表明,DSE定殖率主要与土壤速效磷、有机碳和碱性磷酸酶显著相关。共分离鉴定11属13种DSE,即Acrocalymma vagum、Alternaria longissima、Alternaria chlamydospora、Alternaria chlamydosporigena、Paraphoma chrysanthemicola、Darksidea alpha、Niesslia aemula、Tricharina ochroleuca、Acremonium nepalense、Fusarium solani、Preussia sp.、Leptosphaeria oraemaris和Ulocladium sp.。其中Acrocalymma vagum是甘草根系DSE优势菌种,为民勤和沙坡头共有种,而安西样地DSE物种多样性最高,共7种。主成分分析表明,安西DSE物种组成在0-10cm和20-30cm不同灌丛范围存在显著差异;单因素方差分析显示,安西和沙坡头DSE菌丝定殖率在距主干0-10cm显著高于20-30cm,说明荒漠环境灌丛覆盖对DSE真菌群落存在显著影响。方差分解结果表明,DSE定殖受样地空间分布、灌丛覆盖和土壤因子共同影响（74.91%）,而DSE种类组成更多依赖于样地异质性（84.46%）和土壤养分（87.82%）的作用。研究不同荒漠环境DSE定殖和群落组成差异,有助于充分理解DSE在旱区植物生长和植被恢复中的功能和意义。     

瘤菌根菌对铁皮石斛根系形态的影响及其共生关系的研究

为了解瘤菌根菌(Epulorhizasp.)与铁皮石斛(Dendrobiumofficinale)根系的共生关系及其对根系农艺性状的影响,用液体培养瘤菌根菌浇灌无菌盆栽铁皮石斛苗根部共培养,观察石斛根的表型和超微结构变化,并用分子检测鉴定菌丝是否定殖根中。结果表明,瘤菌根菌菌丝能侵入根的皮层细胞,诱导生成菌丝团形成共生关系。共生后的菌丝能提高IAA含量,诱导根系结构发生改变生成侧根,增大了根系体积,促进根系的生长并显著提高根系活力。瘤菌根菌与铁皮石斛根共培养后建立共生关系形成菌根且能定殖于根中,诱导根系结构的变化,侧根的形成对石斛生长具有重要作用。     

入侵植物五爪金龙根系深色有隔内生真菌的侵染特征

深色有隔内生真菌（DSE）广泛侵染华南地区外来入侵植物五爪金龙。显微观察发现五爪金龙根系具有大量的泡囊,其最显著的特征是大量脂质的富集和被分解成小脂质体,并通过透明或深色菌丝转移,说明了五爪金龙和DSE之间进行碳转移。富含脂质的泡囊可产生透明菌丝和自我复制,说明泡囊具有繁殖功能。富含脂质的泡囊和透明菌丝等非典型结构没有可分辨的或具透明的细胞壁,是活跃的真菌结构。透明菌丝和富含脂质的泡囊主要定殖在生理活性强的根组织中。深色有隔菌丝和微菌核是DSE的典型结构,主要定殖在相对不活跃的根组织中。DSE定殖于五爪金龙根的维管柱、皮层、表皮细胞和表面,同时延伸到土壤,在宿主植物和土壤之间形成连续的系统的真菌网络。根据DSE的多态性质、庞大的真菌网络和脂质的富集及其分布,探讨了DSE和入侵植物五爪金龙潜在的互惠共生关系。     

马尾松木屑培养白玉菇适用型菌株的筛选

通过测定白玉菇10个菌株菌丝生长的情况,筛选马尾松木屑培养白玉菇适用型菌株。结果表明:在含松脂及松节油PDA培养基上,5号菌株菌丝生长速度均最快,分别为5.01 mm/d和2.82 mm/d。马尾松木屑的用量越高对白玉菇菌丝的抑制越明显。5号菌株在马尾松为中低用量时,菌丝体生长速度最快,分别为2.89 mm/d和2.86 mm/d。3、8、9号菌株在30%马尾松木屑培养基的上层含漆酶活性较高,约10 U/g,5号菌株漆酶活性为5.54 U/g。综合各菌株的生长情况,5号菌株对马尾松木屑适应性最佳,可初步选为适用型菌株。     

西北荒漠带细枝岩黄耆AM真菌与DSE真菌时空分布研究

为探明细枝岩黄耆Hedysarum scoparium根系丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizae,AM）和深色有隔内生真菌（dark septate endophytes,DSE）定殖特征及其生态地理分布,充分理解菌根共生体在植物生长和植被恢复中的功能,本研究连续3年采集我国西北荒漠带不同样地细枝岩黄耆0-30cm土层土壤样品和根样,不同样地细枝岩黄耆均能被AM和DSE侵染,形成AM典型结构菌丝、泡囊和丛枝,DSE典型结构深色有隔菌丝和微菌核。细枝岩黄耆根系AM真菌定殖高于DSE定殖,但极端干旱条件下DSE定殖优于AM真菌定殖。AM真菌定殖率不同年际间表现为2016年最高,同一年份不同样地,除乌海、沙坡头样地,菌丝定殖率自东向西呈降低趋势。DSE真菌定殖率,在同一样地不同年份：乌海样地2016年定殖率显著高于2015年和2017年,在同一年份不同样地：2015年沙坡头样地DSE菌丝定殖率、总定殖率显著高于其他样地,而2016、2017年鄂尔多斯样地最高。NMDS分析结果显示,AM和DSE真菌定殖不同年际间差异显著。相关性分析表明,AM真菌定殖率与DSE定殖率显著正相关;土壤温度与AM定殖显著负相关;有机碳、速效磷、磷酸酶、湿度与AM定殖显著正相关;DSE菌丝定殖率、定殖强度仅与酸性磷酸酶正相关。本研究比较分析西北荒漠带不同样地AM和DSE定殖与土壤因子的相关性,有助于充分理解菌根共生体在植物生长和植被恢复中的功能和意义。     

中亚热带不同演替阶段的马尾松和米槠人工林的细根生产量研究

对不同演替阶段的树种细根生产动态及其对环境因子响应的差异目前仍缺乏了解。为此, 在福建省三明市选择了中亚热带演替前期的马尾松(Pinus massoniana)和演替后期的米槠(Castanopsis carlesii)两种人工林为研究对象, 采用微根管法对两种人工林的细根根长生产量及其动态进行了为期2年的观测, 并分析了细根生产量的径级和土层分布, 及月生产量动态与气温、降水、土壤温度、土壤含水率等环境因子间的关系。结果表明: 1)两种林分的细根生产量有显著差异, 马尾松人工林细根年根长生产量约为米槠人工林细根年根长生产量的4倍; 两种林分的细根生产量呈现显著的月变化, 峰值均出现在夏季, 且2年内总细根生产量以夏季的细根生产量最大。2)两林分均是直径0-0.3 mm的细根所占细根生产量比例最大; 土层分布上, 马尾松人工林0-10 cm土层细根所占生产量的比例最大, 米槠人工林30-40 cm土层细根所占生产量比例最大。3)偏相关分析表明, 两林分细根月生产量均与气温、土壤温度极显著相关或显著正偏相关, 与降水、土壤含水率的偏相关均不显著; 一元线性回归分析表明, 演替早期马尾松人工林细根月生产量与气温、土壤温度的相关性明显高于米槠人工林。该研究表明, 与演替后期的米槠人工林相比, 中亚热带演替早期的马尾松人工林细根生产量大, 且与温度间的相关性更高。     

Fine root production of Pinus massoniana plantation and Castanopsis carlesii plantation at different successional stages in subtropical China

AimsOur objectives were to determine differences in fine root production, its relationships with environmental factors, and its diameter- and depth-related distribution patterns between plantations of two subtropical tree species differing in successional stages. MethodsPlantation forests of an early-successional species, Pinus massoniana, and a late-successional species, Castanopsis carlesii, in Sanming, Fujian Province, were selected. Fine root production was monitored for two years using minirhizotrons methods. At the same time, environmental factors including monthly air temperature, monthly precipitation, soil temperature, and soil water content were determined.Important findings 1) During the two years, there was significant difference in annual fine root length production between these two forests, with annual production of P. massoniana plantation nearly four times that of C. carlesii plantation. Fine root length production under both forests showed significant monthly dynamics and maximized in summer, a season when most of fine roots were born. 2) Roots of 0-0.3 mm in diameter accounted for the largest proportion of total fine root length production. Fine roots were concentrated mostly at the 0-10 cm soil depth in P. massoniana plantation, but happened mostly at the 30-40 cm soil depth in the C. carlesii plantation. 3) Partial correlation analysis suggested that, monthly fine root production of both forests was significantly correlated with both air temperature and soil temperature, while it had no significant correlation with either rainfall or soil water content. Linear regression analysis illustrated that monthly fine root production was more correlated with air temperature and soil temperature in the P. massoniana plantation than in the C. carlesii plantation. It was concluded that fine root production in the early-successional P. massoniana plantation was not only much higher in amount, but also more sensitive to temperature, than that in the late-successional C. carlesii plantation.     

Diversity of dark septate endophyte in the roots of Ammopiptanthus mongolicus and its companion plants

Aims Dark septate endophytes (DSE) extensively colonize in plant root tissues in different ecosystems. However, our understanding of the ecological significance of DSE in semiarid and arid lands is limited. The main objective of this study was to compare the community composition and species diversity of DSE in Ammopiptanthus mongolicus and its companion plants in desert habitats. Methods Healthy root samples of Ammopiptanthus mongolicus’s companion plants, Artemisia desertorum, Caragana rosea, Nitraria tangutorum and Caragana korshinskii, were collected separately from four main locations of Ammopiptanthus mongolicus plantation in Dengkou of Nei Mongol, Minqin of Gansu, Yinchuan and Shapotou of Ningxia in July 2013. Important findings A total of 103 strains belonging to seven species (i.e Alternaria, Curvularia, Embellisia, Phialocephala, Phoma, Podospora and Pleosporales) of DSE were isolated from the four types of companion plants by means of morphological identification and molecular identification. Among the seven genera, Alternaria, Embellisia, Curvularia and Podospora are found for the first time in desert ecosystems. Ammopiptanthus mongolicus and its companion plants at the same site had significantly different community composition of DSE. Ammopiptanthus mongolicus and its companion plants at different sites had significantly different DSE diversity index. The colonization and species richness of DSE, especially the species and the quantity of spores were higher in roots of Ammopiptanthus mongolicus than in its companion plants. This study supports the results that DSE can form a better symbiotic relationship with the roots of Ammopiptanthus mongolicus than with its companion plants, and can enhance the ecological adaptability of Ammopiptanthus mongolicus to the extreme desert environment.     

西北沙区梭梭根系深色有隔内生真菌等微生物时空分布及对根际土壤环境的响应

为揭示西北沙区不同时空尺度梭梭Haloxylon ammodendron根系深色有隔内生真菌（dark septate endophyte,DSE）分布规律及其环境驱动机制,分别于2019年7月、9月和12月在安西极旱荒漠国家级自然保护区和民勤连古城国家级自然保护区采集根系和土壤样品,根据真菌形态学特征、组织化学等方法,研究了梭梭根系DSE真菌定殖规律、定殖特征及其与土壤环境因子间的相互关系。结果表明,DSE真菌在自然生境梭梭根系广泛定殖,形成具有时空异质性的典型暗色有隔菌丝和微菌核结构。梭梭根系DSE真菌定殖受季节和空间分布影响,其中总定殖率在生长旺季7月最高（85.6%）,且菌丝隔间距显著大于9、12月;安西样地菌丝定殖率（71.5%）和总定殖率（85.6%）显著高于民勤样地（40.7%,60.0%）,但民勤样地微菌核直径显著高于安西样地。相关性分析表明,DSE定殖率及形态特征受土壤理化性质影响,温度、有效磷是影响DSE真菌定殖率的主要土壤因子,湿度和碱解氮是影响DSE真菌定殖形态的主要土壤因子。相比空白土壤,梭梭根际革兰氏阳性细菌含量、土壤脲酶活性以及安西样地有效磷含量均更高,预示其对荒漠土壤具有改善作用。本研究对梭梭DSE真菌时空分布和影响因素的系统性调查有助于为荒漠化治理和生态恢复提供依据。     

沙冬青与伴生植物深色有隔内生真菌定殖规律及其与土壤因子的相关性

为了探明荒漠环境深色有隔内生真菌(dark septate endophytes, DSE)生态分布和定殖状况, 于2013年7月从宁夏银川、沙坡头和甘肃民勤地区采集沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)及其伴生植物根围0-10、10-20、20-30、30-40、40-50 cm共5个土层土壤样品和根样, 研究了DSE空间定殖规律及其与土壤因子的相关关系。结果表明: 沙冬青和伴生植物根系能被DSE侵染, DSE分布和定殖具有明显的空间异质性, 并与土壤因子密切相关。沙冬青DSE微菌核结构紧凑, 呈团块状, 而伴生植物DSE微菌核零散分布。同一样地, 沙冬青DSE菌丝定殖率、定殖强度和总定殖率较伴生植物高, 而沙冬青和伴生植物微菌核定殖率无显著差异。不同样地, 沙冬青和伴生植物微菌核定殖率无显著差异, 沙冬青DSE菌丝定殖率、定殖强度和总定殖率为沙坡头>银川>民勤; 伴生植物DSE菌丝定殖率、定殖强度和总定殖率为银川>民勤>沙坡头。通径分析和主成分分析表明, 土壤有机质、总球囊霉素、磷酸酶和速效钾是西北荒漠环境中DSE定殖的主要影响因子。     

两种乳牛肝菌属菌根食用菌与马尾松的共生特征

菌根食用菌（edible mycorrhizal fungi,EMF）是兼具生态价值和经济价值的大型真菌,其对林木健康、森林生态系统的稳定性及林下经济的发展至关重要。本研究以贵州地区马尾松Pinus massoniana林2种乳牛肝菌属Suillus EMF为研究对象,研究了其子实体及其与马尾松形成的菌根的形态特征,调查了其子实体的发生规律及其与温度和降雨的关系。研究结果表明：粘盖乳牛肝菌S. bovinus和褐环乳牛肝菌S. luteus可同时在马尾松林发生。粘盖乳牛肝菌和褐环乳牛肝菌与马尾松形成的菌根均呈珊瑚状,其中粘盖乳牛肝菌形成的菌根表面光滑无根外菌丝但具有根外菌索,褐环乳牛肝菌形成的菌根具有密集的根外菌丝但无根外菌索。粘盖乳牛肝菌和褐环乳牛肝菌子实体具有较长的发生期、产量较大,且具有错峰发生的特点。相对于降雨,温度是这2种乳牛肝菌子实体发生的主要限制因素。