粉垄耕作对耕地土壤酶活性、微生物群落结构和功能多样性的影响

粉垄耕作是中国的一种新型耕作技术,对耕地质量和作物增产有重要影响。设置传统耕作深度20 cm(CK)、粉垄耕作深度35 cm(FL1)和粉垄耕作深度50 cm(FL2)对玉米耕地进行处理,重点研究了粉垄耕作技术对土壤微生态的影响,并阐明土壤微生物群落组成及功能对粉垄耕作的响应。结果表明,FL1、FL2和CK处理玉米产量分别为8.58、8.38和6.22 t/hm~2,FL1和FL2处理增产率分别为34.7%—37.9%。在0—20、20—40 cm土层中,粉垄耕作两个处理的土壤酶活性、微生物群落多样性和功能多样性均显著高于CK处理。通过结构方程模型发现,粉垄耕作直接提高了土壤酶活性、细菌参与养分循环的功能基团和细菌的群落结构,并通过细菌群落间接影响了真菌群落,增加了真菌参与养分循环的功能基团和真菌群落多样性,使土壤微生物碳源利用的能力和功能多样性指数得到提升,以FL1效果更佳。总之,研究从微生物的角度解释了粉垄耕作对土壤微生态的影响机制,为粉垄耕作提升土壤耕地质量提供了理论依据。     

黄土高原半干旱区轮作休耕模式对土壤真菌的影响

通过田间试验,研究休耕（CK）、残膜覆盖、伏天深耕、施有机肥、秸秆还田和绿肥还田对土壤微生物量碳氮、酶活性及真菌群落的影响。结果表明,除过氧化氢酶外,不同处理对土壤微生物量碳氮、脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、pH及有机质均有显著影响。从门水平上看,土壤真菌群落主要由子囊菌门、担子菌门和被孢霉门构成。其中伏天深耕、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理的子囊菌相对丰度分别为43.23%和69.38%,显著高于CK （33.71%）;从纲水平上看,座囊菌纲、粪壳菌纲、伞菌纲和被孢霉纲为优势菌纲,其中玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理以座囊菌纲为主（60.69%）,其余处理以粪壳菌纲为主（4.11%-24.79%）;真菌多样性指数施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植豌豆（拌根瘤菌粉8.5 g/kg种子）并在盛花期翻压还田、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植箭筈豌豆并在盛花期翻压还田处理显著低于CK和其他处理,丰富度指数玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植毛苕子并在盛花期翻压还田处理显著高于CK和其他处理;真菌营养类型玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理以腐生营养型为主（62.9%）,其他处理以病理营养型和腐生营养型为主。冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示,土壤微生物量碳、微生物量氮、pH和有机质含量对土壤真菌群落结构影响显著（P<0.05）。与休耕（CK）、残膜覆盖、伏天深耕相比,施有机肥、秸秆还田、绿肥还田结合深耕均降低了土壤中病理营养型真菌的相对丰度,利于保持农田土壤生态系统健康。     

野生建兰根系共生真菌群落结构及生物学功能

[目的] 为探究建兰Cymbidium ensifolium根系共生真菌群落结构及生物学功能。[方法] 利用高通量测序技术和FunGulid数据库,对来自湖南省（HN）、福建省（FJ）、贵州省（GZ）和云南省（YN）的4个样品的野生建兰根围土壤、根表和根内3个生态位的共生真菌种群结构与功能进行鉴定和预测。[结果] 建兰根系共生真菌分布在12门44纲103目241科432属中,优势门类为担子菌门Basidiomycota（49.51%）、子囊菌门Ascomycota（27.39%）和被孢霉门Mortierellomycota（20.22%）,在属水平上,被孢霉属（Mortierella）（11.75%）、Saitozyma（11.45%）和Papiliotrema （7.93%）为优势属。不同建兰样品的真菌营养类型相差较大,但每个样品在根围土壤和根表间的真菌营养类型相似度高,根内菌均以腐生型为绝对优势类型（50.11%–85.98%）,其中FJ样品较为特殊,3个生态位均以腐生营养型占绝对优势（85.98%–94.76%）。根围土壤和根表都以病理-腐生-共生混合型真菌为主,除此之外GZ样品的共生营养型,YN样品的腐生型、共生型,HN样品的腐生型也均为各自的优势营养类型。[结论] 建兰根系共生真菌种类多样性丰富,各样品和各生态位点间的共生真菌群落结构均存在极显著差异。建兰根系共生真菌存在的潜在有益真菌包括被孢霉属、红菇属（Russula）、Saitozyma、Papiliotrema、Cladophialophora等。该研究为揭示建兰根部与真菌的共生关系,以及为建兰共生真菌的开发利用提供了理论基础。     

喀斯特峰丛洼地不同退耕模式土壤微生物多样性

利用变性梯度凝胶电泳和Biolog_Eco生态培养平板技术,调查了喀斯特自然退耕(NT,撂荒)、人工种植经济林(CM,木豆-板栗)、免耕(PI,牧草-任豆)和传统耕作(MB,玉米-大豆)4种退耕模式下的土壤微生物遗传分类和土壤细菌代谢功能多样性.结果表明:退耕模式显著影响了土壤微生物群落结构和细菌代谢模式, 其中真菌群落更依赖于退耕模式,而细菌群落对季节变迁更敏感;短时期(6～7年)不同退耕模式下土壤中细菌遗传分类多样性没有显著性差异(P>0.05),经济林与牧草地土壤真菌遗传分类多样性显著高于撂荒和传统耕作地(P<0.05);免耕牧草地土壤细菌代谢功能多样性显著低于其他模式(P<0.05).因此,真菌遗传多样性和细菌代谢多样性较细菌遗传多样性对退耕模式响应更敏感;土壤细菌群落对季节的变化比真菌敏感;木豆 板栗经济林对维持土壤微生物遗传和细菌代谢功能多样性具有优势,是较好的退耕模式.     

饲料油菜压青还田对后作小麦土壤真菌群落的影响

[目的] 从真菌群落角度揭示麦后复种饲料油菜作绿肥对土壤的培肥效果。[方法] 以常规冬小麦-夏玉米一年两作为对照（CK）,采用Illumina Miseq高通量测序技术,探讨麦后复种饲料油菜不同播量（S：小播量;M：中播量;L：大播量）与还田时期（D1：9月10日;D2：9月20日;D3：9月30日）下土壤真菌丰度和群落结构。[结果] 与对照相比,随油菜播量增加,还田生物量显著增加,小麦产量先增后减,中播量中期还田产量最高;此外,播量增加,还田时间应提前。饲料油菜还田显著降低了土壤真菌OTU数量和丰富度指数（ACE和Chao1）。真菌群落组成方面,门水平下优势菌群主要有子囊菌门、担子菌门、接合菌门和壶菌门,纲水平下油菜还田相比对照优势真菌所占比例增加。功能预测结果表明,腐生营养型是土壤真菌主要营养类型,占比41.32%-50.72%;且还田后兼性功能营养类群增加至30.05%-40.10%;同时显著提高被孢霉属、枝顶孢属、毛壳菌属、青霉菌属等具有生防功能有益菌的丰度。[结论] 在晋南旱地麦区推广饲料油菜还田有利于改善土壤真菌群落结构;本试验条件下,油菜中播量种植,9月20日还田为最优措施。     

陕西榆林沙区樟子松根内真菌群落结构和功能群特征

樟子松Pinus sylvestris var. mongolica是我国北方沙区生态环境建设的重要树种之一,但衰退问题严重。根内真菌与樟子松生长密切相关,可能是影响樟子松衰退的重要因素。为揭示根内真菌群落结构和功能群特征,以陕西榆林沙区中龄（27a）、近熟（33a）、成熟（44a）3个龄组樟子松人工林为研究对象,采用野外调查与分子生物学相结合的研究方法,鉴定分析樟子松根内真菌群落结构和功能群。结果表明：（1）樟子松根尖样品共获得855个OTUs,不同林龄樟子松根内真菌多样性不存在显著差异（P>0.05）。（2）根内真菌隶属于6门18纲48目87科197属,子囊菌门Ascomycota和担子菌门Basidiomycota比例高达97.31%,优势属为青霉属Penicillium和Archaeorhizomyces。（3）随林龄增加,樟子松根系中病理营养型和腐生营养型真菌比例先增加后下降,而共生营养型真菌比例先下降后上升。榆林沙区樟子松根内真菌物种组成丰富,功能群类型多样,外生菌根真菌为主要功能群,近熟林腐生营养型真菌相对丰度高于共生营养型真菌,可能是樟子松退化的潜在原因。     

重度火烧迹地兴安落叶松(Larix gmelinii)根际土壤真菌群落研究

为探究内蒙古根河大兴安岭林区重度火烧迹地不同生长状态的兴安落叶松根际土壤真菌群落特征,选取火烧枯立木（BDW）、火烧存活木（BSW）、未火烧对照木（CK）,通过磷脂脂肪酸方法分析根际土壤真菌群落生物量变化,利用高通量测序技术对根际土壤真菌群落组成与功能进行分析,探讨影响根际土壤真菌群落的主要环境因子。结果表明：（1）相较于未火烧对照木,火烧枯立木与火烧存活木根际土壤真菌群落磷脂脂肪酸含量显著降低,真菌群落α多样性显著降低。β多样性分析与群落相似性分析结果显示,火烧枯立木、火烧存活木、未火烧对照木根际土壤真菌群落组成存在显著差异。（2）相较于未火烧对照木,火烧枯立木与火烧存活木根际土壤中担子菌门（Basidiomycota）真菌相对丰度显著下降,子囊菌门（Ascomycota）真菌相对丰度显著升高。子囊菌门（Ascomycota）内,火烧枯立木根际土壤中内生真菌相对丰度显著高于火烧存活木与未火烧对照木,而火烧存活木根际土壤中腐生-外生菌根复合型真菌相对丰度显著高于火烧枯立木与未火烧对照木。（3）根际土壤总磷、总钾含量是影响重度火烧迹地兴安落叶松根际土壤真菌群落优势菌门由担子菌门（Basidiomycota）转变为子囊菌门（Ascomycota）的主要环境因子,而根际土壤总碳、总氮、总磷含量则是造成火烧枯立木与火烧存活木根际土壤真菌群落组成与功能差异的主要环境因子。本研究有助于了解大兴安岭林区土壤真菌群落结构,对真菌群落多样性的维持与管理具有参考价值。     

竹叶兰根系共生真菌群落结构及生物学功能初探

为研究竹叶兰Arundina graminifolia根系共生真菌的群落结构及对寄主的营养作用,采用高通量测序技术对野生竹叶兰根围土壤、根表、根内3个生态位真菌的种类及生物学功能进行鉴定与预测。所测竹叶兰根系共生真菌的平均辛普森指数为根围0.972、根 表0.905、根内0.703,说明3个位点都具有丰富的共生真菌;根围土壤真菌香农指数7.393显著高于根表和根内香农指数4.728和2.872,根表真菌多样性显著高于根内（P<0.05）。根表、根内有子囊菌门、担子菌门、罗兹壶菌门、壶菌门、毛霉菌门和被孢霉门,较根围土壤缺少球囊菌门和梳霉菌门;分子方差分析（AMOVA）证实3个生态位的真菌群落结构差异极显著（P=0.004）。各生态位丰度最高的20个真菌仅属于子囊菌和担子菌的40个属,其中子囊菌有30个属,种类数量占优势,而担子菌的单个种类丰度高于子囊菌。根围土壤腐生型真菌占优势（44.07%）;根表主要有腐生、病原、共生型真菌;根内真菌营养类型差异大,样品M1的共生型真菌为优势类型（97.21%）,M2、M3以腐生型占优（90.96%）。优势共生型真菌有革菌属Threlephora、根须腹菌属Rhizopogon和Dentiscutata,腐生型真菌主要有长毛孔菌属Funalia和Vuilleminia,均为担子菌。研究结果为揭示竹叶兰与根系真菌的营养关系以及共生真菌的开发提供了依据。     

保护性耕作增强了真菌群落生态网络稳定性北大核心

【目的】解析不同耕作措施下的土壤真菌群落组成以及病原真菌生态网络特征,为了解真菌在维持和改善农业生态系统稳定性方面提供科学依据。【方法】通过高通量测序技术,对传统犁耕(moldboard plow,MP)和保护性耕作[少耕(reduced tillage,RT)、免耕(no-tillage,NT)]下根际和非根际土壤中真菌群落的组成、多样性和真菌病原菌的关联网络特征进行了综合分析。【结果】与NT对比,MP和RT显著增加了土壤全碳(total carbon,TC)、全氮(total nitrogen,TN)和速效钾(available potassium,AK)的含量。根际效应对真菌群落的影响显著高于耕作措施。根际土壤中,RT处理的Shannon指数显著高于MP和NT。NT和RT处理显著降低了根际土壤中镰孢菌(Fusarium)和链格孢菌(Alternaria)的相对丰度。此外,RT降低了病原真菌的网络复杂性、减少了病原菌与其他真菌间的交互作用,增强了网络稳定性。【结论】保护性耕作RT是具有增加土壤养分、提升真菌网络稳定性且具有减轻病原菌有效传播作用的最佳耕作模式,为东北地区的耕作应用提供了新的视角。     

仓储烟叶表面真菌群落组成分析

利用高通量测序平台,对贮存于贵阳库（GY）、坛厂库（TC）和紫云库（ZY）的云南保山C3F（2013）烟叶样品进行宏基因组水平的ITS1基因测序分析,以期揭示陈化烟叶表面真菌群落组成、分布格局及功能分组,探讨化学因子对其结构的影响。结果显示,从15个样品中共检测到了1 173 560条有效序列,包括4个门、140个属;贵阳库优势属为耐干霉菌属Xeromyces,坛厂库优势属为红酵母属Rhodotorula,紫云库优势属为耐干霉菌属Xeromyces;坛厂库优势菌群及变化趋势与贵阳库和紫云库存在差异;真菌群落以腐生营养型和病理营养型为主,分布有潜在人体病原真菌;有机碳、总磷、总钾对真菌群落变化影响显著（P<0.05）。真菌群落组成和格局分布受存储环境、陈化时间及烟叶化学元素的共同影响。     

Amplification of soil fungal community DNA using the ITS86F and ITS4 primers

Internal transcribed spacer (ITS) 86F and ITS4 and the ITS1-F and ITS86R primer pairs were tested to specifically amplify fungal community DNA extracted from soil. Libraries were constructed from PCR-amplified fragments, sequenced and compared against sequences deposited in GenBank. The results confirmed that the ITS86F and ITS4 primer pair was selectively specific for the Ascomycetes, Basidiomycetes and Zygomycetes fungal clades. Amplified products generated by the ITS1F and ITS86R primer pair also aligned with sequences from a range of species within the Ascomycete and Basidiomycete clades but not from the Zygomycete. Both primer sets demonstrated fungal specificity and appear to be well suited for rapid PCR-based (fingerprinting) analysis of environmental fungal community DNA. This is the first reported use and assessment of the ITS86F and ITS4 and the ITS1-F and ITS86R primer pairs in amplifying fungal community DNA from soil.     

内生真菌对氮添加羽茅根际土壤特性和微生物群落的影响

内生真菌不仅能改变与其共生植物的生理和生长指标,还可通过宿主植物间接对土壤的理化性质和微生物群落结构产生影响。以天然禾草——羽茅(Achnatherum sibiricum)为研究材料,探究在不同施氮水平下,内生真菌的种类对不同基因型的宿主植物根际土壤理化性质和微生物群落产生何种影响。结果表明,内生真菌侵染显著提高了羽茅根际土壤的pH值和微生物总量,但降低了土壤中真菌与细菌的比值。同时,土壤的pH值还受到了内生真菌种类的影响,其中感染Epichlo3 sibirica的羽茅根际土壤pH显著高于感染Epichlo3 gansuense-1的羽茅,而感染Epichlo3 gansuense-2的羽茅根际土壤pH与感染E.gansuensis-1、E.sibirica菌的羽茅相比没有显著差异。另外,内生真菌感染与否、内生真菌种类、施氮量以及宿主植物基因型对土壤总碳、总氮、微生物及碳矿化能力均无显著影响。     

不同植物群落下铜尾矿废弃地生物结皮中真菌群落结构的比较

分布于铜尾矿废弃地的裸地表面及维管植物群落中的生物土壤结皮在尾矿废弃地生态恢复过程中扮演重要角色。利用分子生物学技术探讨了不同维管植物下以及不同演替阶段的生物土壤结皮中真菌的多样性及其群落结构的变化。结果表明:生物土壤结皮中的真菌主要包括子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota),其中子囊菌门占绝对优势,其相对丰度为55.12%—87.73%,其次为担子菌门相对丰度为12.27%—43.86%;不同样本真菌群落结构在门、纲、目以及属的水平存在显著差异;生物土壤结皮中真菌群落结构和多样性的差异与维管植物群落类型以及演替阶段不同的生物土壤结皮的类型有关,与基质化学性质之间无显著的相关性。     

黄河三角洲不同类型盐生植物土壤真菌群落结构特征

盐生植物种类及其所具有的不同耐盐调节方式影响着根际微生物群落的结构与组成。为明确不同类型盐生植物根际与非根际土壤中真菌群落结构与组成的差异及其与土壤环境间的相互关系,该研究采集了黄河三角洲地区芦苇、盐地碱蓬、獐毛3种不同类型盐生植物0~20 cm土层的根际和非根际土壤,通过高通量测序对其真菌群落多样性和结构进行了分析,以探究真菌群落特征与土壤理化因子间的关系。结果表明：(1)3种不同类型盐生植物根际土壤真菌群落丰富度显著大于各自非根际土,且獐毛根际土壤真菌群落丰富度显著大于芦苇和盐地碱蓬的根际土。(2)距离热图分析表明,芦苇和盐地碱蓬非根际土壤真菌群落间的相似性最大。(3)土壤真菌多样性和丰富度与土壤总碳、总氮、有效磷、pH呈正相关关系,与土壤盐分含量呈负相关关系。(4)3种不同类型盐生植物的根际与非根际土壤中,球囊菌门(Glomeromycota)均为绝对优势门,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)为优势属。(5)RDA分析表明,土壤盐分含量是影响土壤真菌群落结构的重要因子,球囊菌门丰度与土壤总氮、总碳、有效磷、有机碳、pH呈正相关关系,与盐分呈负相关关系。(6)植物土壤真菌群落特征随盐生植物类型的变化以及样本土壤距宿主植物根系远近存在差异。     

长白山森林土壤真菌区系研究

本研究对长白山自然保护区不同海拔、林型、土壤剖面的森林土壤真菌进行分离鉴定,从而为建立森林真菌资源库提供种质资源,并为森林生物资源管理提供科学依据。在该地区6个不同林型中,采用“之”形路线及土壤剖面取样法多点采集土壤样品,按照标准方法初步分离鉴定出真菌28个属,其中包括1个中国新纪录属,即球壳属(Sphaerodes)。研究结果表明,土壤真菌区系与森林(植被)类型、土壤剖面层次密切相关:美人松落叶松林、红松阔叶林和红松云冷杉林土壤真菌的种类明显多于鱼鳞云冷杉林、岳桦林和高山苔原带;土壤不同剖面层次上的真菌种群数量高低依次为落叶层>腐殖质层>土壤层;同一林型下不同土壤层面上优势菌属的组成也具有一定的差异,且不同层面上也存在着其特有的优势菌属。     

Association of soybean root mycoflora with root modulation, root necrosis and plant fresh weight

Fungi were isolated from soybean plants in ten fields in south-west France. Correspondence analysis (COA) was used to find associations among taxa (species, genera, groups) and sampling units (i.e. one field at one sampling date). The first axis of the COA demonstrated a dominant sampling date effect; the second indicated an association among certain sampling units and specific taxa. Regression analysis of COA coordinate values indicated that fields with high relative isolation frequencies of Fusarium spp., F. oxysporum and ‘other species’ (mostly Chaetomium spp. and sterile fungi) were characterised by greater plant fresh weight and nodule number and lower ratings for root necrosis. Cylindrocarpon spp., Cephalosporium spp. and F. solanihad high relative isolation frequencies in fields with lower plant weight, lower nodule number and higher root necrosis ratings. The relative importance of fungal taxa was also related to soil type.     

Distribution of resting spores of the Lymantria dispar pathogen Entomophaga maimaiga in soil and on bark

Cadavers of late instar Lymantria dispar (gypsy moth) larvae killed by the fungal pathogen Entomophaga maimaiga predominantly contain resting spores (azygospores). These cadavers frequently remain attached to tree trunks for several weeks before they detach and fall to the ground. Density gradient centrifugation was used to quantify resting spores in the soil and on tree bark. Titers of resting spores were extremely high at 0–10 cm from the base of the tree and the number decreased with distance from the trunk of the tree. Titers were also highest in the organic layer of the soil with numbers decreasing precipitously with increasing depth in the soil. While resting spores were obtained from tree bark, densities per unit area were much lower than those found in the organic soil layer at the base of the tree. Field bioassays were conducted with caged L. dispar larvae to compare infection levels with distance from the tree trunk as well as on the trunk. Highest infection levels were found at 50cm from the tree base with lowest infection on the tree trunk at 0.5 m height, although we expected the highest infection levels among larvae caged at the bases of trees, where highest spore titers occurred. Laboratory experiments demonstrated that L. dispar larvae exposed to resting spore- bearing soil at the soil surface became infected while larvae exposed to soil with resting spores buried at least 1 cm below the surface did not become infected.