Impact of Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’ expansion on mycorrhizal associations of the adjacent forests

 毛竹(Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’)凭借其独特的生长特性极易扩张进入周边的常绿或针阔混交森林群落并取而代之。菌根减弱假说对毛竹林扩张导致周边林分枯亡并抑制林下幼苗更新的机制进行了解释, 即毛竹林的成功扩张是由于毛竹蔓延引起森林群落的菌根系统紊乱, 使宿主植物与菌根真菌的共生关系受到干扰, 进而影响了宿主植物的分布与更新。该研究以浙江省西天目山国家自然保护区为研究区域, 对菌根减弱假说进行了检验。通过在毛竹-针阔混交林交接区沿毛竹扩张方向设置毛竹纯林、竹-林过渡带、针阔混交林3种类型的样带, 选取在针阔混交林、竹-林过渡带同时存在的6种优势乔灌树种——杉木(Cunninghamia lanceolata)、枫香树(Liquidambar formosana)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、江浙山胡椒(Lindera chienii)、毛柄连蕊茶(Camellia fraterna), 测定这6个树种在两样带中的菌根侵染频率和强度, 检测在毛竹林扩张中周边森林群落菌根的响应, 同时对比了毛竹在毛竹纯林和竹-林过渡带菌根感染率和强度的变化, 检验该假设。实验结果表明: 1)针阔混交林和竹-林过渡带的主要树种菌根都具有较高的菌根侵染频率(> 95%), 且不同林分间林木的侵染频率无显著差异(p > 0.1); 2)在竹-林过渡带杉木和江浙山胡椒的丛枝菌根侵染强度较针阔混交林明显增加(p < 0.1); 3)毛竹的丛枝菌根侵染频率和强度远低于其他针阔树种, 且在扩张前后没有显著变化(p > 0.1)。实验结果否定菌根减弱假说。     

黑颈鹤粪便分离菌Arthrobacter sp. GN14 的α-半乳糖苷酶基因克隆、表达与酶学特性

【目的】克隆高原唯一珍惜鹤类——黑颈鹤粪便分离菌Arthrobacter sp.GN14的α-半乳糖苷酶基因agaAGN14,并对该酶进行序列分析、系统发育分析和重组酶的酶学特性分析。【方法】利用简并PCR和GCTAIL-PCR方法获得agaAGN14全长,并对其氨基酸序列(AgaAGN14)进行比对和neighbor-joining系统发育树的构建。将agaAGN14重组到载体pET-28a(+)中并转化到Escherichia coli BL21(DE3)中异源表达。利用组氨酸标签纯化重组α-半乳糖苷酶rAgaAGN14并进行酶学性质分析。【结果】agaAGN14全长2109 bp,GC含量66.8%,编码702个氨基酸(77.5 kDa)。AgaAGN14与数据库中序列的最高一致性为53.7%,与其余胃肠道环境α-半乳糖苷酶的一致性<43%。系统发育分析将AgaAGN14聚于具有催化域KWD和SDXXDXXXR的α-半乳糖苷酶分支,与土壤微生物来源α-半乳糖苷酶距离相对较近,而与其余胃肠道环境α-半乳糖苷酶距离相对较远。rAgaAGN14可水解pNPG、棉籽糖、密二糖、水苏糖、菜粕和棉籽粕,表观最适pH为6.5,在pH 6.0-pH 9.0的范围内稳定并维持50%以上的酶活性。rAgaAGN14的表观最适温度为45℃,在10℃、20℃和37℃内稳定并分别具有约28%、30%和80%的酶活。在45℃pH 6.5条件下,rAgaAGN14对pNPG的Km、Vmax和kcat分别为0.41 mmol/L、18.28μmol/min/mg和25.36 s-1。rAgaAGN14受Ag+、Hg2+及SDS抑制,受K+、Ca2+、Mn2+、Fe3+、Ni2+、Cu2+和β-mercaptoethanol部分抑制,受Co2+、Pb2+、Zn2+、Mg2+、Na+和EDTA的影响较小。【结论】首次报道从黑颈鹤粪便中分离到Arthrobacter菌,并对该属细菌α-半乳糖苷酶进行序列分析、系统发育分析、异源表达和重组酶的酶学特性分析。rAgaAGN14序列较新颖,其酶学特性可能是同时适应黑颈鹤肠道环境和高原淡水湿地环境的结果。     

毛竹林扩张对周边森林群落菌根系统的影响

毛竹(Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’)凭借其独特的生长特性极易扩张进入周边的常绿或针阔混交森林群落并取而代之。菌根减弱假说对毛竹林扩张导致周边林分枯亡并抑制林下幼苗更新的机制进行了解释, 即毛竹林的成功扩张是由于毛竹蔓延引起森林群落的菌根系统紊乱, 使宿主植物与菌根真菌的共生关系受到干扰, 进而影响了宿主植物的分布与更新。该研究以浙江省西天目山国家自然保护区为研究区域, 对菌根减弱假说进行了检验。通过在毛竹-针阔混交林交接区沿毛竹扩张方向设置毛竹纯林、竹-林过渡带、针阔混交林3种类型的样带, 选取在针阔混交林、竹-林过渡带同时存在的6种优势乔灌树种——杉木(Cunninghamia lanceolata)、枫香树(Liquidambar formosana)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、江浙山胡椒(Lindera chienii)、毛柄连蕊茶(Camellia fraterna), 测定这6个树种在两样带中的菌根侵染频率和强度, 检测在毛竹林扩张中周边森林群落菌根的响应, 同时对比了毛竹在毛竹纯林和竹-林过渡带菌根感染率和强度的变化, 检验该假设。实验结果表明: 1)针阔混交林和竹-林过渡带的主要树种菌根都具有较高的菌根侵染频率(> 95%), 且不同林分间林木的侵染频率无显著差异(p > 0.1); 2)在竹-林过渡带杉木和江浙山胡椒的丛枝菌根侵染强度较针阔混交林明显增加(p < 0.1); 3)毛竹的丛枝菌根侵染频率和强度远低于其他针阔树种, 且在扩张前后没有显著变化(p > 0.1)。实验结果否定菌根减弱假说。