北京城市公园常见乔木土壤真菌群落特征及影响因素

快速城市化引起的城市环境污染问题日趋严重,由城市中心到城郊往往呈规律性递变趋势。北京城市公园作为城市绿地主体,不仅是城市居民重要的休闲游憩场所,也能在一定程度上反应环境污染,如土壤重金属污染的作用规律。以北京市这一典型大城市为研究区域,根据不同城市公园的建成时间、所处位置和距离市中心的远近选择六个公园作为研究样点,选取公园常见6种乔木下土壤,通过对土壤重金属含量、土壤理化性质以及土壤真菌群落测定和测序,旨在探讨城市公园植被下土壤真菌群落特征（多样性和群落结构组成）以及影响因素。研究结果表明：北京城市公园乔木下的土壤真菌群落多样性、群落组成以及优势类群受到土壤pH值、土壤养分和水分以及重金属铅的调控。其中公园土壤重金属铅含量增加会降低土壤真菌多样性、显著影响优势类群子囊真菌（占真菌群落73%）以及土壤真菌功能类群病原真菌群落组成。研究揭示了北京城市公园土壤真菌群落特征及调控因素,特别是重金属铅对土壤真菌群落的影响,这对提高城市公园科学管理和环境健康具有积极的应用价值。     

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。     

退化高寒草地土壤真菌群落与土壤环境因子间相互关系

【目的】为探究祁连山高寒草地退化过程中土壤真菌群落分布特征与土壤环境因子间的相互关系。【方法】利用Illumina Miseq PE250高通量测序技术对轻度、中度和重度退化草地土壤真菌群落结构变化及其多样性进行分析,并对土壤真菌群落与土壤环境因子的相互关系进行冗余分析(RDA)。【结果】随着退化程度加剧,土壤pH呈现出升高趋势,电导率呈现出先升高后降低趋势,土壤含水量、有机碳、全氮、全磷和全钾含量均逐渐降低。高通量测序共得到750575条有效序列和5788个OTUs;各试验点样地中真菌群落Chao1指数和Shannon-Wiener指数变化各异。在门分类水平上,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、接合菌门(Zygomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)和壶菌门(Chytridiomycota)是各草地土壤的优势类群。RDA分析表明,土壤速效钾、全氮、速效氮和有机碳是祁连山不同退化高寒草地土壤真菌群落分布的主要驱动因子。【结论】祁连山不同退化高寒草地土壤真菌群落间差异明显,土壤环境因子是影响土壤真菌群落分布的重要因素。     

卵孢小奥德蘑覆土真菌群落特征及其影响因素

卵孢小奥德蘑Oudemansiella raphanipes是一类依赖覆土栽培的食用菌。本文采用Illumina MiSeq高通量测序技术结合生态学及统计学分析方法研究卵孢小奥德蘑覆土真菌群落特征和影响因素。结果表明,与原始覆土内真菌群落相比,种植卵孢小奥德蘑后的覆土内真菌群落多样性显著下降;在组成方面,虽然优势菌门仍为子囊菌门Ascomycota,但其中的Cladosporium、Acremonium、Gibberella和Emericellopsis等属的相对丰度有所降低,而隶属于被孢霉门Mortierellomycota的Stilbella、Neocosmospora、Pseudogymnoascus和Preussia等属的相对丰度呈增加趋势。卵孢小奥德蘑覆土真菌以腐生营养型为主,与原始覆土相比,种植卵孢小奥德蘑后的粪生营养型真菌和木腐菌呈增加的趋势;进一步研究发现pH、速效钾、速效磷和总氮等覆土土壤理化性质显著影响真菌群落的多样性和结构,pH和速效钾含量与真菌群落的丰富度和多样性呈显著负相关关系。研究结果为深入解析卵孢小奥德蘑覆土微生态机制奠定基础。     

富角蛋白有机物对医院绿地真菌群落组成的影响

将富含角蛋白的无菌鸡毛粉引入一医院绿地土后,基于高通量测序技术分析真菌群落的组成及相对丰度,发现在富含角蛋白基质鸡毛粉降解过程中共有真菌6门15纲39目71科128属。加入鸡毛粉不同时期（初期3d、中期30d、后期90d）的医院土真菌群落有较大变化。添加鸡毛粉3d的医院土（YY1）中真菌群落多样性丰富,优势种是芽殖久浩酵母Guehomyces pullulans（57.42%）;加入鸡毛粉30d后（YY2）,群落组成中不少种的相对丰度明显下降,优势种为一分类地位未定属,其相对丰度是77.57%;加入鸡毛粉90d后（YY3）,一些潜在的人类病原菌的相对丰度有所上升,优势种是石膏样小孢子菌Microsporum gyseum（55.17%）,而初期的优势种芽殖久浩酵母Guehomyces pullulans的相对丰度则明显降低。研究可知富含角蛋白的鸡毛粉对医院绿地土壤中的真菌群落,尤其是一些人体潜在病原真菌的群落组成和相对丰度有明显调节作用。     

水稻秸秆还田时间对土壤真菌群落结构的影响

为揭示水稻秸秆还田对土壤真菌群落结构的长期影响,采用荧光定量PCR和PCR-DGGE技术分析了秸秆还田90,180,270 d和360 d的土壤真菌基因丰度和群落结构组成演变趋势,并利用冗余分析(RDA)研究土壤真菌群落结构变化与环境因子的关系。结果表明:随着秸秆还田时间的增加,土壤真菌群体数量和多样性指数(H、R和E)显著增加,在360 d时达到最高。对DGGE图谱的特征条带进行胶回收、测序,系统进化分析表明,土壤真菌主要种群包括:接合菌(Zygomycete sp.)、盐腐霉菌(Pythium salinum)、肉盘菌(Uncultured Sarcosomataceae)、牛粪盘菌(Ascobolus stercorarius)、大链壶菌(Lagenidium giganteum)、青霉菌(Penicillium sp.)、曲霉属真菌(Aspergillus sp.)和疏绵状丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)、灰绿曲霉菌(Aspergillus glaucus)、禾谷多粘菌(Polymyxa graminis)和枝顶孢霉菌(Acremonium sp.),其中青霉菌(Penicillium sp.)、曲霉属真菌(Aspergillus sp.)和枝顶孢霉菌(Acremonium sp.)具有纤维素降解能力,而枝顶孢霉菌(Acremonium sp.)在90 d时成为新的优势菌群。RDA分析表明,90 d和180 d秸秆还田与对照土壤的真菌群落结构较为类似,270 d和360 d的秸秆还田与对照土壤的真菌群落结构发生了明显变化。土壤有机碳、pH和速效磷是引起土壤真菌群落结构及多样性变异的主要因素。     

Termination of belowground C allocation by trees alters soil fungal and bacterial communities in a boreal forest

The introduction of photosynthates through plant roots is a major source of carbon (C) for soil microbial biota and shapes the composition of fungal and bacterial communities in the rhizosphere. Although the importance of this process, especially to ectomycorrhizal fungi, has been known for some time, the extent to which plant belowground C allocation controls the composition of the wider soil community is not understood. A tree-girdling experiment enabled studies of the relationship between plant C allocation and microbial community composition. Girdling involves cutting the phloem of trees to prevent photosynthates from entering the soil. Four years after girdling, fungal and bacterial communities were characterized using DNA-based profiles and cloning and sequencing. Data showed that girdling significantly altered fungal and bacterial communities compared with the control. The ratio of ectomycorrhizal to saprobic fungal sequences significantly decreased in girdled treatments, and this decline was found to correlate with the fungal phospholipid fatty acid biomarker 18:2ω6,9. Bacterial communities also varied in the abundance of the two dominant phyla Acidobacteria and Alphaproteobacteria . Concomitant changes in fungal and bacterial communities suggest linkages between these two groups and point toward plant belowground C allocation as a key determinant of microbial community composition.     

Late Quaternary climate change explains soil fungal community composition rather than fungal richness in forest ecosystems

The dramatic climate fluctuations of the late Quaternary have influenced the diversity and composition of macroorganism communities, but how they structure belowground microbial communities is less well known. Fungi constitute an important component of soil microorganism communities. They play an important role in biodiversity maintenance, community assembly, and ecosystem functioning, and differ from many macroorganisms in many traits. Here, we examined soil fungal communities in Chinese temperate, subtropical, and tropic forests using Illumina MiSeq sequencing of the fungal ITS1 region. The relative effect of late Quaternary climate change and contemporary environment (plant, soil, current climate, and geographic distance) on the soil fungal community was analyzed. The richness of the total fungal community, along with saprotrophic, ectomycorrhizal (EM), and pathogenic fungal communities, was influenced primarily by the contemporary environment (plant and/or soil) but not by late Quaternary climate change. Late Quaternary climate change acted in concert with the contemporary environment to shape total, saprotrophic, EM, and pathogenic fungal community compositions and with a stronger effect in temperate forest than in tropic–subtropical forest ecosystems. Some contemporary environmental factors influencing total, saprotrophic, EM, and pathogenic fungal communities in temperate and tropic–subtropical forests were different. We demonstrate that late Quaternary climate change can help to explain current soil fungal community composition and argue that climatic legacies can help to predict soil fungal responses to climate change.     

黄山典型植被类型土壤真菌群落特征及其影响因素

黄山地势高差明显,植被类型多样,生态系统保存完整,是研究森林生态系统土壤真菌群落的天然实验室。本研究采集黄山典型植被下土壤样本,利用Illumina NovaSeq高通量测序技术分析土壤真菌群落结构,结合土壤理化性质探讨不同植被类型影响真菌群落组成的潜在因素。结果共检测到13个真菌门,优势真菌门依次为：担子菌门Basidiomycota,获得38目,202属,相对丰度介于7.30%-90.71%,在常绿落叶阔叶混交林、山地矮林及落叶阔叶林中出现高值,局部呈现先增后减的单峰变化格局;子囊菌门Ascomycota有56目,393属,相对丰度介于4.69%-53.07%,随着典型植被类型变化无明显变化规律;被孢霉门Mortierellomycota获得1目和2属,相对丰度介于2.88%-29.92%,随着典型植被类型变化呈现U型变化模式;5种植被类型土壤中共检测到34个不同分类单元的真菌指示类群,落叶阔叶林土壤真菌指示类群最为丰富,占67%;pH显著影响土壤真菌α多样性（Pearson,P<0.001）,是黄山土壤真菌群落变异的主控因子（Monte Corlo 检验,P<0.01）。     

3种混交林造林初期土壤真菌群落结构特征

土壤微生物是参与陆地生态系统生物地球化学循环过程的重要成员。造林可以显著影响土壤微生物群落结构与功能,但造林初期驱动的土壤理化因子变化对土壤微生物结构与功能的影响尚不清楚。通过分析由珍稀乡土树种组成的三种新造混交林(BB:银杏Ginkgo biloba-桢楠Phoebe zhennan;CB:香椿Toona sinensis-红豆杉Taxus wallichiana-桢楠Phoebe zhennan;MB:鹅掌楸Liriodendron chinense-乐昌含笑Michelia chapensis-香椿Toona sinensis-玉兰Yulania denudata)表层(0-20 cm)土壤真菌群落组成、功能类群及其土壤理化因子,并以草灌化未造林地作对照(CK),研究土壤真菌群落结构和功能对不同林型造林初期的响应。结果表明:(1)不同林型土壤真菌群落丰富度、多样性指数高于CK,表现为MB＞BB＞CB＞CK,主要受到土壤孔隙度、水解性氮的影响。(2)土壤真菌门水平优势类群在不同处理间无显著差异,其中子囊菌门占绝对优势,MB中的被孢霉门相对丰度显著高于CK(P＜0.05)。与CK相比,球囊菌门与Leptodiscella相对丰度在各林型中均降低。(3)通过非度量多维尺度(NMDS)与置换多元方差(Adonis)分析表明,造林初期,造林土壤真菌群落结构与CK存在显著差异(P＜0.01)。冗余分析(RDA) 分析表明全钾、水解性氮、土壤容重及土壤碳氮比是影响真菌群落指示种的主要土壤理化因子;被孢霉门与水解性氮、碳氮比、全氮、非毛管孔隙度、含水率均呈正相关,与全钾呈负相关。(4)真菌群落主要以腐生营养型为主,病理营养型次之;造林后腐生营养型真菌相对丰度降低,而土壤腐生菌的相对丰度在BB与MB处理中反而显著增加(P＜0.05);MB处理中动物病原菌的相对丰度显著增加(P＜0.05);真菌优势功能类群主要受到土壤pH、土壤孔隙度、土壤碳氮比(C/N)、土壤有机质、全氮、全钾的影响。造林初期土壤真菌群落结构与功能类群发生了显著改变,阔阔混交林较针阔混交林变化更加明显,其中多种阔叶树混交林病原菌相对更高。     

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。     

羊肚菌白霉病发生对土壤真菌群落结构的影响

【目的】了解羊肚菌白霉病发生对土壤真菌群落结构的影响。【方法】采用Illumina Mi Seq高通量测序技术,对未栽培羊肚菌土壤、正常生长羊肚菌和染白霉病羊肚菌根际土真菌群落结构进行研究。【结果】9个样品共得到393 347条有效序列。未栽培羊肚菌土壤真菌多样性指数和丰度显著大于羊肚菌根际土,染病羊肚菌根际真菌丰度和多样性大于正常生长的羊肚菌,各样品的群落组成和优势类群有较大差异。【结论】羊肚菌栽培后真菌多样性降低,白霉病发生后根际真菌种类增多,土壤真菌群落结构发生变化,优势真菌类群也产生了较大变化。     

Soil amendment with biochar and manure alters wood stake decomposition and fungal community composition

Biochar and manure can be used for sustainable land management. However, little is known about how soil amendments might affect surface and belowground microbial processes and subsequent wood decomposition. In a split-split-split plot design, we amended soil with two rates of manure (whole plot; 0 and 9 Mg ha⁻¹) and biochar (split plot; 0 and 10 Mg ha⁻¹). Wood stakes of three species (hybrid poplar, triploid Populus tomentosa Carr.; aspen, Populus tremuloides Michx.; and pine, Pinus taeda L.) were placed in two positions (horizontally on the soil surface, and inserted vertically in the mineral soil), which served as a substrate for fungal growth. In 3 years, the decomposition rate (density loss), moisture content, and fungal community (via high-throughput sequencing methods) of stakes were evaluated. Results indicated that biochar and/or manure increased the wood stake decomposition rates, moisture content, and operational taxonomic unit abundance. However, the richness and diversity of fungi were dependent on wood stake position (surface > mineral), species (pine > the two Populus), and sample dates. This study highlights that soil amendment with biochar and/or manure can alter the fungal community, which in turn can enhance an important soil process (i.e., decomposition).     

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...     

不同施肥方式对酸性茶园土壤真菌群落的影响

为揭示不同施肥方式对茶园土壤真菌群落结构的影响,依托定位施肥试验,采集对照(CK)、纯化肥(N300)、有机肥配施(OM30) 3个处理的0—10 cm和10—20 cm两层土壤,通过高通量测序技术,分析不同施肥处理下,茶园土壤真菌群落结构特征及其与土壤理化性质的关系。结果表明0—10 cm土层中真菌Alpha多样性显著高于10—20 cm土层(P0.05);在同一土层中,Alpha多样性变化趋势为CK N300 OM30。子囊菌门、担子菌门、接合菌门是试验茶园土壤中三大优势真菌门类,Sordariomycetes纲,Tremellomycetes纲和Mortierellomycotina纲分别是子囊菌门、担子菌门和接合菌门下的优势种群。子囊菌门和担子菌门在0—10 cm土层中相对丰度较高,而接合菌门则在10—20 cm土层中具有较高丰度(P0.05)。施肥处理提高了土壤中接合菌门的相对丰度,降低了子囊菌门的相对丰度。不同深度土壤中真菌群落结构差异主要受土壤理化性质变化驱动,冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示,土壤有机碳、全氮、碳氮比、全钾、速效钾含量对土壤真菌群落结构影响显著(P0.05),而试验茶园土壤的pH变化对同一土层中真菌群落结构的影响并不显著(P0.05)。     

泰山丛枝菌根真菌群落结构特征

2007年对泰山植被根围内丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌群落组成、数量、分布及其与植物多样性的关系进行了研究。从泰山傲徕峰、黑龙潭库区等样地共分离出4属16种AM真菌:球囊霉属Glomus 9种、无梗囊霉属Acaulospora 4种、巨孢囊霉属Gigaspora 2种和盾巨孢囊霉属Scutellospora1种。其中,球囊霉属Glomus及聚球囊霉Glomus fasciculatum的孢子密度、相对多度、分布频度和重要值均最高,分别为泰山植被区根围内AM真菌优势属和优势种。各样地之间Sorenson相似系数在0.60和0.85之间。植被数量与孢子密度(r=0.80,p0.01)、植物种的丰富度与AM真菌种的丰富度(r=0.77,p0.01)以及与孢子密度(r=0.59,p0.01)均呈极显著正相关关系。研究结果表明植物多样性对于提高AM真菌多样性发挥极为重要的作用。     

桉树种植对林地土壤丛枝菌根真菌群落结构及多样性的影响

桉树(Eucalyptus spp.)种植所产生的生态争议已受到广泛关注。丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AM真菌)是土壤微生物的重要组成部分,与根系共生后可促进植物的养分运输、提高植物逆境生存能力等。然而,桉树种植对土壤AM真菌群落结构和功能的影响尚不清楚。研究比较了次生林改种桉树后不同年限(2年/5年/10年)的土壤理化性质、AM真菌种类、群落组成及多样性的变化。结果表明,桉树种植显著改变了土壤理化性质,具体表现为2年生和10年生桉树林中土壤pH和有机碳显著降低(P0.05);AM真菌的孢子密度在桉树林土壤中显著低于次生林土壤(其中在5年生土壤中最低);AM真菌的种丰度随种植年份的增加逐渐下降,在10年生桉树林土壤中有所恢复; 5年生桉树的菌根侵染率最高,10年生桉树侵染率最低。AM真菌群落组成和结构发生显著变化,优势种Funneliforms geosporus的丰度在2年生和10年生林地中显著降低;而Septoglomus deserticola的丰度在2年生和10年生林地中显著增加。另外,冗余分析(Redundancy analysis, RDA)结果表明,土壤AM真菌群落结构主要受土壤pH值(解释率:89.88%)变化的影响。研究揭示了次生林改种桉树林后土壤AM真菌的群落变化特征,为桉树林的栽培管理和环境修复提供了数据支撑。     

Obtaining a spore free fungal community composition

Understanding basic ecological processes within fungal communities is complicated by the cryptic and often below-ground habitat of most fungi. Up to now, molecular methods, enabling analyses of community processes and interaction strategies, have been mainly based on internal transcribed spacer (ITS) DNA analyses. The fact that these DNA profiles are contaminated by dormant propagules and dead material is a well known draw-back, obscuring sound conclusions. Recently, precursor ITS rRNA was suggested as a solution to this problem, as it was hypothesised that dormant and dead material contains little or no precursor rRNA. Our results show that basidiospores do not contain precursor ITS rRNA and thus confirm this hypothesis. This implies that the precursor ITS rRNA should be used for analysis and characterization of active species composition, when contamination of ungerminated basidiospores should be avoided.     

真菌DNA条形码研究进展

DNA条形码（DNA barcode）是通过一段短的标准DNA片段实现物种的快速、准确和标准化鉴定。线粒体细胞色素C氧化酶亚基I（COI）基因作为动物的DNA条形码已广泛应用于物种鉴定中,在植物上已选定叶绿体rbcL和matK基因作为基本的DNA条形码。目前世界各国真菌学家正对不同的真菌类群进行不同基因片段的筛选与评价,并在第四届国际生命条形码大会上正式推荐了ITS作为真菌的首选DNA条形码。对国内外真菌DNA条形码的研究进展进行总结与分析,并展望真菌DNA条形码的应用前景。