外生菌根真菌多样性的分布格局与维持机制研究进展

外生菌根(ectomycorrhiza,ECM)是由土壤真菌与陆地植物根系形成的一种互惠共生体。ECM真菌从寄主植物中获取生长所需的碳源,同时促进寄主吸收氮、磷等矿物营养物质和水分。作为生态系统的重要组分,ECM真菌在生态系统的演替和多样性维持中发挥着重要的作用,因而揭示ECM真菌多样性的分布格局与维持机制是生物多样性与生态系统功能研究的热点领域之一。本文对ECM真菌多样性的最新研究进展进行了综合分析,相关研究显示,从热带到亚热带、温带森林,每种寄主植物上ECM真菌的平均物种数逐渐升高。扩散和选择过程都影响ECM真菌的分布格局,其中扩散对ECM真菌分布的影响具有空间尺度依赖性,即在全球和局域尺度上,扩散对ECM真菌分布的影响较弱,而在区域和小尺度上很强。同时,在局域尺度上,扩散对ECM真菌的分布具有寄主植物优势度依赖性,即在寄主植物不占优势的生态系统中,扩散对ECM真菌的分布有明显作用;而在寄主植物占优势的生态系统中则无影响。植物、动物、微生物和非生物因素的选择也都影响ECM真菌的分布格局,其中在温带地区所有研究均表明选择对ECM真菌的分布有影响,但是在热带地区有的研究表明选择对ECM真菌的分布有影响,而有的研究则显示无影响。植物的多样性和生产力都能影响ECM真菌的多样性,其中在温带、亚热带和热带森林中寄主植物属的多样性决定ECM真菌多样性,而植物生产力多样性假说只在一些温带的研究中得到证实。未来的研究重点应关注全球尺度,特别是在全球气候变化背景下的ECM真菌多样性的分布格局、维持机制及其生态系统功能等方面。     

外生菌根真菌的共生互作和宿主选择机制研究进展

外生菌根真菌作为树木的共生伙伴,是森林生态系统重要组成部分,在森林天然更新、植物抗逆性形成、协助植物吸收限制性营养等方面扮演重要角色。真菌和植物跨界共生具有复杂的分子互作过程,在共生的不同阶段有不同的分子互作机制,其调控反馈网络还有许多未知。基因组与转录组研究技术和方法的进步,为一些新的信号分子、效应蛋白以及相关通路的发现提供了可能。真菌与宿主植物之间营养转移调控对共生的影响也逐渐受到关注,营养相关的转运蛋白对共生的建立和维持提供了物质基础。真菌的宿主选择机制是值得重点关注的领域,由于外生菌根真菌的多谱系起源和演化史中存在多次宿主转换事件,真菌演化出多样的应对机制用来区分相容性宿主、不相容性宿主和非宿主。通过对不同真菌与宿主植物的组学研究,宿主选择机制研究取得了一定进展。本文对近十年来国内外的研究报道进行梳理与总结,并对未来在该领域的探索方向做出展望。     

呼伦贝尔沙地樟子松外生菌根真菌多样性

沙地樟子松是我国北方重要的防风固沙造林树种,也是一种典型的外生菌根依赖型树种。为揭示呼伦贝尔沙地樟子松外生菌根真菌多样性,以中龄、近熟、成熟3个龄组沙地樟子松人工林和沙地樟子松天然林为研究对象,采用野外调查和分子生物学相结合的研究方法,鉴定分析沙地樟子松外生菌根真菌种群特征。研究结果表明：（1）呼伦贝尔沙地樟子松外生菌根真菌共有10个OTU属于子囊菌,48个OTU属于担子菌,隶属于21科25属。（2）天然林优势菌为糙缘腺革菌属Amphinema、丝膜菌属Cortinarius和乳牛肝菌属Suillus,人工林优势菌为乳牛肝菌属,其余菌种相对丰度随着林龄变化波动较大。（3）天然林与人工林外生菌根真菌种群Shannon、Simpson和Pielou指数存在显著差异（P<0.05）,人工林间alpha多样性指数差异不显著（P>0.05）。（4）呼伦贝尔沙地樟子松天然林和人工林外生菌根真菌种群组成存在较大差异,其中近熟林的外生菌根真菌群落组成与天然林的最为接近。     

外生菌根合成的条件及形成机制

文章综述了生态、土壤生物等对外生菌根合成的影响,并且进一步论述了菌根合成的内在机制,提出菌根的形成是一个外部生态条件和内在机制的统一及各种因素综合作用的同步的动态过程。     

中国丛枝菌根真菌分子多样性

【背景】随着分子生物学技术的发展,通过分子生物学方法鉴定丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)多样性的研究越来越多。目前,AMF在全球的分子多样性及其分布已引起关注,但在我国关于AMF分子多样性的研究进展状况尚未见报道。【目的】探究我国AMF分子多样性及其分布,研究不同气候区域以及不同生态系统中AMF分子多样性并揭示其分布规律,为我国AMF在分子水平上的研究提供基础数据。【方法】利用Davison于2015年发表于"Science"上的一篇有关全球AMF分子多样性的数据库,选用中国AMF多样性的数据,并补充了近年来已发表的该数据库中未涉及的数据,建立中国AMF分子多样性的新数据库。【结果】共得到145个分子生物学鉴定出的虚拟种(Virtualtaxa,VT),隶属于8科12属。对于不同生态系统而言,草地生态系统中AMF的分子多样性最高,占到总VT数的60.7%,人为生态系统和森林生态系统也分别达到55.2%和43.4%。同样,AMF的VT数也随气候区域的不同而有所变化,温带气候区域所占比例最高(64.1%),亚热带气候区域次之(60.7%),极北气候区域最少(20.7%)。而对于根系和土壤样品中AMF的分子多样性而言,根系样品中发现的AMF分子多样性(80.0%)高于土壤中AMF的分子多样性(48.3%)。进一步对不同生态系统、气候区域和样品来源分别在属的水平上进行研究,同样也存在一定的差异。【结论】我国具有丰富的AMF分子多样性,且不同气候区域、生态系统以及样品来源都影响着AMF的分子多样性及其分布。     

秦岭辛家山林区红桦外生菌根真菌多样性

以秦岭辛家山林区红桦为研究对象,通过野外调查结合形态学和分子生物学方法,观察鉴定与其共生的外生菌根真菌。结果鉴定出33种外生菌根真菌,均为担子菌,分属8科9属,其中毛革菌属Tomentella是优势类群,Piloderma lanatum、Russula 1、Russula 5、Sebacina cystidiata、Tomentella 1是常见种,其余28种为稀有种。样地1和样地2的丰富度指数、Simpson指数、Shannon指数、Pielou均匀度指数、侵染率均有一定差异,Jaccard相似性指数和Sorenson相似性指数分别为0.27和0.43。说明秦岭辛家山红桦外生菌根真菌资源相对丰富,并且红桦林型在种群建立(幼龄)时外生菌根真菌多样性指数及侵染率均高于种群稳定(中龄)时期。     

太行山片麻岩区栓皮栎外生菌根真菌多样性

以太行山片麻岩区栓皮栎Quercus variabilis为研究对象,利用形态学、常规测序与Illumina MiSeq高通量测序相结合的方法,调查并鉴定了与其共生的外生菌根真菌。最终共划分出18种栓皮栎外生菌根形态类型。高通量测序得到394个外生菌根真菌OTUs（operational taxonomic units）,隶属于11目23科30属。其中栓皮栎外生菌根核心菌群（core microbiome）共9属17个OTUs,总相对多度达65.16%。样地1与样地2中样本的多样性指数无明显差异,但非度量多维尺度分析（NMDS）表明核心菌群在2个样地中的分布不同,其中红菇属Russula、牛肝菌属Boletus、粉孢牛肝菌属Tylopilus、硬皮地星属Astraeus主要分布于位于阳坡的样地1,而空团菌属Cenococcum、小球孢盘菌属Sphaerosporella、锁瑚菌属Clavulina、丝盖伞属Inocybe主要分布于位于阴坡的样地2,毛革菌属Tomentella在两个样地的分布相似。     

秦岭辛家山林区落叶松外生菌根真菌多样性

【目的】以秦岭辛家山林区落叶松为研究对象,观察鉴定与其共生的外生菌根真菌。【方法】通过野外调查结合形态学和分子生物学鉴定方法。【结果】鉴定出31种外生菌根真菌,分属2门4目11科11属,分别有毛革菌属(Tomentella)、丝盖伞属(Inocybe)、红菇属(Russula)、Amphinema、蜡蘑属(Laccaria)、蜡壳耳属(Sebacina)、鹅膏菌属(Amanita)、牛肝菌属(Boletus)、丝膜菌属(Cortinarius)、乳菇属(Lactarius)和硬皮马勃属(Scleroderma),丝盖伞属是优势类群。阳坡外生菌根真菌多样性高于阴坡。对菌根根际土与非根际土化学性质分析表明,pH值显著低于非根际,速效磷、速效钾含量显著高于非根际。对根际土化学性质与外生菌根侵染率相关性分析表明,落叶松外生菌根侵染率与土壤pH值呈显著正相关;与速效钾呈极显著正相关;与全氮、速效磷呈显著负相关。【结论】落叶松外生菌根真菌多样性丰富,且受坡向影响。外生菌根真菌可降低根际pH,提高根际有机质、全氮、速效磷、速效钾、水溶性钙和水溶性镁的含量。外生菌根侵染率受土壤pH值、全氮、速效磷、速效钾的影响。     

毛乌素沙地樟子松外生菌根真菌多样性特征

【背景】外生菌根真菌(ectomycorrhizal fungi,ECMF)侵入林木根系形成外生菌根,是樟子松(Pinus sylvestris var. mongholica)适应环境变化和环境胁迫的重要途径。【目的】深入理解沙地樟子松人工林外生菌根真菌群落组成和多样性。【方法】以毛乌素沙地3个林龄(27、33和44 a)沙地樟子松人工林为研究对象,采用rDNA ITS区段PCR扩增测序方法鉴定分析沙地樟子松外生菌根真菌群落组成并计算多样性指数。【结果】毛乌素沙地樟子松共获得56个外生菌根真菌OTU,隶属于2门3纲8目15科21属,优势属为棉革菌属(Tomentella)、地孔菌属(Geopora)和阿太菌属(Amphinema)。27 a人工林外生菌根真菌丰富度指数最高,33 a人工林ECMF的α多样性指数最高,但不同林龄之间不存在显著差异(P>0.05)。不同林龄沙地樟子松ECMF群落组成存在差异,地孔菌属、棉革菌属、Delastria和Mallocybe的动态变化是造成群落组成差异的主要原因。【结论】毛乌素沙地樟子松人工林外生菌根真菌群落组成较为丰富,该研究区的群落组成可能比多样性更能体现外生菌根真菌群落随林龄的动态变化,伴随着林木的生长成熟,部分功能性外生菌根真菌的动态变化可能与沙地樟子松人工林退化存在密切联系,有待进一步研究。     

秦岭辛家山林区云杉外生菌根真菌多样性

摘要:【目的】为了研究秦岭辛家山林区云杉外生菌根真菌多样性状况。【方法】通过野外调查结合形态学和分子生物学鉴定方法。【结果】与秦岭辛家山林区云杉共生的外生菌根真菌有37 种不同的类型,包括1种子囊菌、34种担子菌和2 种未知种,分属于10科14属,其中丝伞盖属(Inocybe sp.)是优势类群,厌味红菇(Russula nauseosa)是优势种,蜡伞属(Hygrophorus sp.)、丝伞盖属1 (Inocybe sp.1)、柔膜菌属(Helotiaceae sp.)、Tomentella coerulea、Lactarius deterrimus是常见种,其他31种是少见种。【结论】云杉外生菌根真菌群落优势种的数量较多,而种类相对却较少;少见种的数量较少,而种类相对却较多;对于西部生态系统极度退化干旱区,鉴定出一些少见种进一步的开发和利用具有非常重要的现实意义。     

包头市公园林下土壤外生菌根真菌的多样性与群落构建机制

外生菌根(EM)真菌在森林生态系统中起重要作用。然而,人们对受人类活动密切影响的城市森林公园中土壤EM真菌的多样性、群落组成及维持机制还知之甚少。本文基于Illumina高通量测序对包头市奥林匹克公园、劳动公园和阿尔丁植物园3个典型的森林公园土壤中的EM真菌群落进行研究。结果表明：3个公园土壤EM真菌的丰富度指数大小为劳动公园(146.43±25.17)>阿尔丁植物园(102.71±15.31)>奥林匹克公园(68.86±6.83);红菇属、地孔菌属、丝盖伞属、棉革菌属、粘滑菇属、蜡壳耳属、鹅膏属、须腹菌属、阿太菌属和乳菇属是3个公园的优势属;3个公园间EM真菌群落组成存在显著差异,线性判别分析效应大小(LEfSe)结果表明,所有公园都具有多度差异显著的标志EM真菌;标准化随机率(NST)和基于系统发育结合的零模型推断群落构建机制(iCAMP)分析显示,城市森林土壤EM真菌群落的构建由随机性过程和确定性过程共同驱动,但随机性过程占主导地位。随机过程中的漂变、扩散限制以及确定性过程中的同质化选择是这3个城市公园林下土壤EM真菌群落构建的主要生态学过程。     

外生菌根真菌与内生细菌共生互作的研究进展

外生菌根真菌能与很多高等植物共生,广泛存在于自然界,在促进植物生长和养分吸收、增强宿主抗逆性及维持森林生态系统稳定等方面发挥着重要作用。除与寄主植物密切联系外,外生菌根真菌,在其生命周期中与细菌群落进行物理和代谢相互作用常形成共生关系。这些细菌对外生菌根真菌菌丝生长、生物量增加及子实体的形成具有积极影响。本文阐述了外生菌根真菌与内生细菌共生现象的发现、共生关系的建立、内生细菌促进外生菌根真菌生长和发育及宿主与微生物组的研究方法等,以期更好地巩固外生菌根真菌的生物学及生态学等基础性知识,并利用细菌与真菌的相互作用为可食用外生菌根真菌的生物防治、菌肥研究、人工驯化及栽培提供思路。     

庐山外生菌根真菌的分布

早在一个世纪以前,人们就发现自然界中许多高等植物与真菌存在共生关系,并把这种共生体叫做菌根（Ｍｙｃｏｒｒｈｉｚａ）,最常见的菌根分为内生菌根（Ｅｎｄｏｔｒｏｐｈｉｃｍｙｃｏｒｒｈｉｚａ）和外生菌根（Ｅｎｔｏｔｒｏｐｈｉｃｍｙｃｏｒｒｈｉｚａ）。据Ｔｒｐｐｅ的调查［１］,能够形成菌根的真菌很多,与木本植物形成外生菌根的真菌多属于伞菌、多孔菌、腹菌等计有１１目３０科９０多个属;在植物界除了水生植物和极少数陆生植物种属外都能形成菌根。我国已报道能形成外生菌根的真菌约２８个科６３个属［２．４］。庐山是…     

外生菌根真菌生物地理学研究进展

外生菌根真菌对植物矿质营养、生态系统物质循环、物种演化进程等具有十分重要的作用,但其生物地理学研究长期滞后于动植物。扩散和隔离是解释外生菌根真菌生物地理分布格局的重要理论。古地质、古气候和宿主植物是外生菌根真菌地理分布格局形成的重要推动因子。基因组学、生物信息学技术与生物地理学方法相互结合和补充,可以用来研究一些复杂的真菌生物地理学问题。文中详细阐述了外生菌根真菌生物地理学研究的重要过程和现状,如真菌物种界定、常用数据分析方法、起源和演化规律及其在生物多样性保护方面的应用等,并初步探讨了其未来的发展方向。     

秦岭辛家山林区锐齿栎外生菌根真菌多样性

以秦岭辛家山林区锐齿栎为研究对象,通过野外调查结合形态学和分子生物学方法,观察和鉴定与其共生的外生菌根真菌。结果确定了3种子囊菌和48种担子菌,分属于10科14属,其中毛革菌属Tomentella是优势类群,丝伞盖属1 Inocybe 1、Russula persicina、毛革菌属1 Tomentella 1、毛革菌属2 Tomentella 2、块菌属Tuber、绒盖牛肝菌属Xerocomus是常见种,其余都为稀有种。两样地锐齿栎外生菌根真菌除丰富度指数外,Simpson指数、Shannon指数以及Pielou均匀度指数差异不显著;Jaccard相似性指数和Sorenson相似性指数分别为0.1154和0.2069。     

块菌属分子系统学及菌根共生机制研究进展

块菌属Tuber是一类珍贵的地下生外生菌根食药用真菌,具有重要的经济和生态价值。分子生物学技术的快速发展尤其是高通量测序技术在块菌属研究领域的应用,极大地推动了块菌属分类、系统学、生态、生化、菌根共生机制及人工种植等研究。本文重点从块菌的分子系统学、群体遗传学及菌根共生机制3个方面对近5年的研究成果进行综述,并对其研究和应用前景进行了展望。     

七株外生菌根真菌与三种松苗菌根的形成能力

松树外生菌根菌资源丰富,但实际应用的种类不多。为筛选出与松苗形成菌根能力较强的菌种,采用播种接菌和芽苗截根移栽接菌两种方法,对7株外生菌根真菌与马尾松、湿地松和黑松3种松苗的菌根合成进行了研究。结果表明：形成的菌根以二叉分枝状为主,棒状菌根相对较少,多叉状菌根以马尾松较多。PC2形成的菌根表面菌丝厚且紧密,504、EG、Pt,形成的菌根表面菌丝紧密程度中等,而505、ZJ和HX形成的菌根其表面菌丝则比较稀疏;Pt1、Pt2、EG形成的菌根外延菌丝较长,而505、HX形成的菌根外延菌丝极短。截根接菌时的感染率和感染指数要高于播种接菌。504形成菌根的能力最强,在3种松苗上的菌根感染率都达100％,感染指数最高可达90,最低也达70;Pt2和EG与马尾松和黑松形成菌根的能力较强;而505和HX仅与马尾松形成菌根的能力较强;Pt1形成菌根的能力较差,在3种松苗上菌根感染率和感染指数都较低。在3种松苗中,马尾松的菌根化状况最好,其次为黑松,湿地松的菌根化状况较差。     

乳菇属真菌与松属植物形成的外生菌根

描述了两种乳菇属真菌在湿地松上形成菌根的形态学和组织学特征,结果表明两种真菌形成菌根在形态学和组织学上基本相似,其区别在菌根的颜色及受伤后产生的乳汁颜色,与文献报道的该属真菌形成的菌根的形态特征比较,表明具有乳汁菌丝是本属真菌形成菌根的共同特征,根据目前已有资料给出了乳菇属真菌所形成菌根的检索表。     

乳菇属真菌与松属植物形成的外生菌根

描述了两种乳菇属真菌在湿地松上形成菌根的形态学和组织学特征,结果表明两种真菌形成菌根在形态学和组织学上基本相似。其区别在于菌根的颜色及受伤后产生的乳汁的颜色。与文献报道的该属真菌形成的菌根的形态特征比较,表明具有乳汁菌丝是本属真菌形成菌根的共同特征。根据目前已有资料给出了乳菇属真菌所形成菌根的检索表。     

兰科植物种子共生萌发真菌多样性及共生萌发机制研究进展

自然环境下,兰科植物种子细小无胚乳,需要和适宜的真菌共生才能萌发,因而与真菌有天然的共生关系。自身繁殖率低加之近年来栖息地环境破坏导致兰科植物资源更加濒危,而通过筛选适合的真菌进行种子的共生萌发可以有效地实现兰科植物的种质保育及濒危种类野生居群的生态恢复。本文对地生型、附生型以及腐生型等兰科植物已发现的萌发真菌的多样性进行了系统地梳理,发现担子菌门的胶膜菌科、角担菌科以及蜡壳耳目真菌为已报道共生萌发真菌的主要类群;同时对兰科植物种子的共生萌发机制,包括形态学机制、营养机制和分子机制等方面的相关研究进行了归纳论述,但是当前关于兰科植物和真菌互作机制方面的研究还相对较少,许多问题需要进一步明确。本文对共生萌发真菌在兰科植物保育和繁育中的应用以及共生萌发机制的研究等方面具有一定的参考价值。