马尾松根生产苗与常规苗外生菌根真菌多样性特征

以湖南省林业科学院龙伏试验基地3年生常规方法培养的马尾松苗Pinus massoniana(以下简称常规苗)和3年生马尾松根生产(root production method,RPM)苗根、根际土为研究对象,采用Illumina MiSeq测序技术研究其根系及根际土壤外生菌根真菌(ectomycorrhizal fun...     

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。     

内蒙古大青山土庄绣线菊根围丛枝菌根真菌群落垂直分布特征

土庄绣线菊Spiraea pubescens是内蒙古大青山干旱地区重要的护土灌木,以水磨村垂直分布(海拔1 515m,1 410m,1 305m)的土庄绣线菊根围土壤和根系为研究对象,分析丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)菌根侵染率、孢子密度、多样性及群落组成。结果表明,孢子密度和菌根侵染率在海拔1 515m处显著高于海拔1 410m和1 305m处,丛枝丰度在3个海拔间无显著差异。Illumina MiSeq测序共得到71个AMF OTUs(operational taxonomic units)。不同海拔优势属均为Glomus,且AMF群落组成存在显著差异。Margalef丰富度指数、Chao 1丰富度指数和Shannon‐Wiener多样性指数均随海拔升高而升高,海拔1 515m处显著高于海拔1 410m和1 305m处,Simpson多样性指数在不同海拔间无显著差异。土壤有机质和植被盖度与孢子密度呈显著负相关;速效磷、含水量和植被盖度与菌根侵染率呈显著负相关;海拔与Shannon‐Wiener多样性指数、Simpson多样性指数、Chao 1丰富度指数和Margalef丰富度指数呈显著正相关,而速效磷和植被盖度与其呈显著负相关。研究结果为进一步探索AMF对土庄绣线菊在干旱环境中生存发挥的作用奠定理论基础。     

外生菌根菌对樟子松苗木生长的影响

以内蒙古大兴安林樟子松分布区较典型的6个乡土菌种与本实验室从法国引进的宿主范围较广的2个菌种及内蒙古地区分布广泛的土生空团菌为研究对象,采用固体和液体两种菌剂类型,对出苗30d左右的樟子松实生苗进行外生菌根菌接种试验,接种130d后观察菌根侵染情况及生长特性,同时对菌根化的樟子松苗木进行自然干旱胁迫,研究外生菌根菌接种对樟子松苗木生长及抗逆性的影响。结果显示:(1)5个乡土菌种和1个法国引进菌种均能够与樟子松实生苗共生菌根,菌根化苗木较对照的苗高增长10.5%～111.4%、地茎增长4.55%～92.8%、苗木干重增加6.8%～184.5%,且固体菌剂效果优于液体菌剂。(2)在干旱胁迫下,菌根化苗木叶绿素含量较对照增加5.82%～36.92%、净光合速率提高120.2%～217.03%,叶片推迟10.3～25h出现萎蔫,临界致死时间推迟13.8～38.2h。(3)接种菌种厚环乳牛肝菌和点柄乳牛肝菌的苗木菌根侵染率、苗木生长量、干旱胁迫下各项生理指标均显著优于其他菌种和对照。研究表明,樟子松实生苗菌根化对苗木生长有明显的促进作用,能够提高苗木对干旱胁迫的抵御能力;厚环乳牛肝菌和点柄乳牛肝菌是有潜在研究和应用价值的优良菌株,这两个菌株的固体菌剂可用于樟子松菌苗生产。     

内蒙古大青山灌木铁线莲根围丛枝菌根真菌群落季节动态研究

采用Illumina MiSeq测序技术研究了内蒙古大青山干旱阳坡灌木铁线莲(Clematis fruticosa)根围丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落的季节动态,并利用冗余分析(redundancy analysis,RDA)和Mantel test分析了土壤和植被因子与AMF之间的关系,为进一步探索灌木铁线莲-AMF共生体对不同季节环境变化的响应提供理论依据。结果表明:(1)灌木铁线莲根围AMF孢子密度不存在显著的季节性差异,根系侵染率和丛枝丰度从春季至秋季呈下降趋势。(2)3个季节共检测出163个AMF OTUs(operational taxonomic units),春季、夏季、秋季分别为116OTUs、76OTUs和70OTUs。(3)夏季和秋季的AMF丰富度(实测OTUs数和Chao1指数)以及多样性(Shannon-Wiener指数和Invsimpson指数)显著低于春季,但夏、秋季间无显著异。(4)主成分分析和PERMANOVA分析表明,夏季和秋季的AMF群落组成与春季存在显著差异,而AMF群落组成在夏季与秋季间差异不显著。(5)RDA分析表明,采样季节、植被盖度、植物多样性、土壤含水量和土壤有机质对AMF ShannonWiener指数、Invsimpson指数、Chao1指数和实测OTUs数均产生显著影响;Mantel test分析发现,采样季节是影响AMF群落组成和菌根侵染率的主导因子,但对孢子密度无显著影响,而土壤有机质是影响孢子密度的主导因子。     

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…     

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。     

几种外生菌根真菌培养特性的研究

对 4种外生菌根真菌的培养特性进行了研究。结果表明 ,PDMA和PD培养基是培养外生菌根真菌的较适合的培养基 ;木屑、麸皮、米糠、玉米粉、蛭石是培养菌根菌菌剂的较适宜的基质 ;用MMN营养液拌料以及适宜的水分供给都有利于外生菌根真菌的生长。     

外生菌根真菌吸收汞的动力学

液体培养外生菌根真菌彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius XC1和Pisolithus tinctorius 270)和土生空团菌(Cenocuccum geophinum SIV)三周,菌丝体的阳离子交换量差异显著,但与二价汞(Hg++)的吸收和吸附关系不大。进入菌丝体的Hg++大部分被细胞吸收,少部分吸附于胞外。三种外生菌根真菌吸收Hg++的Cmin很低,变化于0.28～0.45mmol/ L,说明外界溶液中只要存在低浓度的Hg++,外生菌根真菌就能吸收。外生菌根真菌吸收Hg++的Imax和Km值Cg SIV > Pt XC1 Pt 270,由于Hg++在外生菌根真菌的菌丝中不易传递,推测Cg SIV形成外生菌根之后,寄主植物能适应高Hg++环境,Cg SIV形成的菌根化林木种苗可用于汞污染矿墟和土壤上的植树造林,修复汞污染的生态环境。     

温度、pH及干旱胁迫对沙地樟子松外生菌根菌生长影响

通过对采集于沙地樟子松人工林内的3种外生菌根真菌（牛肝菌Boletus sp.、乳菇Lactariussp.、高环柄菇Macrolepiota procera）进行纯培养,在不同温度、pH值和PEG模拟干旱胁迫条件下,观测了外生菌根菌的生长发育状况.结果表明,3种外生菌根菌生物量在不同pH范围（3～7）内存在着显著差异（P＜0.05）;在低于5℃和高于37℃时,3种外生菌根菌均不能生长,其最适生长温度分别为：牛肝菌,25℃高环柄菇,25～28℃,乳菇,25～30℃;在低浓度PEG胁迫处理条件下（10%,-0.20MPa）,3种外生菌根菌的生长均有所增加,当PEG胁迫达到30%（-1.53 MPa）时,3种外生菌根菌的生长均受到抑制.与上述结果比较,沙地樟子松人工林地土壤的实际pH值在外生菌根菌的最适生长范围内;林地最高气温值远远超过3种外生菌根菌的最适生长值的时间在每年的生长季都会出现;在极端干旱年份（如1996年）,林地土壤的实际含水量在生长季节（5～9月）远远低于抑制外生菌根菌生长的土壤含水量,可能影响到外生菌根菌的生存.因此,可以推断,沙地樟子松人工林地的外生菌根菌的生长与发育,在干旱胁迫及高温作用下受到很大程度的影响,如果仅从微生物角度分析,外生菌根菌在干旱和高温条件下不能生长或已经死亡是导致沙地樟子松人工林衰退的一个原因.     

红花尔基樟子松优良抗旱菌树组合的筛选

为筛选红花尔基樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）优良抗旱菌树组合,采用樟子松林下5个优势外生菌根真菌菌株为接种体,分别对5个月龄樟子松实生苗进行人工接种,接种8个月后观察菌根侵染情况及菌根形态,并在非干旱胁迫和干旱胁迫条件下测定不同菌树组合的生长和生理生化指标。结果表明：5个乡土菌种均能成功侵染樟子松并形成典型的外生菌根;干旱胁迫下,菌根化樟子松的各项生长指标均显著高于对照（P<0.05）,且接种粘盖牛肝菌（Suillus bovinus）具有最高的菌根侵染率、苗高、地上及地下生物量和根茎比;外生菌根共生体可通过提高植物SOD活性与POD活性,同时降低MDA含量来提高樟子松对干旱的耐受力;干旱胁迫下,所有接种处理苗木的萎蔫时间较对照处理均推迟,推迟时间最长的是粘盖牛肝菌接种处理,较对照推迟96.3 h;另外,接种处理均能显著延长宿主临界致死时间,尤其是接种粘盖牛肝菌可延长113.8 h。因此,可以认为粘盖牛肝菌与樟子松是一个较为理想的抗旱菌树组合。     

不同施水量处理下樟子松幼苗叶片水分生理生态特性的研究

研究了在不同水分处理下樟子松幼苗的若干生理生态过程和抗旱机制。结果表明,樟子松幼苗的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率、叶片温度及其他水分指标均随施水量的不同呈现较规律的变化;409．2和189．2mm施水量对樟子松幼苗各项指标的影响呈显著差异,而409．2和321．2mm之间与321．2和189．2mm之间均无差异;樟子松幼苗抗旱机制以抗脱水为主。     

不同气候湿度下樟子松耐旱生理特征的变化

以半湿润区、半干旱区和半干旱向干旱过渡区沙地上栽培的１４～１６年生樟子松人工林个体为研究材料,测定其主要耐旱生理指标（πｊｐ、ε等）地区间的差异性,结果表明,樟子松主要的耐旱生理指标在不同地区间存在着显著差异（Ｐ≤０．０５）;其变化与各地区的气候湿度指标（Ｉｍ）呈显著线性相关（Ｐ≤０．０５）,可用ｙ＝Ａ＋Ｂｘ关系式表达（ｙ为耐旱生理指标;ｘ为Ｉｍ）．当Ｉｍ由－２９．６降至－７０．２时,嫩枝生长初期和年生长季末期,初始失膨点总体渗透势（πｐ）随Ｉｍ的变化率（Ｂ）分别为０．００３４ＭＰａ和０．００６１ＭＰａ,最大总体体积弹性模数（ε）随Ｉｍ的变化率（Ｂ）分别为０．０１７ＭＰａ和０．０３１ＭＰａ,从而证明樟子松是耐旱性可变树种,可通过干旱锻炼提高其耐旱性．     

褐环乳牛肝菌对樟子松和油松根际土壤真菌多样性的影响

为了解褐环乳牛肝菌Suillus luteus对樟子松Pinus sylvestris var. mongolica和油松Pinus tabulaeformis根际土壤真菌群落结构的影响,采用Illumina MiSeq高通量测序,对两种松树接种S. luteus与对照组的根际土壤真菌群落结构进行研究。结果显示,4个样品共获得原始序列347 681条,归为5个真菌门。综合各土壤样品真菌Alpha多样性指数及OTUs-Venn图,发现接种S. luteus后樟子松和油松根际土壤真菌相对丰度与对照存在一定差异。群落结构分析表明,接种S. luteus提高了樟子松和油松根际土壤担子菌和壶菌的相对丰度,抑制了子囊菌门真菌。优势属由原来的Geopora转变为Suillus。通过PCA分析与NMDS分析发现接种S. luteus后樟子松和油松根际土壤真菌群落差异性增加,且接种S. luteus后樟子松根际土壤真菌群落结构相似性显著高于油松根际土壤真菌群落结构相似性。接种S. luteus的樟子松和油松土壤真菌丰富度降低、多样性增加,接种S. luteus改变了樟子松和油松根际土壤真菌群落结构和优势真菌种群。试验结果为樟子松和油松促生真菌菌种筛选和育苗工作提供了依据。     

红花尔基自然保护区天然樟子松林种内种间竞争分析

运用Hegyi单木竞争指数分析了内蒙古红花尔基自然保护区天然樟子松（Pinus sylvestris var．mongolica Litv．）林内所有胸径大于2cm的樟子松、山杨（Populus davidiana Dode．）、白桦（Betula platyphylla Suk．）和山荆子（Malus baccata L．）的种内和种间竞争强度。结果表明,样地中主要的竞争木和对象木均为樟子松和白桦;樟子松的种内竞争强度（0．534）远大于种间竞争强度。随径级的增大,樟子松的种内竞争强度逐渐减小,且与胸径存在幂函数关系CI=A·D^-B。胸径达到30cm后,樟子松种内竞争强度变化不明显。作为竞争木,樟子松对其他树种产生了较大的竞争压力。     

Community structure and functional group of root‐associated Fungi of Pinus sylvestris var. mongolica across stand ages in the Mu Us Desert

Root‐associated fungi (RAF) are an important factor affecting the host's growth, and their contribution to Pinus sylvestris var. mongolica plantation decline is substantial. Therefore, we selected three age groups of P. sylvestris plantations (26, 33, and 43 years), in the Mu Us Desert, to characterize the community structure and functional groups of RAF, identified by Illumina high‐throughput sequencing and FUNGuild platform, respectively. The effects of soil properties and enzyme activities on fungal diversity and functional groups were also examined. The results indicated that (a) 805 operational taxonomic units of RAF associated with P. sylvestris belonged to six phyla and 163 genera. Diversity and richness were not significantly different in the three age groups, but community composition showed significant differences. Ascomycota and Basidiomycota dominated the fungal community, while Rhizopogon dominated in each plot. (b) The proportion of pathotrophs decreased with increasing age, while that of symbiotrophs increased sharply, which were mainly represented by ectomycorrhizal fungi. (c) Stand age and soil enzyme activity had a greater influence on fungal community composition than did soil properties, whereas environmental variables were not significantly correlated with fungal diversity and richness. Dynamics of fungal community composition and functional groups with the aging plantations reflected the growth state of P. sylvestris and were related to plantation degradation.     

樟子松人工固沙林天然更新障碍因子分析

采用比较分析与野外试验的方法,对沙地樟子松人工林天然更新障碍因子进行了分析。结果表明,影响天然更新的环境因子主要有郁闭度、枯枝落叶层、植被盖度和立地条件。天然更新的障碍主要是由于引种地降雪覆盖少,温度偏高等原因,使土壤蒸发大、苗木蒸腾大,造成水分的亏缺,从而导致1－2年生更新幼苗死亡。针对樟子松人工固沙林天然更新障碍及其更新特点,提出在适宜立地上采取人工促进措施,如埋土、灌水等方法,以保证天然更新有效进行。     

樟子松人工固沙林天然更新特征

采用比较分析与野外调查的方法。对沙地樟子松人工林天然更新特征进行了研究,能够进行天然更新的引种地区天然更新在时间上是不连续的,与特定年份的某些降水因子密切相关;在空间上主要有3种更新方式;林隙更新,林缘更新,阔叶林下更新;天然更新幼树生长情况与人工林的生长差异不大。