营造乡土树种人工林和桉树人工林是我国南亚热带森林经营的常见模式.为探究土壤真菌群落多样性及功能对乡土树种和桉树人工林的响应特征与机制,该研究以南亚热带 4 个乡土树种人工林[马尾松(Pinus massoniana)、火力楠(Michelia macclurei)、米老排(Mytilaria laosensis)、红锥(Castanopsis hystrix)]和外来树种尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)人工林为对象,基于各林分土壤(0～20 cm)真菌 18S rRNA高通量测序数据,利用FUNGuild数据库,比较分析乡土树种与尾巨桉人工林土壤真菌群落多样性和功能类群的差异特性及影响的主导土壤环境因子.结果表明:(1)5 个研究林分的土壤真菌优势门均为子囊菌门和担子菌门,但不同乡土树种林分与尾巨桉林的土壤真菌优势目存在差异.(2)尾巨桉林土壤真菌群落α多样性高于乡土树种人工林,其群落组成结构也与乡土树种人工林存在显著差异(P<0.05).(3)4 个乡土树种人工林土壤的腐生营养型的相对丰度高于尾巨桉林,并且火力楠林和米老排林土壤丛枝菌根真菌的相对丰度明显高于尾巨桉林,尾巨桉林土壤共生营养型以及外生菌根真菌和木材腐生菌的相对丰度明显高于乡土树种人工林.(4)pH是导致尾巨桉林与乡土树种人工林土壤真菌群落多样性和功能类群差异的主要土壤环境因子.综上认为,在南亚热带地区将尾巨桉林改建成火力楠林或米老排林可提高土壤养分水平,提升土壤生态功能.

揭示气候变暖对土壤微生物多样性及组成是生物多样性和生态系统功能研究的热点.关于不同水平增温如何影响高寒草甸生态系统土壤微生物群落在一定程度上是未知的.本试验在青海玉树州高寒草甸进行不同水平增温试验(W1、W2和W3分别代表增温幅度逐渐增加),基于高通量测序对土壤微生物群落进行了研究.结果表明:(1)气候变暖会显著增加土壤细菌α多样性及β多样性.其中,土壤细菌Shannon指数在W1、W2和W3处理下分别显著增加了2.70％、3.87％和8.73％,而在W3处理下土壤细菌Chao1指数显著增加了17.82％(P＜0.05).(2)细菌的优势菌门均为酸杆菌门和变形菌门,真菌的优势菌门均为子囊菌门和担子菌门.随着温度增加,细菌富集类群的数量增加,而真菌的数量减少.(3)基于PICRUSt及FUNGuild数据库对细菌及真菌进行功能预测,气候变暖后细菌优势潜在代谢功能及真菌生态功能类会发生变化.其中,不同水平增温处理下土壤相对丰度大于2％的功能基因包括Biosynthesis of ansamycins和Biosyn-thesis of vancomycin group,以及Valine、leucine和isoleucine biosynthesis等生物合成通路.气温升高会增加未分类腐生真菌及丛枝菌根的相对丰度.以上表明,气候变暖后青藏高原高寒草甸土壤微生物群落多样性、组成和功能均会发生变化.

[背景]烟叶陈化涉及多方面因素的相互作用.[目的]研究烟叶表面可培养微生物群落结构、功能和化学成分之间的联系.[方法]以储存于贵阳库、坛厂库、茅台库的烟叶为研究对象,分别对不同陈化时间的烟叶样品进行微生物分离,采用rDNA条形码技术对微生物优势菌株进行物种鉴定,利用FAPROTAX和FUNGuild数据库分别对细菌和真菌进行功能注释,并结合主要化学成分进行相关分析.[结果]243个烟叶样品中共分离到189株优势细菌菌株和229株优势真菌菌株,其中细菌以芽孢杆菌属(Bacillus)为优势种群,真菌以曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)为优势种群.随着陈化时间的延长,优势种群和优势功能类群比例逐渐降低,主要化学成分与微生物群落变化呈显著相关关系.[结论]微生物功能群通过结构变化推动烟叶陈化进程,同时陈化过程中主要化学成分的变化影响了微生物群落的组成与功能.

探索黔中马尾松(Pinus massoniana)林下杜鹃(Rhododendron simsii)根内生真菌物种多样性和生态功能.采集黔中乌当(WD)、孟关(MG)、龙里(LL)3个地区马尾松林下杜鹃的发根,提取真菌DNA进行高通量测序.分析真菌Alpha多样性,借助FUNGuild注释平台解析真菌的生态功能类别,探索真菌群落中的核心微生物组,并结合网络图展示菌群之间的关联性.结果,3个地区的杜鹃根部内生真菌多样性非常丰富,WD地区杜鹃内生真菌多样性和丰富度最高.试验共获得有效序列425799条,817个可操作分类单元(OTU),分属于6门19纲52目103科154属,主要隶属于子囊菌门(81.2％)、接合菌门(5.8％)和担子菌门(4.7％);优势纲、目、科分别为:散囊菌纲(43.0％)、散囊菌目(39.2％)、发菌科(39.2％);在属的水平上,青霉属(38.60％)占比最高,其次是木霉属(7.20％)、拟盘多毛孢属(6.10％).根部的真菌拥有多种生态功能群,如未定义腐生菌(194 OTU)、植物病原菌(20 OTU)、土壤腐生菌(18 OTU)、外生菌(14 OTU)、地衣共生真菌(10 OTU)、杜鹃类菌根真菌(5 OTU)、木腐生菌(5 OTU)、丛枝菌根(4 OTU)、内生菌(2 OTU)、动物病原菌(8 OTU),以及多种混合营养型类群21类,102个Undefined种类在FUNGuild数据库中没有参考信息.根部真菌可以形成生态位共享模式,而且不同功能群之间存在耦合性,核心基因组与关键物种以真菌组形成的生态功能团表现.

外生菌根是木本植物根系与真菌形成的共生结构,外生菌根真菌在红松等外生菌根树种的定植与森林生态系统的保持方面起到至关重要的作用.明确菌根系统内外生菌根真菌群落组成是揭示菌根共生机制的前提条件.本研究利用Illumina Hiseq测序平台对生长季内红松纯林内根围土壤及菌根样品ITS2区进行高通量测序,分析其外生菌根真菌群落结构随季节的变化规律,同时通过统计学的方法分析了红松根系微生态中外生菌根真菌群落结构组成变化与其他生物因素、非生物因素的相关性.结果 如下:(1)从6月份到10月份,5个月的菌根样品测序共得到741个真菌OTUs,利用FUNGuild数据库分析,其中85个OTUs归类为外生菌根真菌,优势属(相对丰度＞5)为蜡壳菌属Sebacina、乳牛肝菌属Suillus、Meliniomyces、红菇属Russula、棉革菌属Tomentella、须腹菌属Rhizopogon和缘腺革菌属Amphinema.6月份菌根中外生菌根真菌的多样性最大,显著高于其他月份.(2)红松林外生菌根真菌群落组成受到土壤pH、有效磷含量、有效钾含量和土壤有效氮含量的影响,它们与外生菌根真菌优势属相对丰度呈现正相关或负相关.(3)根围土壤内真菌是影响红松根系外生菌根真菌相对丰度的另一重要因素,其中,包括普可尼亚属Pochonia、产丝齿菌属Hyphodontia、镰刀菌属Fusarium、Collembolispora、枝穗霉属Clonostachys、Apodus、鹅膏属Amanita在内的土壤真菌与根内外生菌根真菌的相对丰度呈线性关系.同时,超过85％的根内外生菌根真菌与同一取样地的土壤共有,可以认为侵染和扩散是红松根内外生菌根真菌群落形成的主要方式,同时兼有植物根系的选择,因为根内并不包括所有土壤中存在的外生菌根真菌,其机制需要进一步人工模拟试验验证.

为寻找促进药用植物活性代谢产物合成的微生物,该文以黄精为研究对象,利用高通量测序技术和生态功能预测平台,测定根际土真菌、根茎和根内生真菌的ITS序列,分析其真菌多样性和群落组成,并预测根茎内生真菌的生态功能.结果表明:(1)测序得到1023个可操作分类单元(OTUs),根际、根茎和根真菌OTU数分别为703、128和141,三种部位真菌群落组成差异显著,根际土存在特有的真菌类群,即壶菌门.(2)根际土、根茎及根共有OTU 41个,子囊菌门占共有真菌的58.15％,丰度最大.(3)根茎内生真菌被划分6个生态功能群,包括未定义腐生菌、菌寄生真菌、动物病原菌、植物病原菌、丛枝菌根真菌和地衣共生真菌,37个undefined种类(34.91％)在FUNGuild数据库中没有参考信息.研究认为根茎中优势菌属Setophoma、新赤壳属等内生真菌可能与活性代谢产物密切相关,可为黄精药用功能菌群的发掘提供数据参考.

采用多种培养基对采自贵州省贵阳市3个样地的鸡油菌Cantharellus cibarius子实体内细菌和真菌进行分离、培养、鉴定和多样性分析.利用FAPROTAX和FUNGuild数据库分别对其功能类群进行注释,从而探究微生物群对鸡油菌生长发育的影响.结果 表明,鸡油菌子实体内共分离获得细菌49株,分属于2门、4纲、6目、9科、12属和27种,其中,优势属为假单胞菌属Pseudomonas;真菌90株,分属于3门、7纲、12目、26科、32属和44种,优势属为蜡蚧菌属Lecanicillium.功能分析结果显示,细菌主要集中于潜在氮代谢、芳香性气味物质代谢,以及难溶性化学物质的溶解等方面;真菌主要集中于分解复杂有机物、辅助菌根真菌与植物根系建立共生,以及潜在抑制虫害、病原菌侵染等方面.

探究了新疆盐生植物黑果枸杞不同组织中内生真菌群落的组成及多样性,为深入研究盐碱、干旱等环境下内生真菌与宿主的互作机制,筛选和开发促生、防病和抗逆等功能的有益内生真菌资源提供科学依据.利用ITS高通量测序技术比较黑果枸杞不同组织真菌群落组成及差异,并采用FUNGuild数据库预测真菌群落生态功能.测序共获得高质量内生真菌序列354 058条,涉及291个OTUs,分属于9门、19纲、34目、50科、60属.α多样性指数分析表明,根、果中真菌群落多样性和丰富度程度较高,叶居中,花的多样性最低,茎的丰富度最低.对黑果枸杞内生真菌群落组成和优势菌群的分析表明,子囊菌门为优势菌门,花、叶、果、茎和根中相对丰度分别为86.85％、72.36％、75.97％、84.44％和85.02％.链格孢属为黑果枸杞植株中的核心属,不同组织中均有分布,在花、叶、果、茎和根中占比分别为85.41％、69.79％、47.07％、79.94％和36.97％.较优势的菌尚有枝孢属、枝顶孢属、新凸轮孢菌属、茎点霉属和楔孢黑粉菌属等真菌.这些菌多具有促生、抗逆等特性,在宿主对盐碱、干旱等极端环境的适应性方面有着潜在功能.各组织独有属的相对丰度均未超过1％.共有菌和独有菌在不同组织中的组成和相对丰度差异较大.经FUNGuild软件平台解析显示,黑果枸杞中病理-腐生-共生营养型的相对丰度最高,在花、叶、果、茎和根中分别为85.41％、69.84％、47.24％、79.98％和37.09％.果和叶中含多种相对丰度≥1％的条件致病菌,而根中腐生真菌种类较多.黑果枸杞中蕴含着功能丰富的内生真菌菌群,在不同组织中的组成及其生态功能差异较大,同时还含有大量未鉴定出种属和未定义的功能菌群,这些可为黑果枸杞功能菌群发掘提供数据参考.

森林作为陆地生态系统的主体,其林冠承载了地球上大约40％的现存物种,叶际微生物作为冠层生物多样性的重要组成部分,在维持植物健康、提高宿主抵御能力和参与全球生物地球化学循环等生态功能中发挥着重要作用,然而相对于根际微生物,目前关于冠层叶际微生物群落组成的研究还比较缺乏.本研究以吉林省长白山自然保护区内阔叶红松林为主要研究对象,使用高通量测序技术分析6种优势树种(红松、紫椴、蒙古栎、色木槭、水曲柳、春榆)的叶际真菌群落特征,并测定宿主的14种叶片功能性状,对比研究了不同优势树种叶际真菌群落组成与功能群异同,探讨真菌群落组成与叶片功能性状的关联性.结果表明:叶际真菌的优势门和纲分别为子囊菌门、担子菌门,座囊菌纲和外囊菌纲;不同树种林冠叶际真菌组成存在明显差异.LEfSe分析表明,除春榆和色木槭外,其余树种都有显著的差异指示种,如红松的圆孢多臂菌属和蒙古栎的柱隔孢属;对比FUNGuild数据库发现,叶际真菌主要功能群为病理寄生型;冗余分析和envfit分析结果表明,与植物养分获取和抵御病虫害相关的性状是影响林冠叶际真菌群落结构的主要因子.

为探讨黑老虎(Kadsura coccinea)根际土壤和组织内生真菌菌群的组成及其生态功能,该研究采用ITS高通量测序技术对成熟黑老虎(根、茎、叶)内生真菌及根际土壤真菌群落结构、多样性和生态功能进行了分析.结果表明:(1)从12 个样品中共获得2241 个可操作分类单元(OTU),涉及10 门、41 纲、95 目、212科、367 属,内生真菌(根、茎、叶)和根际土壤真菌OTU数分别为 386、536、258、1435个,其中共有的OTU为18 个.在门水平上,黑老虎内生真菌及根际土壤真菌优势群落均为子囊菌门和担子菌门,其中子囊菌门在叶和茎中占比分别高达 96.99％和 95.37％;在属水平上,黑老虎根际土壤真菌中腐生真菌被孢霉属占比较高(为 13.5％),叶和茎等生长旺盛的组织中子囊菌门未分类属和痂囊腔菌属占比较高.(2)α多样性分析结果显示,黑老虎根际土壤真菌群落的丰度和多样性明显高于内生真菌,茎中内生真菌丰度显著高于根和叶,而根、茎和叶组织间内生真菌多样性差异不显著;PCoA分析结果显示,叶和茎的真菌群落结构相似性更高.(3)利用FUNGuild数据库进行的功能预测分析结果显示,黑老虎根际土壤真菌和内生真菌含有大量的未分类菌群;功能已分类菌群中,病理寄生型功能群在生长旺盛的组织中占比较高.该研究结果为黑老虎优异功能菌的筛选和发掘提供了理论依据.