李善敏,曾歆花,黃衛(wèi)昌,付 浩,黃清俊
(1.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)生態(tài)技術(shù)與工程學(xué)院,上海 201418;2.上海辰山植物園華東野生瀕危資源植物保育中心,上海 201602)
蘭科內(nèi)生真菌是指在蘭科植物生活史中共生在其根或類根器官當(dāng)中的所有類群真菌,包括菌根真菌、非菌根真菌及病原真菌等,其中蘭科菌根真菌(Orchid mycorrhizal fungi,OMF)是一類對(duì)蘭花單向或?qū)φ婢?植物兩者雙向有利的真菌類群[1]。菌根真菌對(duì)于提高蘭科植物種子萌發(fā)率、原球莖的發(fā)芽率以及移栽植株的存活率至關(guān)重要[2]。有研究表明,不同生境下同種蘭科植物可與不同種類的真菌共生,如生長(zhǎng)在草甸和林地下的歐洲對(duì)葉蘭(Neottia ovata)的內(nèi)生真菌的物種組成存在顯著差異[3]。緯度梯度和地理距離對(duì)蘭科內(nèi)生真菌也有較大影響,如歐亞綬草(Spiranthes spiralis)的OMF多樣性會(huì)隨著緯度的增加而降低[4]。加上區(qū)域間真菌的物種更替,OMF 群落會(huì)隨著地理距離的增加,其相似性逐漸降低[5]。土壤養(yǎng)分也是影響蘭科內(nèi)生真菌類型的主要因素,BUNCH 等[6]的研究結(jié)果表明,杓蘭(Cypripedium calceolus)的分布范圍及其內(nèi)生真菌類型不僅與其地理位置相關(guān),還與土壤養(yǎng)分有密切聯(lián)系。DAVIS 等[7]的研究結(jié)果表明,土壤養(yǎng)分是影響青須蘭(Pheladenia deformis)分布和菌根真菌組成的主要限制性因素。但目前研究蘭花內(nèi)生真菌類型多與其廣域的分布范圍以及地理距離相聯(lián)系,對(duì)于明確蘭花內(nèi)生真菌類型在不同生境下與生長(zhǎng)狀況的相關(guān)性方面的影響可能需要開展更多的研究。
白及(Bletilla striata)為蘭科白及屬多年生草本植物,具有很高的藥用和觀賞價(jià)值,其藥用成分白及多糖被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域[8]。此外,由于白及花色艷麗多樣,花期較長(zhǎng)和適應(yīng)性強(qiáng),在園藝方面也具有較好的應(yīng)用。隨著白及市場(chǎng)需求量的逐漸增加,白及開始大規(guī)模生產(chǎn)[9]。在林地資源緊張的情況下,復(fù)合經(jīng)營(yíng)成為一種常見且重要的種植方式。農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)不僅有利于優(yōu)化植物對(duì)資源和空間的合理利用,而且具有提高系統(tǒng)生物多樣性,改善系統(tǒng)內(nèi)部生態(tài)環(huán)境等多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[10-11]。目前,我國(guó)白及復(fù)合系統(tǒng)較多,主要有針葉林-白及[12]、銀杏-白及-羊肚菌[13]、竹林-白及[13-14]等。但不同的林地類型對(duì)白及的生長(zhǎng)發(fā)育有不同的影響[15-16]。為明確不同林地類型對(duì)白及生長(zhǎng)發(fā)育及其與內(nèi)生真菌共生關(guān)系的影響,擬選擇上海市幾種常見的林地類型[毛竹(Phyllostachys edulis)、紅哺雞竹(Phyllostachys iridescens)、落羽杉(Taxodium distichum)與水杉(Metasequoia glyptostroboides)]開展研究,篩選適合種植白及的林地類型,為實(shí)現(xiàn)白及林下有效栽培和林地綜合開發(fā)利用提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)地位于上海辰山植物園(31°04′26.31″N、121°10′50.37″E),該地屬于北亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候,年平均氣溫15.6 ℃,年日照時(shí)長(zhǎng)1 817 h,降水量1 313 mm。選擇植物園主要的4種林地(紅哺雞竹、落羽杉、毛竹、水杉)類型開展研究。
挑選大小和長(zhǎng)勢(shì)基本一致的同批白及實(shí)生苗,于2021 年3 月在4 種林地以30 cm×30 cm 的株行距種植。于2022 年6 月進(jìn)行樣品采集,每種林地設(shè)置3個(gè)1 m×1 m 的樣方,每個(gè)樣方內(nèi)隨機(jī)采收8株。同時(shí)測(cè)定每個(gè)樣方白及葉片光合指標(biāo),并采集每個(gè)樣方0~10 cm 土壤樣品,每種林地3個(gè)重復(fù),共12個(gè)土壤樣品。
1.2.1 生長(zhǎng)指標(biāo)及生物量測(cè)定 白及苗采收后用清水將葉片、塊莖和根系清洗干凈,晾干水分。同時(shí)測(cè)量白及株高、葉寬、葉長(zhǎng)、根長(zhǎng)、地上部鮮質(zhì)量、塊莖鮮質(zhì)量和根鮮質(zhì)量等指標(biāo)。隨后將樣品置于烘箱105 ℃殺青30 min、80 ℃烘干至恒質(zhì)量,測(cè)量地上部干質(zhì)量和地下部干質(zhì)量等指標(biāo)。
1.2.2 光合氣體交換參數(shù)測(cè)定 于晴天9:00—11:00,使用Li-6400 便攜式光合分析儀(Li-Cor,USA)進(jìn)行氣體交換參數(shù)測(cè)定,采用LED 紅藍(lán)光源,將光照強(qiáng)度(PAR)設(shè)置為1 000 μmol∕(m2·s),CO2濃度為400 μmol∕mol,流速為500 μmol∕mol。每種林地選擇3~5 株生長(zhǎng)狀況基本一致的白及植株,對(duì)其同一生長(zhǎng)部位的成熟葉片進(jìn)行測(cè)定,重復(fù)3~5次。測(cè)定的指標(biāo)包括凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、胞間二氧化碳濃度(Ci)等氣體交換參數(shù)。
1.2.3 土壤養(yǎng)分測(cè)定 采用電位法測(cè)定土壤pH值;利用重鉻酸鉀容量法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量(OM);利用半微量凱氏法測(cè)定土壤總氮含量(TN);利用堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤堿解氮含量(AN);利用硫酸-高氯酸消煮法測(cè)定土壤全磷含量(TP);利用火焰光度計(jì)法測(cè)定土壤全鉀含量(TK);利用碳酸氫鈉法測(cè)定土壤速效磷含量(AP);利用紫外分光光度計(jì)法測(cè)定土壤速效鉀含量(AK);利用土壤總氮與全磷含量的比值計(jì)算氮磷比[總氮∕全磷(N∶P)]。
1.2.4 高通量測(cè)序 每組處理選擇3~5 株白及,每株采集3~5 個(gè)根段,用流動(dòng)的清水洗凈后,于超凈工作臺(tái)中滅菌(75%乙醇30 s、3.5%次氯酸鈉4 min,用無菌水沖洗3 次后裝入5 mL 離心管中)后存放于-80 ℃冰箱。參照E.Z.N.A.?Soil DNA Kit(Omega Bio-tek,Norcross,GA,U.S.)試劑盒說明書,提取白及樣本中的微生物總DNA。采用ITS 全長(zhǎng)引物ITS1Fngs(5′ - GGTCATTTAGAGGAAGTAA - 3′ )∕TW14ngs(5′-CTATCCTGRGRGAAAYTTC-3′)進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。PCR 反應(yīng)體系:5×FastPfu Buffer 4 μL、2.5 mmol∕L dNTPs 2 μL、5 μmol∕L 正向引物0.8 μL、5μmol∕L反向引物0.8μL、FastPfu Polymerase 0.4μL和模板DNA 10 ng,以ddH2O 補(bǔ)足至20μL。擴(kuò)增程序:95 ℃預(yù)變性5 min;95 ℃變性30 s,55 ℃退火30 s,72 ℃延伸45 s,共35個(gè)循環(huán);72 ℃延伸10 min,10 ℃保存。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)2%瓊脂糖凝膠電泳后,采用 AxyPrep DNA Gel Extraction Kit(Axygen Biosciences,Union City,CA,U.S.)試劑盒進(jìn)行純化。根據(jù)說明書(Pacific Biosciences)通過平連接從擴(kuò)增的DNA 中制備SMRTbell 文庫(kù)。將每個(gè)樣本連接特定的barcode序列后等質(zhì)量混合,擴(kuò)增子混合物使用Pacific Biosciences SMRTbellTMTemplate Prep kit 1.0試劑盒構(gòu)建測(cè)序文庫(kù)并在PacBio Sequel Ⅱ上測(cè)序。所有擴(kuò)增子測(cè)序均由上海凌恩生物科技有限公司(中國(guó)上海)承擔(dān)。使用SMRT Link Analysis 6.0 軟件處理PacBio 原始read,以獲得環(huán)形一致性序列(CCS)read:參數(shù)設(shè)置最小通過次數(shù)為3,最小預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度為0.99。原始read 通過SMRT Portal 處理,以篩選序列的長(zhǎng)度(<800 bp 或>2 500 bp)和質(zhì)量。通過去除barcode、引物序列、嵌合體并包含10 個(gè)連續(xù)相同堿基的序列進(jìn)行進(jìn)一步過濾。
使用上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司(Shanghai Majorbio Bio-pharm Technology Co.,Ltd.)的云平臺(tái)進(jìn)行交互式生物信息云分析。利用UPARSE 軟件(Version7.1 http:∕∕drive5.com∕uparse∕)根據(jù)97%的相似度對(duì)序列進(jìn)行OTU 聚類并剔除嵌合體。利用RDP classifier(http:∕∕rdPh.cme.msu.edu∕)對(duì)每條序列進(jìn)行物種分類注釋,比對(duì)SILVA 和UNITE 數(shù)據(jù)庫(kù)。利用OTU 分析微生物群落結(jié)構(gòu)組成、α 多樣性、β 多樣性、微生物與環(huán)境因子的相關(guān)性并制作圖形。利用SPSS 22 對(duì)不同林地白及的生長(zhǎng)指標(biāo)、光合指標(biāo)以及土壤養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行ANOVA、相關(guān)性及差異顯著性分析(P<0.05)。利用Origin 2018 繪圖,利用Adobe Photoshop CC 2018 進(jìn)行后期圖形處理。
不同林地白及生長(zhǎng)表現(xiàn)出一定差異。如圖1所示,毛竹林地白及株高、葉長(zhǎng)顯著高于落羽杉林地,株高、葉長(zhǎng)與葉寬顯著高于水杉林地。紅哺雞竹林地白及株高、葉長(zhǎng)、葉寬雖低于毛竹林地,但差異不顯著;株高與落羽杉、水杉林地也無顯著性差異;葉長(zhǎng)顯著高于落羽杉林地;葉寬顯著高于水杉林地。毛竹林地白及分蘗芽數(shù)5 個(gè),顯著高于紅哺雞竹、水杉林地。毛竹林地白及根長(zhǎng)顯著高于其他3 種林地,其他3 種林地之間白及根長(zhǎng)差異不顯著。毛竹林地白及地上部、地下部鮮質(zhì)量分別為352.34、689.25 g,均顯著高于其他3 種林地。此外,紅哺雞竹林地白及地上部、地下部鮮質(zhì)量低于落羽杉、水杉林地,但差異不顯著。毛竹林地白及根冠比顯著高于其他3種林地,具體表現(xiàn)為毛竹林地>落羽杉林地>水杉林地>紅哺雞竹林地。
圖1 4種林地白及生長(zhǎng)指標(biāo)Fig.1 Growth indices of four forest types of Bletilla striata
對(duì)4種林地白及葉片氣體交換參數(shù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),毛竹林地白及的Pn為8.89μmol∕(m2·s),顯著高于水杉、紅哺雞竹、落羽杉林地,其他3 種林地白及之間不存在顯著差異。毛竹林地白及Gs 顯著高于落羽杉、紅哺雞竹林地,Tr 顯著高于落羽杉林地。水杉林地白及Ci為66.34μmol∕mol,高于其他3種林地,且顯著高于落羽杉林地。落羽杉林地白及4 項(xiàng)光合指標(biāo)均為最低(表1)。
表1 4種林地白及光合指標(biāo)Tab.1 Photosynthetic indexes of four forest types of Bletilla striata
不同林地土壤OM、TN、AN、AP、TK 差異不顯著(表2)。其中,水杉林地土壤OM、TN、AN、TP 高于其他3 種林地,但整體上差異不顯著。毛竹、水杉、紅哺雞竹林地土壤pH 值顯著低于落羽杉林地,其中紅哺雞竹林地土壤pH 值最低,為6.43。水杉、毛竹林地土壤TP顯著高于紅哺雞竹林地,但與落羽杉林地不存在顯著性差異。紅哺雞竹林地土壤AK 顯著高于落羽杉林地,但與毛竹、水杉林地不存在顯著性差異。紅哺雞竹林地土壤N∶P 顯著高于其他3種林地(表2)。
表2 4種林地土壤養(yǎng)分指標(biāo)Tab.2 Soil nutrient indices of four forest types
對(duì)4 種林地白及內(nèi)生真菌種類進(jìn)行OTU 水平α多樣性分析發(fā)現(xiàn),落羽杉林地白及內(nèi)生真菌的Sob豐富度指數(shù)與Shannon 多樣性指數(shù)最高,而毛竹林地白及最低(圖2A、B)。Coverage 指數(shù)表明,4種林地的樣本覆蓋度在98.99%~99.06%(圖2C),說明4種林地的數(shù)據(jù)量充足,每組樣品的微生物種類均得到充分測(cè)量。
圖2 基于OTU水平的4種林地白及內(nèi)生真菌α多樣性分析Fig.2 α-diversity analysis of endophytic fungi in four forest types of Bletilla striata at the OTU level
基于Bray-Curtis 距離對(duì)4 種林地樣本進(jìn)行非度量多維標(biāo)尺分析(Nonmetric multidimensional scaling,NMDS)的結(jié)果表明,其stress 值為0.089,該值小于0.1,表明模型效果較好,說明不同林地間白及內(nèi)生真菌組成存在一定差異(圖3)。4 種林地的組間差異大于組內(nèi)差異,表明林地類型對(duì)白及內(nèi)生真菌組成存在較大影響,同時(shí)紅哺雞竹、水杉林地白及內(nèi)生真菌群落組成變異較大,高于毛竹、落羽杉林地。
圖3 4種林地白及內(nèi)生真菌β多樣性分析Fig.3 β diversity analysis of endophytic fungi in four forest types of Bletilla striata
不同林地白及的內(nèi)生真菌種類在屬水平存在一定差異,其中水杉林地白及內(nèi)生真菌種類最多,達(dá)44 屬;毛竹林地白及內(nèi)生真菌種類最少,為30 屬(圖4A)。4種林地白及內(nèi)生真菌的共有屬為17個(gè),紅哺雞竹、落羽杉、毛竹、水杉林地白及內(nèi)生真菌特有屬分別為12、7、6、17 個(gè)。4 種林地白及內(nèi)生真菌的優(yōu)勢(shì)屬均為擔(dān)子菌門(Basidiomycota)的梨形孢屬(Serendipita)(圖4B)。但不同林地梨形孢屬相對(duì)豐度有較大差異,其中毛竹林地白及梨形孢屬相對(duì)豐度最大,為84.76%,水杉林地相對(duì)豐度最小,僅為43.11%,不同林地白及梨形孢屬相對(duì)豐度具體表現(xiàn)為毛竹林地>紅哺雞竹林地>落羽杉林地>水杉林地。毛竹、紅哺雞竹、落羽杉3種林地白及第二優(yōu)勢(shì)內(nèi)生真菌均為擔(dān)子菌門的Unclassified_c_Agaricomycetes,水杉林地白及第二優(yōu)勢(shì)內(nèi)生真菌為子囊菌門的Unclassified_p_Ascomycota。紅哺雞竹、落羽杉、毛竹、水杉林地白及擔(dān)子菌門內(nèi)生真菌相對(duì)豐度分別為81.90%、74.50%、94.45%、47.95%,子囊菌門內(nèi)生真菌相對(duì)豐度分別為17.50%、24.50%、4.530%、49.80%。除毛竹林地白及外,紅哺雞竹、落羽杉、水杉林地白及內(nèi)生真菌中均含有子囊菌門莖點(diǎn)霉屬(Dactylonectria)真菌和外瓶霉屬(Exophiala)真菌,且相對(duì)豐度較高。
圖4 4種林地白及內(nèi)生真菌數(shù)量在屬水平的Venn(A)和群落組成(B)分析Fig.4 Analysis of Venn(A)and community composition(B)of endophytic fungi abundance in four forest types of Bletilla striata at genus level
冗余分析(Redundancy analysis,RDA)結(jié)果(圖5A)表明,門水平上,99.67%的內(nèi)生真菌都與白及的生長(zhǎng)發(fā)育具有相關(guān)性。各生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)均與擔(dān)子菌門呈正相關(guān)關(guān)系,與子囊菌門呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。其中內(nèi)生真菌與白及的株高、葉長(zhǎng)、葉寬3項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)性最強(qiáng)。在屬水平上,白及株高與擬棘殼孢屬(Pyrenochaetopsis)呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與Unclassified_p_Ascomycota、莖點(diǎn)霉屬、外瓶霉屬呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖5B)。白及葉長(zhǎng)與梨形孢屬、擬棘孢殼屬呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,與羅丹賽伯林納德氏屬(Cyberlindnera)、Unclassified_p_Ascomycota、莖點(diǎn)霉屬、Unclassified_f_Nectriaceae、外瓶霉屬呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。白及根粗與Unclassified_c_Herpotrichiellaceae、Unclassified_c_Sordariomycetes 呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。白及地上部、地下部鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均與梨形孢屬呈顯著正相關(guān)關(guān)系,同時(shí)除地下部干質(zhì)量外,均與Unclassified_f_Herpotrichiellaceae、莖點(diǎn)霉屬呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。白及根長(zhǎng)與Nepyrenochaeta呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。白及葉寬與盤刺孢屬(Colletotrichum)呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與Unclassified_p_Ascomycota、背 芽 突 霉 屬(Cadophora)、Unclassified_c_Sordariomycetes 呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。分蘗芽數(shù)與梨形孢屬、Unclassified_o_Sebacinales 呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與背芽突霉屬呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。
圖5 白及生長(zhǎng)指標(biāo)與內(nèi)生真菌關(guān)聯(lián)性分析Fig.5 Correlation analysis between growth indicators and endophytic fungi in Bletilla striata
基于斯皮爾曼系數(shù)(Spearman coefficient),將pH 值和8 種土壤養(yǎng)分AK、N∶P、TP、AP、TK、AN、OM、TN與白及內(nèi)生真菌進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析發(fā)現(xiàn),在門水平上,79.12%的真菌與土壤養(yǎng)分具有相關(guān)性。其中TP、AN、TK、OM 以及AP 主要與子囊菌門真菌呈正相關(guān)關(guān)系,與擔(dān)子菌門呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;AK、N∶P主要與擔(dān)子菌門呈正相關(guān)關(guān)系,與子囊菌門呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;pH 值和TN 與兩者的相關(guān)性較弱(圖6A)。整體而言,白及內(nèi)生真菌種類受土壤pH 值、TP、AN、OM、TN 影響較大。在屬水平上,N∶P 與Unclassified_c_Leotiomycetes 呈顯著正相關(guān)關(guān)系。OM 與Neopyrenochaeta呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與Unclassified_c_Agaricomycetes、枝 孢 霉 屬(Cladosporium)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。pH 值、TP、AN、TN 分 別 與 Unclassified_c_Herpotrichiellaceae、Unclassified_c_Leotiomycetes、Unclassified_o_Xylariales、Unclassified_o_Xylariales 呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖6B)。
圖6 白及其內(nèi)生真菌與土壤養(yǎng)分的關(guān)聯(lián)性分析Fig.6 Correlation analysis between endophytic fungi and soil nutrients in Bletilla striata
3.1.1 林地類型對(duì)白及生長(zhǎng)發(fā)育的影響 林地類型對(duì)白及生長(zhǎng)發(fā)育有重要影響。本研究中,毛竹林地白及株高、葉長(zhǎng)、葉寬、分蘗芽數(shù)、根長(zhǎng)、地上部和地下部鮮質(zhì)量以及根冠比等各個(gè)指標(biāo)均顯著高于其他3 種林地類型。這表明相比其他林地類型,毛竹林地白及的生長(zhǎng)狀況最佳。推測(cè)這與不同林地條件下植被類型、光照條件和土壤養(yǎng)分等的差異有關(guān)。有研究表明,植被類型影響了根系代謝物、免疫系統(tǒng)功能及根系分泌物的組成,進(jìn)而影響了微生物的活動(dòng)和結(jié)構(gòu)[17]。此外,植被類型還會(huì)影響溫度和光照的日、年變化[18]。周一冉[19]研究發(fā)現(xiàn),白及在林地郁閉度為20%~90%的地區(qū)均可生長(zhǎng),但當(dāng)郁閉度在45%~55%時(shí),其生長(zhǎng)狀況最好。一定范圍內(nèi)光強(qiáng)的增加可以提高光合產(chǎn)物的積累,利于根、冠的生長(zhǎng)[20],這與本研究中毛竹林地白及葉片的Pn、根冠比顯著高于其他3 種林地類型的研究結(jié)果一致。土壤養(yǎng)分對(duì)植株生物量有較大影響[21]。磷、鉀含量增加可促進(jìn)光合產(chǎn)物向地下部的運(yùn)輸積累[22],這與本研究中毛竹林地土壤的AP、TK 最高,且地下生物量極顯著高于其他3組的結(jié)果相一致。菌根真菌是影響蘭科植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要因子,同時(shí)也是決定蘭科植物的物種豐度以及分布范圍的重要因素[23]。本研究中,4 種林地白及內(nèi)生真菌的優(yōu)勢(shì)種均為擔(dān)子菌門的梨形孢屬真菌。門水平上,毛竹、落羽杉和紅哺雞竹林地白及內(nèi)生真菌以擔(dān)子菌門真菌占主要地位,而水杉林地白及則以子囊菌門真菌占優(yōu)勢(shì)。同時(shí),從生長(zhǎng)指標(biāo)與內(nèi)生真菌的關(guān)聯(lián)性分析中可以看出,白及的生長(zhǎng)發(fā)育與擔(dān)子菌門真菌呈顯著的正相關(guān)關(guān)系,與子囊菌門呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。這表明擔(dān)子菌門真菌對(duì)4種林地白及的生長(zhǎng)發(fā)育起到關(guān)鍵性作用。屬水平上,白及的生長(zhǎng)指標(biāo)主要與梨形孢屬等真菌呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與莖點(diǎn)霉屬和Unclassified_f_Herpotrichiellaceae 等真菌呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。本研究中,毛竹林地白及生長(zhǎng)狀況最好,其地下部生物量也顯著高于其他3 種林地,同時(shí)其梨形孢屬真菌的相對(duì)豐度也最高。這表明菌根真菌的相對(duì)豐度越高越有利于白及的生長(zhǎng),這與學(xué)者得出的梨形孢屬真菌有利于蘭花地下部生長(zhǎng)的結(jié)論[15]較為一致。子囊菌門作為土壤中廣泛的真菌類型,多作為土壤中的分解者存在,為腐生菌[24]。本研究中,除毛竹林地外,其他3 種林地白及菌根均檢測(cè)到子囊菌門的莖點(diǎn)霉屬真菌,而莖點(diǎn)霉屬真菌是白及根腐病的主要致病菌[25]。由此推測(cè),落羽杉、水杉和紅哺雞竹林地白及生長(zhǎng)狀況和生物量均低于毛竹林地白及,可能是由于受到病原菌的侵染,導(dǎo)致白及根系產(chǎn)生病害,造成生長(zhǎng)受阻。
3.1.2 林地類型對(duì)白及內(nèi)生真菌的影響 林地類
型對(duì)白及內(nèi)生真菌的組成、群落結(jié)構(gòu)和豐度有一定影響。本研究中,毛竹、落羽杉和紅哺雞竹林地白及的內(nèi)生真菌中擔(dān)子菌門占主要地位,而水杉林地白及則為子囊菌門真菌占優(yōu)勢(shì)。4種林地類型下白及優(yōu)勢(shì)內(nèi)生真菌均為梨形孢屬,以毛竹林地白及相對(duì)豐度最高,水杉林地相對(duì)豐度最低。此結(jié)果可能是由不同林地條件下土壤養(yǎng)分、光照和植物種類的差異造成。
土壤養(yǎng)分會(huì)在一定程度上影響白及內(nèi)生真菌的種類。通過對(duì)內(nèi)生真菌和土壤養(yǎng)分進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析后發(fā)現(xiàn),土壤養(yǎng)分可解釋門水平上79.12%的內(nèi)生真菌變異情況。其中TP、AN、TK、AP 等主要與子囊菌門真菌呈正相關(guān)關(guān)系,AK、N∶P 與擔(dān)子菌門呈正相關(guān)關(guān)系。屬水平上,外瓶霉屬和莖點(diǎn)霉屬真菌與磷含量相關(guān)性較強(qiáng)。水杉林地白及內(nèi)生真菌中莖點(diǎn)霉屬和外瓶霉屬的相對(duì)豐度最高,可能是由于水杉土壤中磷含量較高造成,因?yàn)檩^高的磷含量會(huì)促進(jìn)子囊菌的增殖。有研究表明,土壤養(yǎng)分如氮、磷等的含量與蘭花的內(nèi)生真菌群落結(jié)構(gòu)具有一定的相關(guān)性,且在低磷條件下,菌根真菌更容易與植物建立共生關(guān)系[6,26],如紅哺雞竹林地白及的傘菌綱、梨形孢屬和膠膜菌屬等OMF 相對(duì)豐度高于水杉林地。
光照對(duì)白及內(nèi)生真菌的種類也會(huì)產(chǎn)生一定影響。FU 等[15]的研究結(jié)果表明,光照強(qiáng)度與OMF 梨形孢屬呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與莖點(diǎn)霉屬呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。本研究中,毛竹林地中郁閉度最低,光照強(qiáng)度最大,梨形孢屬相對(duì)豐度最高,莖點(diǎn)霉屬相對(duì)豐度最低。由于不同林地的郁閉度有所區(qū)別,導(dǎo)致土壤的受光面積會(huì)產(chǎn)生一定差異,從而影響林地土壤的溫濕度[27]、含水量和土壤微生物的群落組成[28],進(jìn)而影響白及內(nèi)生真菌的組成結(jié)構(gòu)。植物-土壤互作同樣影響白及內(nèi)生真菌組成。植物根系通過向土壤釋放有機(jī)物來提高土壤養(yǎng)分、改變土壤性質(zhì),為土壤微生物提供食物和生存場(chǎng)所,微生物則將土壤中的有機(jī)廢物分解為植物可利用的形式促進(jìn)植物的生長(zhǎng)[29]。由于蘭科植物的特殊性,白及根系會(huì)不斷與土壤中的真菌進(jìn)行共生,促進(jìn)對(duì)土壤養(yǎng)分的獲取。但不同的植物根系分泌的有機(jī)質(zhì)不同,導(dǎo)致土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)[30]以及白及內(nèi)生真菌的組成產(chǎn)生一定差異。
林地類型對(duì)白及的生長(zhǎng)發(fā)育和內(nèi)生真菌的組成有顯著影響。本研究中,4 種林地白及生長(zhǎng)指標(biāo)差異較大,毛竹林地種植白及效果最好。不同林地類型白及內(nèi)生真菌種類也具有一定差異,4 種林地白及內(nèi)生真菌的優(yōu)勢(shì)種群均為擔(dān)子菌門的OMF 梨形孢屬,且毛竹林地相對(duì)豐度最高,水杉林地最低。水杉林地土壤磷含量較高,病原菌增殖快,導(dǎo)致整體上內(nèi)生真菌相對(duì)豐度較低、植株產(chǎn)生病害、生物量低。內(nèi)生真菌群落組成對(duì)白及生長(zhǎng)指標(biāo)有顯著影響,整體上內(nèi)生真菌相對(duì)豐度越高,白及生長(zhǎng)狀況越佳。因此,在對(duì)白及進(jìn)行農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營(yíng)以及植物景觀配置時(shí),應(yīng)注意選擇合適的林地類型如毛竹林地,并考慮光照、土壤養(yǎng)分以及微生物種類等因素對(duì)白及生長(zhǎng)發(fā)育的影響。在適當(dāng)條件下還可以施用有機(jī)肥或菌肥等調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分以及微生物種類,以達(dá)到最佳種植效果。