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青檀內(nèi)生和附生真菌群落多樣性的季節(jié)性變化

2024-11-19 00:00:00柴新義劉雨于士軍孫星羅俠向玉勇
關(guān)鍵詞:季節(jié)變化青檀內(nèi)生真菌

摘要: 【目的】了解青檀(Pteroceltis tatarinowii) 內(nèi)生和附生真菌的群落結(jié)構(gòu)及其季節(jié)性特征,并探討群落間的關(guān)系及多樣性形成的可能原因?!痉椒ā吭诓煌竟?jié)分別采集野生青檀當(dāng)季生長的健康枝條,采用組織分離和振蕩清洗涂布平板法分離內(nèi)生和附生真菌,并對其進行培養(yǎng)、鑒定以及群落多樣性分析?!窘Y(jié)果】青檀的內(nèi)生和附生真菌群落主要由子囊菌門(Ascomycota) 構(gòu)成,分別占94.78% 和87.62%。內(nèi)生真菌主要包括擬莖點霉屬(Phomopsis)、交鏈孢屬(Alternaria) 和曲霉屬(Aspergillus),三者合計占比為76.10%;擬莖點霉屬和刺盤孢屬(Colletotrichum) 在每個季節(jié)均出現(xiàn);擬莖點霉屬為第1 優(yōu)勢菌屬,春、夏、秋、冬季占比分別為89.65%、43.51%、35.51% 和75.35%。附生真菌則主要由青霉屬(Penicillium)、莖點霉屬(Phoma) 和擬莖點霉屬構(gòu)成,三者合計占比為55.05%;每個季節(jié)均出現(xiàn)交鏈孢屬、擬莖點霉屬和刺盤孢屬。春季時,內(nèi)生真菌的多樣性、豐富度和均勻度均低于附生真菌,而在夏、秋季則相反;冬季時,內(nèi)生真菌的多樣性和均勻度較低,但豐富度較高。2 個群落組成的相似度較高(Cs=0.76),無顯著性差異(Pgt;0.05)?!窘Y(jié)論】青檀的內(nèi)生與附生真菌群落豐富且相似度高,存在明顯的季節(jié)差異。季節(jié)更替導(dǎo)致青檀內(nèi)外生態(tài)因子變化,從而驅(qū)動內(nèi)生和附生真菌群落多樣性的變化。

關(guān)鍵詞: 青檀;內(nèi)生真菌;附生真菌;群落多樣性;季節(jié)變化

中圖分類號: S718.81 文獻標(biāo)志碼: A 文章編號: 1004–390X (2024) 05?0125?09

植物內(nèi)生和附生真菌群落在生態(tài)系統(tǒng)功能中扮演著重要角色,能夠促進植物凋落物的分解,推動生物地球化學(xué)循環(huán)[1-5]。內(nèi)生真菌可增強宿主植物的生長、產(chǎn)量和抗逆性(如干旱、鹽堿、病蟲害等)[6-8]。因此,植物內(nèi)生和附生真菌一直被視為植物健康和生產(chǎn)力的關(guān)鍵因素,研究其群落結(jié)構(gòu)及動態(tài)關(guān)系對于理解真菌多樣性、群落穩(wěn)定性和生態(tài)系統(tǒng)功能具有重要意義[9]。盡管內(nèi)生和附生真菌群落之間的距離小于1 mm,但其棲息地的生態(tài)環(huán)境卻截然不同。附生真菌暴露在溫度、濕度、紫外線等外部壓力下,而內(nèi)生真菌在宿主植物內(nèi)部承受植物防御、營養(yǎng)和生物競爭等壓力的篩選。季節(jié)更替是導(dǎo)致植物內(nèi)外生態(tài)環(huán)境變化的主要原因,因此,研究植物附生和內(nèi)生真菌群落結(jié)構(gòu)及其季節(jié)性變化特征,對深入了解2 個群落間的關(guān)系具有重要意義。

目前,關(guān)于木本植物上真菌群落形成的驅(qū)動因素尚未明確。盡管已有一些關(guān)于植物內(nèi)生和附生真菌的研究[10-13],但由于研究區(qū)域、植物種類和氣候特點的差異,尚未形成共識性的預(yù)測模式或結(jié)論。青檀(Pteroceltis tatarinowii) 是中國特有的古老榆科(Ulmaceae) 植物,是石灰?guī)r及鈣質(zhì)土壤植物群落中的先鋒樹種,主要生長于干旱、貧瘠、微堿性的山地。青檀具有飼用、藥用、材用、生態(tài)防護等多種用途[14]。研究表明:青檀的枝條、葉片和果實中分布著豐富的內(nèi)生真菌,且其菌群組成具有一定的組織特異性[15-16]。然而,關(guān)于青檀枝條內(nèi)生和附生真菌群落結(jié)構(gòu)的特征及其隨季節(jié)變化的規(guī)律,以及2 個群落之間的動態(tài)關(guān)系,尚無相關(guān)文獻報道。因此,本研究以野生青檀為試驗對象,分別在不同季節(jié)采集當(dāng)季生長的健康枝條,對其內(nèi)生和附生真菌進行分離、培養(yǎng)和鑒定,并分析2 個群落結(jié)構(gòu)隨季節(jié)變化的特征,旨在了解內(nèi)生和附生真菌群落的結(jié)構(gòu)及其季節(jié)性變化特征,分析內(nèi)生真菌與附生真菌之間的動態(tài)關(guān)系,探討內(nèi)生和附生真菌群落多樣性形成的可能原因。研究結(jié)果可為植物內(nèi)生和附生真菌的生理生態(tài)學(xué)功能、菌植協(xié)同進化、多樣性維持機制等研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

分離培養(yǎng)基:青檀枝條100 g (煮汁)、馬鈴薯200 g (煮汁)、葡萄糖20 g、瓊脂20 g、水1 000 mL,pH 為自然。誘導(dǎo)產(chǎn)孢培養(yǎng)基:青檀枝條100 g (煮汁)、麥芽浸粉10 g、酵母膏2 g、瓊脂粉20 g、水1 000 mL,pH 5.8~6.2。

1.2 方法。

1.2.1 植物采集

2021 年春季(4 月)、夏季(7 月)、秋季(10 月)、冬季(12 月) 分別在安徽瑯琊山野生青檀居群中,隨機選取樹齡和生長勢基本一致的10 棵青檀植株并編號,用無菌剪刀從每株上剪取當(dāng)季生長的健康枝條5 根,置于滅菌袋內(nèi),編號并低溫保存。每個季節(jié)采集的植物樣本均來源于上述編號植株。

1.2.2 附生真菌分離

在超凈工作臺上用無菌鑷子小心取出枝條樣本,用無菌剪刀剪取長約2 cm 的枝段,每個枝條各取1 段。將枝段放入裝有50 mL 無菌磷酸鉀緩沖液的錐形瓶中,在200 r/min 的搖床上振蕩120 min,得到附生菌懸液。用無菌移液管吸取菌懸液0.5 mL 至分離培養(yǎng)基平板上,并用無菌玻璃涂棒均勻涂布;然后將平板置于28 ℃ 恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在上述操作過程中,打開一空白平板作為對照,以檢測工作環(huán)境的無菌狀況。

1.2.3 內(nèi)生真菌分離

取出上述用于分離附生真菌的枝段,用無菌水沖洗2~3 次;將其置于70% 酒精中浸泡2 min,再用無菌水沖洗2~3 次;將其置于2% 次氯酸鈉溶液中浸泡1 min,隨后用無菌水沖洗2~3 次。將枝段剪成0.1~0.2 cm 的組織塊,并將其接入分離培養(yǎng)基平板上,將平板置于28 ℃ 恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在上述操作過程中,取最后1 次沖洗的無菌水作為對照涂布平板。

1.2.4 誘導(dǎo)產(chǎn)孢

制備誘導(dǎo)產(chǎn)孢培養(yǎng)基薄層平板,挑選上述試驗中未產(chǎn)孢的真菌菌株,在無菌條件下接種于薄層平板上。將平板置于近紫外光下照射12 h,隨后在黑暗中培養(yǎng)12 h,交替進行14 d。挑取培養(yǎng)物進行染色、制片,鏡檢是否有分生孢子產(chǎn)生。

1.2.5 真菌鑒定

無性型真菌種類的鑒定參考文獻[17],有性型子囊菌種類的鑒定參考《真菌鑒定手冊》[18]。參考國際權(quán)威分類網(wǎng)站(http://www.indexfungorum.org) 最新資料及《安·貝氏菌物詞典(第10版)》[19],追蹤真菌屬的變動,最終確定真菌的分類地位。

1.2.6 真菌群落多樣性分析

(1) 分離頻率:指某個屬的菌株數(shù)占所分離菌株總數(shù)的百分比,用于評價優(yōu)勢菌群的組成情況。

(2) Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)(H′ ):用于分析枝條內(nèi)生及其附生真菌群落組成的多樣性。計算公式為:H′= -ΣSi=1Pi lnPi;Pi=Ni/N。式中:Pi 為第i 個物種的相對豐度;S 為物種數(shù); Ni 為第i 個物種的個體數(shù),i=1,2,3,4…S;N 為個體總數(shù)。

(3) Margalef 豐富度指數(shù)(R):用于分析內(nèi)生和附生真菌群落組成的豐富度。計算公式為:R=(S-1)/log2N。

(4) 均勻度指數(shù)(E):用于分析內(nèi)生和附生真菌群落分布的均勻程度。計算公式為:E=H′/lnS。

(5) Sorenson 相似性指數(shù)(Cs):用于分析內(nèi)生和附生真菌群落組成的相似性程度。計算公式為:Cs=2j/(a+b)。式中:j 為不同季節(jié)內(nèi)生或附生真菌的共有屬數(shù);a 為某一季節(jié)內(nèi)生或附生真菌的屬數(shù);b 為另一季節(jié)內(nèi)生或附生真菌的屬數(shù)。

(6) 優(yōu)勢度曲線:根據(jù)分離頻率的大小進行排序,通過累積百分?jǐn)?shù)繪制優(yōu)勢度曲線,用于直觀展示內(nèi)生和附生真菌群落分布的豐富度和均勻度。

采用SPSS 16.0 進行費舍爾檢驗,以判斷和分析內(nèi)生和附生真菌群落組成的差異程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 真菌群落結(jié)構(gòu)的特征

由表1 可知:4 個季節(jié)共分離內(nèi)生真菌671株、附生真菌1 454 株,其中,內(nèi)生真菌隸屬于2門7 綱16 目18 科20 屬,附生真菌隸屬于2 門6綱10 目13 科14 屬。

在門水平上,青檀內(nèi)生真菌和附生真菌均主要由子囊菌門(Ascomycota) 組成,分別占94.78%和87.62%;其次為毛霉菌門(Mucoromycota),分別占3.43% 和2.96%。此外,經(jīng)誘導(dǎo)產(chǎn)孢后,仍分別存在1.79% 和9.42% 的未產(chǎn)孢菌群。

在綱水平上,數(shù)量排名前3 的內(nèi)生真菌為糞殼菌綱(Sordariomycetes)、座囊菌綱(Dothideomycetes)和散囊菌綱(Eurotiomycetes),分別占76.00%、11.23% 和5.61%,合計占比為92.84%;附生真菌則以座囊菌綱、散囊菌綱和糞殼菌綱為主,分別占32.43%、28.36% 和26.76%,合計占比為87.55%。

在目水平上,數(shù)量排名前3 的內(nèi)生真菌為間座殼菌目(Diaporthales)、格孢腔菌目(Pleosporales)和散囊菌目(Eurotiales),分別占64.23%、8.80%和5.61%,合計占比為78.64%;附生真菌則主要由散囊菌目、格孢腔菌目和間座殼菌目構(gòu)成,分別占28.36%、19.88% 和12.59%,合計占比為60.83%。

在科水平上,數(shù)量排名前3 的內(nèi)生真菌為間座殼科(Diaporthacea)、多孢菌科(Pleosporaceae) 和小叢殼科(Glomerellaceae),分別占64.23%、6.86%和3.87%,合計占比為74.96%;附生真菌則主要由曲霉科(Aspergillaceae)、亞隔孢殼科(Didymellaceae)和間座殼科組成,分別占28.36%、18.71%和12.59%,合計占比為59.66%。

在屬水平上,數(shù)量排名前3 的內(nèi)生真菌為擬莖點霉屬(Phomopsis)、交鏈孢屬(Alternaria) 和曲霉屬(Aspergillus),分別占64.23%、6.86% 和5.01%,合計占比為76.10%;附生真菌則以青霉屬(Penicillium)、莖點霉屬(Phoma) 和擬莖點霉屬為主,分別占23.75%、18.71% 和12.59%,合計占比為55.05%。

2.2 真菌群落組成隨季節(jié)更替的變化特征

由表2 可知:春、夏、秋、冬季分別分離內(nèi)生真菌232、154、143 和142 株,分別分離附生真菌503、128、294 和529 株。每個季節(jié)均出現(xiàn)的內(nèi)生真菌包括擬莖點霉屬和刺盤孢屬(Colletotrichum),且均以擬莖點霉屬為第1 優(yōu)勢菌群,其在4 個季節(jié)的分離頻率分別為89.65%、43.51%、35.51% 和75.35% (表1)。內(nèi)生真菌的組成存在季節(jié)特異性,例如,僅在春季出現(xiàn)大莖點霉屬(Macrophoma),夏季出現(xiàn)殼二孢屬(Ascochyta) 和痂圓孢屬(Sphaceloma),秋季則出現(xiàn)枝孢霉屬(Glomerella)、腐質(zhì)霉屬(Humicola) 和阜孢屬(Papularia),而冬季則出現(xiàn)殼針孢屬(Septoria) 和雙珠霉屬(Dimargaris)。每個季節(jié)中均出現(xiàn)的附生真菌包括交鏈孢屬、擬莖點霉屬和刺盤孢屬。附生真菌的組成也存在季節(jié)特異性,如雙珠霉屬僅在春季出現(xiàn),葉點霉屬(Phyllosticta)、盤多毛孢屬(Pestalotia)和粉孢屬(Oidium) 等僅在秋季出現(xiàn)。

2.3 真菌群落的多樣性

由表2 還可知:青檀內(nèi)生真菌群落的多樣性、豐富度和均勻度均以秋季最高,而以春季最低;附生真菌群落的多樣性、豐富度和均勻度也以秋季最高,但其在夏季的多樣性和豐富度最低,冬季的均勻度最低。由表3 可知:青檀枝條內(nèi)生真菌群落的豐富度指數(shù)高于附生真菌,而多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均低于附生真菌。

由圖1 可知:青檀內(nèi)生真菌的菌群數(shù)量多于附生真菌的菌群數(shù)量,且內(nèi)生真菌群落中的第1 優(yōu)勢菌群占比高于附生真菌群落的第1 優(yōu)勢菌群占比。青檀內(nèi)生真菌的優(yōu)勢度曲線變化相對平緩,而附生真菌的優(yōu)勢度曲線在早期上升較快,隨后逐漸趨于平緩,這表明內(nèi)生真菌主要受到植物特性調(diào)節(jié),相對變化較為穩(wěn)定;而附生真菌則主要受到外界環(huán)境影響,變化相對不穩(wěn)定。

2.4 真菌群落多樣性隨季節(jié)更替的變化特征

由圖2 可知:在秋季,青檀內(nèi)生真菌的第1 優(yōu)勢菌群相對較低(35.51%),曲線變化平緩;而春季內(nèi)生真菌群落的第1 優(yōu)勢菌群占比較高(89.65%);夏季的優(yōu)勢度曲線在早期上升較為迅速,隨后逐步趨于平緩。雖然附生真菌群落的多樣性、豐富度和均勻度均在秋季達到最高,但其第1 優(yōu)勢菌群占比相對較低(26.53%),曲線變化較為平緩;雖然夏季附生真菌群落的多樣性和豐富度最低,但其第1 優(yōu)勢菌群占比較高(46.09%),曲線上升迅速。結(jié)合表2 可知:內(nèi)生和附生真菌之間隨著季節(jié)更替存在一定的演化關(guān)系。春季,附生真菌群落的多樣性、豐富度和均勻度均大于內(nèi)生真菌群落;夏季和秋季則與春季相反;冬季,附生真菌群落的多樣性和均勻度大于內(nèi)生真菌群落,但其豐富度小于內(nèi)生真菌群落。

2.5 內(nèi)生和附生真菌群落的相似性

由表1 和表4 可知:除未產(chǎn)孢菌群外,青檀內(nèi)生和附生真菌2 個群落的共有屬為13 個,相似性指數(shù)(Cs) 為0.76。春季,青檀內(nèi)生和附生真菌群落的共有屬為6 個,Cs 為0.86;夏季,2 個群落的共有屬為4 個,Cs 為0.73;秋季,2 個群落的共有屬為10 個,Cs 為0.77;冬季,2 個群落的共有屬為4 個,Cs 為0.44。

費舍爾精確檢驗結(jié)果(表5) 表明:青檀內(nèi)生真菌的群落組成在春季與秋季之間存在極顯著差異(Plt;0.01),夏季與秋季之間存在顯著差異(Plt;0.05),在其余季節(jié)之間無顯著差異(Pgt;0.05)。青檀附生真菌的群落組成在夏季與秋季之間存在極顯著差異(Plt;0.01),夏季與冬季之間存在顯著差異(Plt;0.05),而在其余季節(jié)之間無顯著差異(Pgt;0.05)。春季內(nèi)生真菌的群落組成與秋季附生真菌的群落組成存在顯著差異(Plt;0.05);秋季內(nèi)生真菌的群落組成與春季附生真菌的群落組成存在顯著差異(Plt;0.05),與夏季附生真菌的群落組成存在極顯著差異(Plt;0.01);冬季內(nèi)生真菌的群落組成與夏季附生真菌的群落組成存在顯著差異(Plt;0.05);其余內(nèi)生真菌與附生真菌的群落組成之間無明顯的季節(jié)差異(Pgt;0.05)。

3 討論

3.1 季節(jié)性變化對內(nèi)生真菌群落的影響

植物體內(nèi)外廣泛存在種類豐富、結(jié)構(gòu)多樣、功能復(fù)雜的真菌群落,且與宿主植物密切相關(guān)[20-25]。OSONO[11]在研究山茶葉片內(nèi)生真菌群落組成隨季節(jié)性變化時發(fā)現(xiàn):隨著春、夏、秋、冬的更替,內(nèi)生真菌的侵染率和數(shù)量逐漸增加,且隨著時間的推移,內(nèi)生真菌種類的豐富度也逐漸增加。在本研究中,隨著春、夏、秋、冬的演化更替,野生青檀枝條內(nèi)生真菌的數(shù)量逐漸減少,秋季的屬數(shù)最多,而春季的屬數(shù)最少。GUO 等[22]在研究北京油松枝條的內(nèi)生真菌時發(fā)現(xiàn):春季內(nèi)生真菌的分離頻率最高,且4 個季節(jié)分布的常見種類包括交鏈孢屬、半殼孢屬、擬盤多毛孢屬、莖點霉屬和擬莖點霉屬5 個菌群,而不同季節(jié)的內(nèi)生真菌群落組成沒有顯著差異。此外,MARTINS 等[26]對橄欖樹內(nèi)生真菌群落的研究發(fā)現(xiàn):春季內(nèi)生真菌的多樣性高于秋季,且不同季節(jié)群落組成的相似性較低,常見種類包括擬莖點霉屬、鐮刀菌屬和木霉屬3 個菌群。本研究發(fā)現(xiàn):在青檀枝條的內(nèi)生真菌中,擬莖點霉屬和刺盤孢屬2個菌群在4 個季節(jié)中均有分布,春季與秋季的內(nèi)生真菌群落組成存在極顯著差異(Plt;0.01),夏季與秋季的內(nèi)生真菌群落組成存在顯著差異(Plt;0.05)。以上研究結(jié)果存在差異的原因,除了植物內(nèi)生真菌群落組成和分布受宿主植物種類、地理分布、組織部位等因素的影響外,可能還與研究樣本自身的差異有關(guān)。本研究選取野生青檀當(dāng)季生嫩枝為樣本,有助于探究季節(jié)性環(huán)境因素變化與相應(yīng)季節(jié)枝條內(nèi)生真菌群落之間的相關(guān)性。

不同季節(jié)青檀內(nèi)生真菌的菌群結(jié)構(gòu)具有一定的共性和季節(jié)特異性。例如春、夏、秋、冬4 個季節(jié)均出現(xiàn)了擬莖點霉屬和刺盤孢屬,其中擬莖點霉屬分別占89.65%、43.51%、35.51% 和75.35%,刺盤孢屬分別占0.86%、0.49%、9.42% 和0.70%;但僅在春季出現(xiàn)大莖點霉屬,夏季出現(xiàn)殼二孢屬和痂圓孢屬,秋季出現(xiàn)枝孢霉屬、腐質(zhì)霉屬和阜孢屬,而冬季則出現(xiàn)殼針孢屬和雙珠霉屬。研究表明:植物內(nèi)生真菌中的一些種類能產(chǎn)生具有抗其他真菌的次級代謝活性物質(zhì),從而抑制其他真菌生長,使自身成為優(yōu)勢菌群,進而改變植物內(nèi)生真菌的群落結(jié)構(gòu)和功能[27-28]。此外,隨著季節(jié)的更替,植物體內(nèi)各種營養(yǎng)成分(如礦物質(zhì)、糖類、蛋白質(zhì)、粗脂肪等) 也在發(fā)生不同程度的變化。因此,推測植物營養(yǎng)物質(zhì)成分的季節(jié)性變化會對其內(nèi)生真菌產(chǎn)生影響,這可以在一定程度上解釋青檀枝條中內(nèi)生真菌群落多樣性的季節(jié)性變化規(guī)律。

3.2 季節(jié)性變化對附生真菌群落的影響

在春季,日本京都大原野森林公園內(nèi)山茶附生真菌的數(shù)量最多,而夏季最少[11];在本研究中,青檀附生真菌的數(shù)量在冬季最多,春季次之,夏季最少。植物附生真菌分布于植物表面,其主要受自然溫度、濕度、降水、紫外線等氣候環(huán)境因素的影響,也受植物表面結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、營養(yǎng)等多種因素的影響。隨著季節(jié)的變化,影響植物附生真菌種類和數(shù)量的諸多因素會發(fā)生規(guī)律性的變化,因此,植物附生真菌群落也會表現(xiàn)出相應(yīng)的變化規(guī)律。例如,在秋季,青檀附生真菌群落的多樣性、豐富度和均勻度最高,而在夏季的多樣性和豐富度最低,冬季的均勻度最低;夏季與秋季的附生真菌群落組成存在極顯著差異(Plt;0.01),而夏季與冬季的附生真菌群落組成存在顯著差異(Plt;0.05),在其余季節(jié)之間則無顯著差異(Pgt;0.05)。本次采集的青檀樣本來自安徽省瑯琊山森林公園,該地區(qū)的氣候環(huán)境特征為夏季降水次數(shù)和降水量均高于其他季節(jié),降水易沖刷植株枝條表面,從而降低附著在植物表面的灰塵和微生物數(shù)量。此外,夏季環(huán)境溫度較高、濕度較低且干燥,紫外線輻射強度明顯高于冬季。因此,青檀附生真菌群落的種類和數(shù)量均在夏季最少。

3.3 內(nèi)生與附生真菌群落之間的季節(jié)性聯(lián)系

本研究表明:附生真菌的數(shù)量多于內(nèi)生真菌,但內(nèi)生真菌的種類多于附生真菌。這一結(jié)果與對小果咖啡(Coffea arabica)、山茶(Camellia japonica)、山茱萸(Cornus stolonifera) 等植物的真菌研究結(jié)果[10-12]相似,但與對青檀葉片、油橄欖(Olea europaea)、圓葉菝葜(Smilax rotundifolia)等植物的真菌研究結(jié)果[15, 20-21]存在一定差異。這種差異可能主要來自選用的植物組織材料不同。本研究以當(dāng)季生健康枝條為樣本,而其他研究則使用了植物的葉、根或多年生枝條等。青檀內(nèi)生和附生真菌群落的組成隨著季節(jié)更替而發(fā)生規(guī)律性變化,且兩者之間的關(guān)系密切。2 個群落的組成相似性程度較高, 且無顯著性差異(Pgt;0.05)。在春季,青檀枝條內(nèi)生和附生真菌群落的共有屬為6 個,Cs 為0.86;在夏季,兩者的共有屬為4個,Cs 為0.73;在秋季,兩者的共有屬為10 個,Cs 為0.77;在冬季,兩者的共有屬為4 個,Cs 為0.44。因此,推測青檀枝條內(nèi)生真菌群落中有較大一部分真菌來自青檀枝條表面的附生真菌。

青檀枝條內(nèi)生和附生真菌群落受植物內(nèi)外生態(tài)環(huán)境變化的影響,而季節(jié)更替是推動這種變化的根本原因。附生真菌主要受制于外界環(huán)境,而內(nèi)生真菌則主要受控于宿主植物。外部是否具有能夠入侵植物并成為內(nèi)生真菌的附生真菌種類,取決于2 個方面。(1) 附生真菌能否承受外部環(huán)境中各種變化因素的考驗,如紫外線、溫度、降水等。在對木本植物油橄欖、木麻黃(Casuarinaequisetifolia)、可可樹(Theobroma cacao) 的研究中,證實了一些內(nèi)生真菌是來自空氣或降雨傳播的真菌定殖[20, 23-24]。(2) 附生真菌能否承受來自宿主植物內(nèi)部的多種壓力,如植物防御、營養(yǎng)和生物競爭等。研究表明:青檀枝條的內(nèi)生和附生真菌中包括一些被認(rèn)為是潛在植物病原菌的種類,如擬莖點霉屬、刺盤孢屬、交鏈孢屬等,這些類群一般具有較強的侵染能力,一旦接觸枝條表面,就能附著并侵入植物組織[25-26]。

宿主植物為內(nèi)生真菌的生長代謝提供所需的營養(yǎng)物質(zhì),而分泌到植物組織表面的營養(yǎng)物是附生真菌的主要營養(yǎng)來源。有研究表明:植物的各種營養(yǎng)成分隨著季節(jié)更替而發(fā)生變化[29-30],而真菌生長與營養(yǎng)成分之間存在密切聯(lián)系[31]。因此,推測季節(jié)更替引發(fā)宿主植物營養(yǎng)成分種類和含量的變化,進而導(dǎo)致植物內(nèi)生和附生真菌種類和數(shù)量的變化,最終形成植物內(nèi)生和附生真菌群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)性變化。此外,紫外線強度在夏季最高,春季次之,秋季和冬季最低[32],紫外線對空氣中或枝條表面真菌具有一定的殺傷作用,導(dǎo)致能夠入侵植物組織的真菌種類和數(shù)量隨季節(jié)更替而變化,從而影響真菌在植物中的定殖和生態(tài)分布。可見,營養(yǎng)物質(zhì)和紫外線強度的季節(jié)性變化是驅(qū)動真菌群落多樣性的重要因素。

4 結(jié)論

青檀枝條的內(nèi)生與附生真菌群落關(guān)系密切,群落組成的相似性程度較高。季節(jié)更替引發(fā)植物內(nèi)外生態(tài)環(huán)境因素的變化,從而驅(qū)動青檀內(nèi)生和附生真菌群落多樣性的規(guī)律性變化。研究結(jié)果為利用植物微生物群落生態(tài)調(diào)控手段調(diào)節(jié)植物健康生長提供了科學(xué)依據(jù)。

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責(zé)任編輯:何承剛

基金項目:安徽省自然科學(xué)基金面上項目(2108085MC87);安徽省教育廳重點資助項目(KJ2020A0714);安徽省科技廳中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展資助項目(202107d06020018)。

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