天山林區(qū)土壤真菌多樣性及其群落結(jié)構(gòu)

王詩慧,常順利,*,李 鑫,張毓?jié)?/p>

1 新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院綠洲生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 烏魯木齊 830046

2 新疆林科院森林生態(tài)研究所, 烏魯木齊 830063

真菌能夠分解有機(jī)質(zhì)、參與物質(zhì)和能量循環(huán),是土壤微生物多樣性的重要組成部分。土壤真菌的種類結(jié)構(gòu)可以作為評價土壤生態(tài)狀況的重要生物指標(biāo),而土壤真菌群落的結(jié)構(gòu)又受植物物種及其根系分泌物的影響[1-3]。在全球尺度上,土壤真菌豐富度與植物多樣性存在直接的相關(guān)關(guān)系[4]；青藏高原高寒草原土壤真菌的α多樣性和β多樣性與地上植物的α多樣性和β多樣性呈現(xiàn)出強(qiáng)烈耦合關(guān)系,地上植物多樣性是制約土壤真菌多樣性的首要因素[5]。而土壤真菌也是植被參與生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)的重要推動者,通過共生或者病原方式與植物構(gòu)成密切的聯(lián)系。因此,了解土壤真菌群落結(jié)構(gòu)對于探索植物繁育、疾病防治、評價生態(tài)系統(tǒng)功能、維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡等方面至關(guān)重要。

通常,土壤真菌群落基于傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法進(jìn)行分析,已經(jīng)清楚地證明了植物對真菌群落的依賴性[6]。然而,傳統(tǒng)培養(yǎng)所能得到的土壤真菌數(shù)量非常少,有許多真菌無法直接被分離培養(yǎng)。高通量測序就是從土壤中直接提取總DNA富集后進(jìn)行測序,具有高效、信息全面等特點(diǎn),為土壤微生物的研究提供有利手段[7,8]。

天山山系是亞歐大陸最大的東西走向的獨(dú)立山系之一,天山林區(qū)在涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、固碳釋氧等方面具有非常重要的生態(tài)系統(tǒng)功能[9]。天山林區(qū)以雪嶺云杉(Piceaschrenkiana)純林為主,在涵養(yǎng)水源、積累營養(yǎng)物質(zhì)、保護(hù)生物多樣性等方面具有重要的生態(tài)功能。雪嶺云杉林緣、林窗及林下的灌木主要有栒子(Cotoneastermelanocarpus)、異果小檗(Berberisheteropoda)、密刺薔薇(Rosaspinosissima)、金絲桃葉繡線菊(Spiraeahypericifolia)、新疆方枝柏(Sabina pseudosabina)、錦雞兒(CaraganaFabr)、剛毛忍冬(Lonicerahispida)等,林下土壤類型為典型山地灰褐色森林土[10]。雪嶺云杉一直被報道存在老齡化嚴(yán)重,幼苗成活率低等更新不良的問題,目前關(guān)于天山植物的研究大多基于種群空間變化或生態(tài)化學(xué)計(jì)量等方面的研究[11-12],對植物與土壤真菌多樣性及其群落結(jié)構(gòu)的關(guān)系研究較少。基于此,本研究使用Illumina MiSeq 高通量測序技術(shù),分析了天山不同植被類型的根際土與非根際土中真菌群落組成及多樣性,探討了不同植物土壤微生物的群落動態(tài)及優(yōu)勢菌屬,以期為探尋影響云杉生長的優(yōu)勢菌屬、對天山植物的保護(hù)及經(jīng)營管理提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本文的土壤樣品采集于天山森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站(87°07′—87°28′E,43°14′—43°26′N,駐地海拔1908 m),年均氣溫2—5℃,年降水量400—600 mm,土壤類型為灰褐色森林土。選擇6種植被為研究對象取土壤樣品,分為別為5種灌木的根際土與非根際土,不同生境下云杉的根際土與非根際土,共12個處理樣品,每個處理3次重復(fù)取樣,共計(jì)36個測試土樣。天山北坡為陽坡,5種灌木分布在海拔1600—1760 m 之間；采樣時選取海拔、林分密度基本相同的灌木純林,設(shè)置10 m×10 m的樣方,每種灌木設(shè)置三個樣方,樣方內(nèi)采用5點(diǎn)法取樣,去除表面凋落物后用抖落法取灌木根際土樣；云杉林分布于海拔1760—2800 m之間,陰坡的云杉生長狀況優(yōu)于陽坡,用以上相同方法取云杉的根際土與非根際土,但云杉林窗面積較小且沒有植物生長,一個林窗為一個樣方,3個樣方之間間隔20 m以上,去掉表面凋落物后挖到云杉根系時采集根際土,未挖到根系的表層土為非根際土。將同處理土樣混合均勻并取出可見的植物根系和動植物殘體并保存于滅菌的密封袋冷藏帶回,帶回實(shí)驗(yàn)室后立即過2 mm土壤篩編號(表1)并分為兩份,一份用于土壤理化性質(zhì)的測定,一份用于土壤真菌DNA提取。

表1 樣品編號

1.2 測序分析

采用MoBio試劑盒法提取土壤樣品DNA,之后用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA的純度和濃度。稀釋后的基因組DNA為模板,對真菌ITS1區(qū)域進(jìn)行PCR擴(kuò)增,引物序列為ITS1：5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3′, ITS4：5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′;使用New England Biolabs 公司的Phusion? High-Fidelity PCR Master Mix with GC Buffer和高效高保真的酶進(jìn)行PCR,確保擴(kuò)增效率和準(zhǔn)確性。PCR產(chǎn)物用2%濃度的瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測,選擇主帶大小在400—450 bp之間的序列,割膠回收目標(biāo)條帶。由諾禾致源生物科技有限公司使用Illumina公司TruSeq DNA PCR-Free Library Preparation Kit建庫試劑盒進(jìn)行文庫的構(gòu)建,構(gòu)建好的文庫經(jīng)過Qubit定量和文庫檢測,合格后使用HiSeq進(jìn)行上機(jī)測序。

1.3 土壤理化性質(zhì)分析

土壤樣品風(fēng)干后過0.149 mm篩,土壤總有機(jī)碳(Total Organic Carbon,TOC)采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定；土壤全N(Total Nitrogen,TN)采用擴(kuò)散法；土壤全P(Total Phosphorus,TP)采用酸溶-鉬銻抗比色法；土壤全K(Total Potassium,TK)采用 NaOH 堿熔-火焰光度計(jì)測定法。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

使用Excel 2017對土壤樣品中C、N、P、K 的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；對ITS1區(qū)進(jìn)行測序,下機(jī)所得原始數(shù)據(jù)(Raw data)經(jīng)濾除后得到高質(zhì)量數(shù)據(jù)(Clean data),使用FLASH v1.2.7軟件、Trimmomatic v0.33軟件、UCHIME V4.2軟件獲得樣品的有效數(shù)據(jù)(Effective data)并在97%的相似度水平下進(jìn)行聚類獲得OTUs,每個OTU認(rèn)為可代表一個物種。使用Qiime軟件計(jì)算微生物群落的α多樣性指數(shù),群落多樣性用Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)表示,Chao指數(shù)表示土壤微生物群落的豐富度,Coverage指數(shù)表示測序深度。利用樣本間生物學(xué)距離進(jìn)行β多樣性分析。選取OTUs的代表性序列用對不同樣品內(nèi)微生物進(jìn)行物種注釋分析,獲得分類學(xué)信息并分別在界(Kingdom)、門(Phylum)、綱(Class)、目(Order)、科(Family)、屬(Genus)、種(Species)分類水平統(tǒng)計(jì)個樣本的群落組成,利用Qiime生成不同分類水平上的物種豐度表,再使用R語言工具繪制樣品各分類學(xué)水平下的群落結(jié)構(gòu)圖、Venn圖、稀釋曲線圖。使用 Canoco 5中的冗余分析(Redundancy Analysis,RDA),探討不同環(huán)境因子對真菌群落的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植被類型土壤理化指標(biāo)

對兩組樣品的土壤理化性質(zhì)進(jìn)行測定,天山土壤有機(jī)碳含量較高,天山云杉林下土壤有機(jī)碳、全氮、全磷含量高于灌叢,云杉與灌木土壤理化性質(zhì)差異并不明顯。

2.2 山林區(qū)土壤樣品的測序結(jié)果

濾除低質(zhì)量和短序列的讀數(shù)后共得到957120條序列,為研究樣品的物種組成多樣性,對所得優(yōu)質(zhì)序列按≥97%的相似度進(jìn)行OTU聚類,得到14121個OTUs,數(shù)據(jù)有效率為95.03%—98.68%,灌叢(S1)和云杉林(S2)得到的有效序列分別為97.19%和97.18%,說明原始數(shù)據(jù)利用率較高,絕大部分都可以用于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。隨著測序數(shù)量的增加,所有樣品的稀釋曲線的斜率逐漸上升,最終都趨向于平緩(圖1),且alpha多樣性的文庫覆蓋度都大于0.99(表4),說明測序數(shù)據(jù)可以反映樣品中真菌群落的實(shí)際情況。

表2 天山林區(qū)不同植被類型土壤理化指標(biāo)

圖1 不同植被類型土壤所得OTU稀釋曲線圖

2.3 不同植被類型下土壤真菌的多樣性

反映土壤真菌的多樣性的Shanno指數(shù)、Simpson指數(shù)和反映物種豐富度的Chao1指數(shù)、ACE指數(shù)表明,真菌群落結(jié)構(gòu)和豐富度在不同植被類型中差異顯著(表3)?？傮w來說,灌叢的真菌多樣性和豐富度高于云杉林,非根際土中真菌的多樣性和豐富度高于根際土,其中小葉錦雞兒(W1)的土壤真菌多樣性和豐富度都顯著高于其他植被類型,云杉林窗處根際土(W10)的真菌多樣性和豐富度最低。云杉林中,陰坡的土壤真菌群落結(jié)構(gòu)和豐富度較高,陽坡次之,林窗最低。

表3 不同植被類型土壤真菌α多樣性統(tǒng)計(jì)分析

2.4 不同植被類型土壤真菌群落OTU特異性分析

使用韋恩圖分析天山林區(qū)土壤真菌的物種組成(圖2)。灌叢(S1)和云杉林(S2)分別檢測到2989和2458個OTU,兩組共有OTU數(shù)量為1723個,占各組OTU的57.64%和70.09%。S1中,W1—W6共有的OTU數(shù)量為201,各自特有的OTU占總OTU的17.91%、11.08%、5.69%、8.61%、4.61%、3.35%,非根際土(W6)中的真菌多樣性要低于根際土。S2中,W7—W12共有的OTU數(shù)量為139個,各樣品特有OTU數(shù)目占總OTU的4.97%、7.69%、17.74%、2.41%、13.54%、10.87%,W10特有的OUT數(shù)最少,W9最多。灌叢和云杉林的根際土中,共有的OTU數(shù)目為148,特有OTU數(shù)目W1>W2>W12>W4>W3>W8>W5>W10；由以上可知,云杉林根際土中特有OTU數(shù)量少于灌木；灌叢根際土和云杉林窗的根際土中特有OTU數(shù)量大于非根際土；陽坡和陰坡的云杉非根際土中特有的OTU數(shù)目都大于根際土。

圖2 不同植被類型土壤真菌OTU數(shù)量韋恩圖

2.5 不同植被類型下土壤真菌群落組成

對得到的OTU序列進(jìn)行注釋,分為7個門、33個綱、109個目、255個科、444個屬、677個種。通過對樣品進(jìn)行種群組成分析,可以反映其在不同分類學(xué)水平上的群落結(jié)構(gòu),有利于分析樣品之間的差異,從而分析其群落結(jié)構(gòu)組成的特點(diǎn)。菌群在門水平上占比最多的是子囊菌門(Ascomycota)57.69%,其次為擔(dān)子囊菌門(Basidiomycota)30.47%,接合菌門(Zygomycota)9.35%、壺菌門(Chytridiomycota)1.2%和球囊菌門(Glomeromycota)1.1%(圖3)。其中子囊菌門(Ascomycota)和擔(dān)子囊菌門(Basidiomycota)在灌叢和云杉林兩個組中分別占比為62.48%、27.94%和52.89%、32.98%,且在11個樣品中相對豐度均大于12%,顯著高于其他真菌,是優(yōu)勢菌門；云杉林中的擔(dān)子囊菌門(Basidiomycota)和接合菌門(Zygomycota)占比數(shù)量顯著高于灌叢；子囊菌門(Ascomycota)在W10中豐度最大、擔(dān)子囊菌門(Basidiomycota)在W8和W12中豐度較大、接合菌門(Zygomycota)在W9中豐度最大。

圖3分別顯示樣品中豐度排名前10的綱(Class)水平和屬(Genus)水平的群落結(jié)構(gòu)分類比較結(jié)果：相對豐度較高的前10個綱種類為糞殼菌綱(Sordariomycetes)、傘菌綱(Agaricomycetes)、未定接合菌綱(Incertae_sedis_Zygomycota)、座囊菌綱(Dothideomycetes)、錘舌菌綱(Leotiomycetes)、盤菌綱(Pezizomycetes)、古菌綱(Archaeorhizomycetes)、散囊菌綱(Eurotiomycetes)、銀耳綱(Tremellomycetes)、壺菌綱(Chytridiomycetes)(圖3),其中糞殼菌綱(Sordariomycetes)和傘菌綱(Agaricomycetes)豐度最高,在灌叢和云杉林中分別達(dá)到27.09%、26.04%和26.84%、31.45%。

從屬的分類水平分析(圖3),相對豐度較高的為：帚枝霉屬(Sarocladium)、鬼筆屬(Lysurus)、鐮刀屬(Fusarium)、赤霉屬(Gibberella)、絲蓋傘屬(Inocybe)、Microidium、大環(huán)柄菇屬(Lepiota)、微皮傘屬(Marasmiellus)、盾盤菌屬(Humaria)、Rhytidhysteron。灌木和云杉在屬水平上的優(yōu)勢菌群有明顯差異,帚枝霉屬(Sarocladium17.86%)、鬼筆屬(Lysurus5.35%)、Microidium(3.18%)是灌叢中的優(yōu)勢菌屬；云杉林中相對豐度較高的屬有鐮刀屬(Fusarium4.41%)、赤霉屬(Gibberella4.70%)、絲蓋傘屬(Inocybe4.56%)。TOP35在各組之間分布差異明顯,其中,W1中豐度較高的有環(huán)柄菇屬(Lepiota)、帚枝霉屬(Sarocladium)、鐮刀屬(Fusarium)；W2中豐度較高的有帚枝霉屬(Sarocladium)、環(huán)柄菇屬(Lepiota)、Microidium、被孢霉屬(Mortierella)；W3中豐度較高的有鬼筆屬(Lysurus)、帚枝霉屬(Sarocladium)、被孢霉屬(Mortierella)；W4中豐度較高的有帚枝霉屬(Sarocladium)、Microidium、Rhytidhysteron；W5中豐度較高的有帚枝霉屬(Sarocladium)、濕傘屬(Hygrocybe)、被孢霉屬(Mortierella)；W6中豐度較高的有帚枝霉屬(Sarocladium)、Articulospora、枝孢屬(Cladosporium)；W7中豐度較高的有微皮傘屬(Marasmiellus)、赤霉屬(Gibberella)、被孢霉屬(Mortierella)、歐立菌屬(Oliveonia)；W8中豐度較高的有絲蓋傘屬(Inocybe)、擬鎖瑚菌屬(Clavulinopsis)、帚枝霉屬(Sarocladium)；W9中豐度較高的有Boeremia、絲蓋傘屬(Inocybe)、Halokirschsteiniothelia；W10中豐度較高的有鐮刀菌屬(Fusarium)、赤霉菌屬(Gibberella)、根霉屬(Rhizopus)；W11中豐度較高的有盾盤菌屬(Humaria)、被孢霉屬(Mortierella)、單端孢屬(Trichothecium)；W12中豐度較高的有絲蓋傘屬(Inocybe)、單端孢屬(Trichothecium)、被孢霉屬(Mortierella)。云杉根際土中共有的所占比例較多的屬有絲蓋傘屬(Inocybe)、被孢霉屬(Mortierella)、赤霉屬(Gibberella)、鐮刀屬(Fusarium),這些屬可能與云杉的生長有密切的關(guān)系。

圖3 天山林區(qū)土壤真菌群落在分類水平的相對豐度

2.6 不同植被類型土壤真菌群落差異分析

通過β多樣性的分析結(jié)果,可以看出樣品間的群落結(jié)構(gòu)差異是否與生物學(xué)分組一致?；贠TU水平對天山植物根際土壤樣品進(jìn)行UPGMA(圖4)和PCoA(圖5),結(jié)果表明不同植被類型的真菌群落相似性差異較大。基于加權(quán)的Unifrace 距離矩陣進(jìn)行分析,將灌叢(S1)和云杉林(S2)分為兩組,其真菌群落多樣性差異顯著。根據(jù)樣品間的相似關(guān)系,真菌群落可以分為三組：林窗根際土(W10)的真菌群落組成與其他土樣差異較大,被單獨(dú)列為一組；小葉錦雞兒(W1)和陽坡非根際土(W7)的菌群結(jié)構(gòu)相似,林窗的非根際土(W9)和林下的非根際土(W11)群落結(jié)構(gòu)相似,它們與陽坡和陰坡的根際土群落結(jié)構(gòu)也較為靠近；忍冬(W2)、小檗(W4)、薔薇(W5)、繡線菊(W3)、灌木的非根際土(W6)被分為一組?；诩訖?quán)的PCoA分析,橫縱坐標(biāo)表示OTU水平真菌群落結(jié)構(gòu)的變異分別為35.31%和17.34%,由圖7可以看出,PC1維度上可以將灌叢和云杉林兩組分開,即PC2是造成云杉和灌木真菌群落產(chǎn)生差異的主成分。在PC2維度上,云杉林的非根際土與幾種灌木根際土的距離較近,表明云杉的非根際土與灌木的土壤真菌群落結(jié)構(gòu)較為相似。

圖4 不同植被類型土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的UPGMA聚類分析

圖5 不同植被類型土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的PCoA

2.7 土壤營養(yǎng)元素對真菌群落的影響

將土壤中的10個優(yōu)勢菌屬與環(huán)境因子進(jìn)行冗余分析(RDA)可發(fā)現(xiàn)(圖6),第一軸可以解釋所有信息的29.15%,土壤有機(jī)碳、全磷、全氮是影響真菌群落的主要因子,幾種土壤理化性質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系；第二軸解釋率為9.81%,主要影響因子為全鉀,總解釋率達(dá)到38.99%,4種環(huán)境因子對優(yōu)勢菌屬的影響從到到小為：TOC>TP>TN>TK。帚枝霉屬(Sarocladium)、Rhytidhysteron、鬼筆屬(Lysurus)、Microidium、大環(huán)柄菇屬(Lepiota),與全鉀含量成正相關(guān),與全氮、全磷和有機(jī)碳含量呈負(fù)相關(guān)；微皮傘屬(Marasmiellus)、絲蓋傘屬(Inocybe)、盾盤菌屬(Humaria)與土壤全氮、全磷、有機(jī)碳含量呈正相關(guān),與全鉀含量呈負(fù)相關(guān)；赤霉屬(Gibberella)、鐮刀屬(Fusarium)與土壤全鉀、有機(jī)碳含量呈正相關(guān),與全氮、全磷和有機(jī)碳含量呈負(fù)相關(guān)。

圖6 優(yōu)勢菌屬與土壤營養(yǎng)元素的冗余分析

3 討論

3.1 天山不同植被類型對土壤真菌多樣性的影響

植物生長過程中從土壤環(huán)境吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)的同時也會釋放大量分泌物,種類繁多的分泌物影響根際土壤環(huán)境的同時也影響了根際土壤的微生物多樣性[13]。植被物種越豐富,其根系分泌物種類越多,同時植被凋落物增加促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán),林下土壤微生物多樣性指數(shù)也就越高[14-15]。本文中灌叢的OTU數(shù)量、物種數(shù)目、真菌的多樣性和豐富度都多于云杉林,可能是因?yàn)閹追N灌木混雜生長,林下植被多樣性要高于純林的云杉且凋落物種類更為豐富,土壤微生物生存環(huán)境較好,微生物存活率較高[16]。云杉作為針葉樹種,凋落物中所含諸如木質(zhì)素、丹寧以及樹脂等有機(jī)組分不容易被分解,土壤微生物生長繁殖所需的有效可利用底物十分缺乏,這些不利條件將進(jìn)一步限制云杉土壤微生物的生長和繁殖[17]。與其他研究相同[18],與灌木相反云杉根際土中真菌的多樣性和豐富度都低于非根際土且陰坡較高,陽坡次之,林窗最低；陰坡比陽坡更適宜云杉的生長,云杉林下、林窗很少有植物生長,被認(rèn)為可能是由于根系分泌一些化感物質(zhì)抑制了其他植物的生長,這些化感物質(zhì)同時也會對云杉的種子萌發(fā)和早期幼苗的定居產(chǎn)生影響。幾種灌木的土壤真菌群落多樣性之間有一定的差異,但差異較?。辉粕贾谐肆执案H土,其他土樣間真菌群落多樣性差異較小,微生物群落呈現(xiàn)出高度的局域生物多樣性。云杉的非根際土與灌木根際土的土壤真菌群落結(jié)構(gòu)較為相似,與孫棋棋等人發(fā)現(xiàn)真菌群落在同地區(qū)林草地間無顯著差異相似[19],可能是因?yàn)檎婢郝渚哂幸欢ǖ膬?nèi)穩(wěn)態(tài)。而云杉的根際土和灌木的根際土相比真菌群落差異較大且多樣性較少,可能是由于云杉根際富集了特定的真菌群落,且對其他土壤真菌有一定程度的抑制作用。

3.2 天山不同植被類型對土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的影響

在森林土壤中,50%—70%的腐殖質(zhì)來源于根或者與根相關(guān)的微生物[20], 根際微生物可影響植物對養(yǎng)分的獲取,進(jìn)而影響植物對生物和非生物脅迫的響應(yīng)策略以及植物的生產(chǎn)力和多樣性[2,21],同時植被類型也顯著影響微生物群落的碳源利用能力、群落組成及其活性[22-23]。菌根共生體是自然生態(tài)系統(tǒng)中十分重要的生命有機(jī)體,陸生維管植物中只有8%為非菌根植物,云杉為天山北坡單一樹種,是外生菌根依賴型樹種[24],灌木大多數(shù)則為叢植菌根型。外生菌根主要隸屬于擔(dān)子囊菌門(Basidiomycota)、子囊菌門(Ascomycota)和接合菌門(Zygomycota)、以擔(dān)子囊菌最多；叢植菌根隸屬于球囊菌門(Glomeromycota)。本文檢測到的豐度較高的5門真菌群落分別為子囊菌門(Ascomycota)、擔(dān)子囊菌門(Basidiomycota)、接合菌門(Zygomycota)、壺菌門(Chytridiomycota)和球囊菌門(Glomeromycota)。遼東山區(qū)的紅松人工林中,子囊菌門與擔(dān)子囊菌門占比達(dá)25.16%和63.51%[24]；青藏高原凍土區(qū)垂直剖面中子囊菌門與擔(dān)子菌門組成比例分別為75.3%和24.7%[25]；與呼倫貝爾針茅草原土壤真菌群落結(jié)構(gòu)等以上研究相同[26],天山植被中子囊菌門與擔(dān)子囊菌門是絕對的優(yōu)勢菌群。它們在土壤養(yǎng)分循環(huán)中起著重要作用[27],能夠降解木質(zhì)素和角質(zhì)素等難分解的物質(zhì),擔(dān)子囊菌主要降解木質(zhì)素且受植被類型的影響程度較大[28-29]。灌木與云杉在門水平上群落組成差異不大,但豐度存在一定的差異,這與張俊忠等[30]對于東祁連山高寒草地4種不同草地類型土壤真菌群落研究中得出的結(jié)論一致。

寄主植物和環(huán)境因子對土壤真菌群落有明顯影響,土壤理化指標(biāo)對真菌群落結(jié)構(gòu)的影響中表明,有機(jī)碳和全磷對真菌群落結(jié)構(gòu)的影響較為明顯,微皮傘屬(Marasmiellus)、絲蓋傘屬(Inocybe)、盾盤菌屬(Humaria)赤霉屬(Gibberella)、鐮刀屬(Fusarium)與有機(jī)碳含量呈正相關(guān)。天山雪嶺云杉林中相對豐度較高的屬有鐮刀屬(Fusarium)、赤霉屬(Gibberella)、絲蓋傘屬(Inocybe)；灌叢中相對豐度較高的有帚枝霉屬(Sarocladium)、鬼筆屬(Lysurus)、Microidium；灌叢和云杉林共有的所占比例較多屬為赤霉屬(Gibberella)、鐮刀屬(Fusarium)和微皮傘屬(Marasmiellus)。鐮刀屬豐度最高,但一些菌種是主要致病菌[31]。許多鐮刀屬可以分泌聚酮(polyketides),類萜(terpenoids)和非核糖體肽(nonribosomalpeptides)等特定的植物毒性代謝物或其他生物活性代謝物[32-33],產(chǎn)生如小麥赤霉病、水稻惡苗病、馬鈴薯塊莖干腐病和松樹潰瘍病等極具破壞性的病害[34],也有一些鐮刀菌能產(chǎn)生赤霉素和纖維素酶等物質(zhì)促進(jìn)植物生長[13]。絲蓋傘屬在云杉中豐度較高,是常見的外生菌根,可以與植物形成菌根,促進(jìn)營養(yǎng)元素吸收,提高植物的抗逆性[35]。被孢霉屬可以抑制一些致病菌,在一定程度上還能緩解土壤負(fù)面狀態(tài)對土壤酶活性和作物生長的影響,是一種具有潛在生物防治意義的真菌,有研究發(fā)現(xiàn)其可能是內(nèi)生真菌的常見類群[36],根際土壤中被孢霉屬的相對豐度可用來推測根際抵抗根腐病的能力的強(qiáng)弱[37-38]。研究中的菌根真菌較少而某些致病菌占優(yōu)勢,這些菌株可能限制了菌根真菌對植物的侵染,使幼苗難以定殖,從而導(dǎo)致天山云杉的更新問題。絲蓋傘屬為云杉的優(yōu)勢外生菌根菌屬,可為天山雪嶺云杉森林的菌根化育苗提供幫助。

4 結(jié)論

天山不同植被類型土壤真菌群落中灌木土壤真菌多樣性高于云杉,但多樣性無顯著差異。土壤有機(jī)碳和全磷對土壤真菌群落結(jié)構(gòu)影響最大。絲蓋傘屬、被孢霉屬、赤霉屬和鐮刀屬在土壤真菌中豐度較大為優(yōu)勢菌屬。