长白山北坡岳桦和牛皮杜鹃根系共生菌根内生真菌的研究.pdfVIP

摘要

岳桦BetulaermaniiCham.和牛皮杜鹃RhododendronaureumGeorgi.是长白山自

然保护区的特有植物。受全球气候变暖的影响，作为长白山标志性林线物种，岳桦已

由传统的海拔分布上限2000m扩展至高山苔原带2300m处，并与牛皮杜鹃呈伴生状

态。为揭示牛皮杜鹃菌根菌在岳桦海拔上移过程中的作用，本文采用根系细胞结构观

察、根系菌根内生真菌分离培养和鉴定、以及IlluminaMiSeq高通量测序的方法对长

白山北坡伴生条件下的岳桦和牛皮杜鹃根系的菌根内生真菌进行了系统研究。结果如

下：

1．通过根细胞结构的普通光镜和电镜观察，发现长白山北坡岳桦和牛皮杜鹃根

系普遍存在菌根菌定殖，二者根部细胞中均发现有外生菌根（ECM）、杜鹃花类菌

根（ERM）、丛枝菌根（VAM）及深色有隔内生真菌（DSE）类菌根的典型结构特

征。

2．采用根系组织分离法和3种培养基从采自6个不同海拔梯度的岳桦和牛皮杜

鹃根系样品1800个根段中，共分离获得878株真菌，经DNAITS序列测定分析，从

中鉴定出25属及2个未定属分类单元的真菌，分别为Lachnumsp.、Phialocephala

fortinii、Phialocephalasp.、Peziculaericae、Peziculasp.、Mollisiasp.、Meliniomyces

vraolstadiae、Hyaloscyphasp.、Leohumicolaverrucosa、Spegazzinialobulata、Acremonium

fusidioides、Menisporaciliata、Nemaniasp.、Acephalasp.、Hymenoscyphussp.、Cadophora

sp.、Mycenasp.、Cladophialophorasp.、Varariasp.、Spisulasolida、Sarocladium

bacillisporum、Pleotrichocladiumsp.、Acrodontiumsalmoneum、Aspergillussp.、

Cryptosporiopsissp.、Rhizoscyphusericae、Phompsissp.、Dothideomycetes（座囊菌

纲）、Helotiales（柔膜菌目）。其中包含典型杜鹃花类菌根真菌Peziculaericae和

Meliniomycesvraolstadiae，以及被越来越多学者认可为ERM真菌的Phialocephala

fortinii和Lachnumsp.。以孟加拉红培养基为最佳菌根内生真菌分离培养基。

3．在不同海拔条件下岳桦和牛皮杜鹃根系的菌根内生真菌群落组成存在差异，

但二者的优势菌种均为Lachnumsp.，其分离频率均高于30%。Lachnum属真菌具有

I

较强的溶磷、产铁载体及产植物生长激素（IAA）的能力，对促进植物生长及抵抗外

界胁迫具有积极作用。Lachnumsp.真菌的广泛存在表明其对宿主植物岳桦和牛皮杜鹃

在长白山恶劣生境中的生长和分布发挥了重要互惠共生关系（symbiosis）作用，对岳

桦树线海拔上移和成功定植于苔原带起到了积极作用。

4．采用IlluminaMiSeq高通量测序技术，以DNAITS1-F和ITS2-R为引物对采

自长白山北坡岳桦林带和苔原带6个海拔梯度的岳桦和牛皮杜鹃根系各3个样品进行

了高通量测序，共获得3964983个有效序列，经分析共获得1094个真菌OTUs，属

于9门、25纲、68目、120科、190属；分析不同海拔条件下伴生的岳桦和牛皮杜鹃

根系样品的内生真菌群落数量，由低海拔到高海拔的6个海拔梯度两种植物根系共有

真菌OTUs数量分别为25、16、15、15、21及19个，分别占各组总OTUs数量的

9.65%、6.58%、9.15%、8.20%、9.59%及5.83%。供试6个海拔梯度条件下的土壤理

化性质及含水量存在较大差异，因此，表现不同梯度的样品间的根系菌根内生真菌群

落组成存在较大差异。另外，在这1094个OTUs中包含采用组织分离法获得的27个

分类单元的真菌。IlluminaMiSeq高通量测序分析结果表明，伴生条件下岳桦和牛皮

杜鹃的根系存在共有菌根内生真菌类群，预