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      威寧短柱油茶根圍叢枝菌根真菌多樣性調(diào)查

      2024-10-31 00:00:00劉燕曾維軍楊秀忠
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2024年17期

      摘要:為了揭示高寒山區(qū)野生油茶(威寧短柱油茶)根圍土壤叢枝菌根真菌(AMF)的結(jié)構(gòu)與組成,解析土壤因子對AMF群落組成及其多樣性的影響,為高寒山區(qū)抗逆性AMF資源的發(fā)掘及物種多樣性研究提供理論依據(jù),以貴州省高寒山區(qū)分布的威寧短柱油茶7個樣地根圍土壤為材料,采用高通量測序結(jié)合形態(tài)學(xué)鑒定的方法,研究威寧短柱油茶AMF的侵染情況、群落結(jié)構(gòu)、遺傳多樣性、AMF種類,并進行土壤因子與AMF相關(guān)性分析。結(jié)果顯示,威寧短柱油茶AMF侵染率在不同樣地中存在差異。7個樣地的AMF菌絲侵染率、叢枝侵染率、泡囊浸染率、總侵染率、侵染強度的平均值分別為59.52%、13.49%、51.59%、65.87%、61.11%。通過高通量測序,7個樣地共鑒定到5屬46種AMF,其中球囊霉屬(Glomus)的相對豐度最高,為優(yōu)勢類群;VTX00223為優(yōu)勢虛擬種。7個樣地的AMF群落組成和相對豐度差異較大,但ɑ多樣性無顯著差異。RDA分析表明,全磷、速效鉀、堿解氮含量對無梗囊霉屬(Acaulospora)的基因豐度有正向影響,盾巨孢囊霉屬(Scutellospora)、類球囊霉屬(Paraglomus)的基因豐度與全磷含量相關(guān),而全鉀含量影響球囊霉屬的基因豐度。此外,通過形態(tài)學(xué),鑒定到4屬13種AMF;其中球囊霉屬6種,無梗囊霉屬5種,盾巨孢囊霉屬、原囊霉屬各1種;G.sp1出現(xiàn)頻率最高,為7個樣地共有。貴州高寒山區(qū)野生油茶根圍土壤中的AMF資源豐富,土壤因子是影響AMF侵染的一個重要因素,AMF種類對土壤因子有一定選擇性。

      關(guān)鍵詞:威寧短柱油茶;叢枝菌根真菌;高通量測序;土壤因子;多樣性;形態(tài)學(xué)鑒定

      中圖分類號:S718.81;S794.4 文獻標(biāo)志碼:A

      文章編號:1002-1302(2024)17-0268-09

      收稿日期:2024-07-20

      基金項目:貴州省林業(yè)科研項目(編號:黔林科合〔2022〕05號);貴州科學(xué)院博士基金(編號:黔科院R字[2021]2號);貴州省科技計劃(編號:黔科合支撐[2022]重點 017 號)。

      作者簡介:劉 燕(1981—),女,貴州貴陽人,博士,副研究員,主要從事植物種苗繁育及菌根真菌研究。E-mail:472395057@qq.com。

      油茶(Camellia spp.)屬山茶科(Theaceae)山茶屬植物,廣泛分布于我國南方亞熱帶地區(qū),少量分布于東南亞北部[1]。油茶是集食用、藥用、化工為一體的優(yōu)良樹種,油茶籽油的不飽和脂肪酸達90%以上,茶殼、茶枯可應(yīng)用于日用化工、肥料、生物制藥、生物農(nóng)藥等領(lǐng)域[2-3]。威寧短柱油茶(C. weiningensis Y.K.Li.sp.nov)是一種野生油茶種類,主要分布于貴州省威寧縣,是怒江紅山茶(C.saluenensis Stapf ex Bean)威寧種源的統(tǒng)稱[4-5]。它與普通油茶相比,垂直分布高(海拔1 800~2 700 m),成熟早,果皮、種殼薄,出油率高,油質(zhì)好,同時抗寒、抗旱、耐瘠薄土壤等抗逆性也較強[6-7],是貴州省高寒山地經(jīng)濟林業(yè)發(fā)展的主推樹種[8]。目前,威寧短柱油茶在其資源調(diào)查與利用[6-8]、種子油脂含量及成分分析[9]、扦插繁育[4-5]、苗木質(zhì)量分級[10]等方面已逐步受到關(guān)注,但其與土壤微生物之間的相關(guān)研究還鮮見報道。近年來,國內(nèi)外學(xué)者證實菌根真菌是一種有益于植物生長和生存的土壤真菌,油茶的菌根真菌主要是叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)[11]。AMF定殖普通油茶根部后,對其生長、品質(zhì)改良、水肥吸收、耐逆性均有促進作用[12-14]??梢?,AMF在油茶種植生產(chǎn)中有著巨大的應(yīng)用潛能。油茶根圍AMF多樣性調(diào)查和功能菌株的篩選是將AMF應(yīng)用到油茶栽培種植的前提。關(guān)于低海拔地區(qū)油茶種類(普通油茶)及其品種間AMF物種多樣性及群落結(jié)構(gòu)已有相關(guān)報道[15-18],但高寒山區(qū)野生油茶的AMF多樣性研究仍鮮見。大量研究表明,地理分布差異會導(dǎo)致AMF的多樣性和群落結(jié)構(gòu)不同[19-22],不同的AMF群落結(jié)構(gòu)通常具有不同的功能特征[23-24]。因此,探明高寒山區(qū)野生油茶AMF的物種多樣性和群落組成,對高寒山區(qū)野生油茶優(yōu)良性狀的形成尤為重要。為了了解高寒山區(qū)野生油茶根圍土壤AMF的群落結(jié)構(gòu)和特征,本研究以威寧短柱油茶7個林地的根圍土壤為材料,通過 Illumina MiSeq 平臺進行高通量測序,研究AMF物種多樣性及與土壤肥力因子的相關(guān)性。同時采用高通量和孢子形態(tài)學(xué)鑒定相結(jié)合的方法,探究根圍土壤中的AMF種類,以期為后續(xù)高寒山區(qū)油茶功能性AMF的篩選及應(yīng)用提供理論支撐。

      1 材料與方法

      1.1 試驗材料

      1.1.1 土樣

      供試樣品采自威寧縣境內(nèi)威寧短柱油茶分布較廣的7個林地[25],具體采集地點見表1。

      1.2 試驗方法

      1.2.1 樣品采集

      試驗開展于2022年8月。每個采樣地選取長勢相似的野生油茶(樹齡約為30年)各5株,去掉枯枝落葉層后,分別在距離植株主干0~5 cm范圍內(nèi),采集0~20 cm土層深度的根系和土壤[26]。根系洗凈泥土后用FAA固定液(70%乙醇)保存,用于觀測AMF侵染情況。土壤樣品用冰盒運回實驗室后,一部分放入無菌袋中,保存于 -80 ℃ 冰箱,用于AMF的DNA提取及高通量測序;一部分土樣在實驗室自然風(fēng)干,用于土壤理化性質(zhì)和AMF孢子分離及密度測定。

      1.2.2 指標(biāo)測定

      1.2.2.1 土壤理化性

      土壤pH值及全磷(TP)、全鉀(TK)、全氮(TN)、有效磷(AP)、速效鉀(AK)、堿解氮(AN)、有機質(zhì)含量測定參照秦維等的方法[25]。

      1.2.2.2 AMF侵染率及孢子數(shù)量

      采用堿解離-臺盼藍染色法[27]處理根樣。各樣本隨機選取30個長1 cm的根樣,在顯微鏡下觀察AMF的侵染結(jié)構(gòu),并測定侵染率、侵染強度[28],重復(fù)3次。采用濕篩傾析-蔗糖離心法[29]分離土壤中的AMF孢子,每份土樣中取10 g風(fēng)干土檢測,重復(fù)3次,在體視顯微鏡下計算孢子密度(個/10 g干土)。

      1.2.2.3 AMF的分子多樣性

      根據(jù)E.Z.N.A. soil DNA kit (Omega Bio-tek,Norcross,GA,U.S.)的使用說明,進行總DNA的提取。使用NanoDrop2 000(美國Thermo Scientific公司)檢測DNA的濃度和純度。用特異性引物AML1/AML2(5′-ATCAACTTTCGATGGTAGGATAGA-3′;5′-GAACCCAAACACTTTGGTTTCC-3′)和AMV4-5NF/AMDGR(5′-AGCTCGTAGTTGAATTTCG-3′;5′-CCCAACTATCCCTATTAATCAT-3′)進行巢式PCR擴增[30]。產(chǎn)物回收定量后,使用NEXTFLEX Rapid DNA-Seq 試劑盒對純化PCR產(chǎn)物建庫,利用Illumina公司的Miseq PE300平臺進行測序(上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司)。

      1.2.2.4 AMF的分離與鑒定

      用濕篩傾斜-蔗糖梯度離心法分離獲得AMF孢子,采用尚昆等的方法[21]挑選和觀察孢子形態(tài),參照 http://www.amf-phylogeny.com/、http://invamwvu. edu/home、http://www.zor.zut.edu.pl/、http://mycobank.org/等網(wǎng)站上的種類描述,進行種屬鑒定。

      1.3 數(shù)據(jù)分析

      利用Uparse 7.0.1090在Silva數(shù)據(jù)庫(http://www.arb-silva.de/)進行OTU分析,采用mothur v.1.30.2(http://www.mothur.org/wiki/Calculators)計算α多樣性指數(shù)Chao 1、Shannon指數(shù)等,并采用Wilxocon秩和檢驗進行α多樣性的組間差異分析;用LEfSe分析(Linear discriminant analysis Effect Size)(http://huttenhower.sph.harvard.edu/LEfSe)(LDA>2,P<0.05)確定不同組間從門到屬水平的豐度顯著差異性。使用基于距離的冗余分析(distance-based redundancy analysis,db-RDA)來調(diào)查土壤因子對AMF群落的影響。采用Origin Pro 8.5(http://www.originlab.com/)進行AMF侵染率和孢子密度繪圖。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 土壤理化性質(zhì)

      由表2可知,7個樣地均為酸性土壤(平均pH值為4.54),樣地MAZA的pH值最高,XUESHAN、CAOHAI、HEISHI的pH值較低(3個樣地?zé)o顯著性差異)。全磷含量最高的為樣地HEISHI,較低的是TUJIE、XUESHAN(2個樣地間無顯著差異);7個樣地的平均全磷含量為1.38 g/kg。全氮含量較高的是樣地XUESHAN、YUNGUI、CAOHAI(3個樣地間無顯著性差異),含量較低的是DAJIE、MAZA、HEISHI(3個樣地間無顯著差異);7個樣地的平均全氮含量為 2.15 g/kg。全鉀含量最高的是樣地HEISHI,含量最低的是CAOHAI,除樣地DAJIE外,2個樣地與其他4個樣地之間差異顯著(P<0.05);7個樣地的平均全鉀含量為 10.81 g/kg。有效磷含量最高的是樣地YUNGUI,最低的是MAZA,2個樣地與其他5個樣地之間差異顯著(P<0.05);7個樣地的平均有效磷含量為1.43 mg/kg。堿解氮含量最高的是樣地TUJIE,最低的是HEISHI,2個樣地與其他5個樣地之間差異顯著(P<0.05);7個樣地的平均堿解氮含量為 74.72 mg/kg。速效鉀含量最高的是樣地TUJIE,較低的是DAJIE、CAOHAI、HEISHI(3個樣地之間無顯著性差異);7個樣地的平均速效鉀含量為 114.95 mg/kg。有機質(zhì)含量最高的是樣地YUNGUI,較低的是DAJIE、MAZA、HEISHI(3個樣地之間無顯著性差異);7個樣地的平均有機質(zhì)含量為43.12 g/kg。由上可知,7個樣地間的土壤養(yǎng)分差異較大,存在空間異質(zhì)性。

      2.2 AMF侵染率及孢子含量

      威寧短柱油茶根系被AMF侵染后主要形成根外菌絲、根內(nèi)菌絲、泡囊、叢枝等結(jié)構(gòu)(圖1)。AMF菌絲在根外形成菌絲網(wǎng)絡(luò),在根內(nèi)沿縱軸延伸;菌絲末端膨大形成泡囊,大小不一,主要呈圓形、橢圓形;菌絲末端二分叉式生長,形成叢枝,主要以Arum型(疆南星型)叢枝為主。

      威寧短柱油茶AMF各結(jié)構(gòu)侵染率在不同樣地中存在差異(圖2)。AMF菌絲侵染率最高的樣地為XUESHAN、MAZA,最低的是HEISHI。AMF叢枝侵染率最高的是樣地XUESHAN,其次為DAJIE、TUJIE、MAZA、 YUNGUI(4個樣地間無顯著性差異),

      最低的是HEISHI。AMF泡囊侵染率最高的樣地有5個,分別是XUESHAN、DAJIE、TUJIE、YUNGUI、MAZA;最低的是HESH。AMF總侵染率最高的樣地是XUESHAN、MAZA,其次為DAJIE、TUJIE、YUNGUI,樣地HEISHI的總侵染率最低??梢姡煌瑯拥亻g,AMF總侵染率、菌絲侵染率變化趨勢一致。AMF侵染強度最高的是XUESHAN、MAZA,其次為TUJIE,最低的是CAOHAI。AMF孢子密度最高的樣地是XUESHAN、MAZA,其次為DAJIE,最低的是HEISHI。7個樣地的菌絲侵染率、叢枝侵染率、泡囊侵染率、總侵染率、侵染強度的平均值分別為59.52%、13.49%、51.59%、65.87%、61.11%,平均孢子密度為151個/10 g干土。

      2.3 測序質(zhì)量分析

      7個樣地檢測到447 639條原始序列,歸為424個OTU。其中樣地XUESHAN有78 417條有效序列,53個OTU;DAJIE有58 566條有效序列,103個OTU;TUJIE有53 871條有效序列,68個OTU;YUNGUI有69 969條有效序列,50個OTU;CAOHAI有69 963條有效序列,34個OTU;MAZA有59 742條有效序列,73個OTU;HEISHI有 57 111 條有效序列,43個OTU。7個樣地共有的OTU較少,僅3個。對序列按97%相似度進行歸并和OTU劃分,利用mothur計算不同隨機抽樣下的α多樣性指數(shù),利用R語言工具制作稀釋曲線。由圖3可知,7個樣地的稀釋曲線均趨于平坦,表明測序深度基本覆蓋了樣品中的所有物種,測得的數(shù)據(jù)能反映威寧短柱油茶根圍AMF群落的真實情況,可進行數(shù)據(jù)分析。

      2.4 AMF群落系統(tǒng)分類

      除3.91%未注釋到OTU外,其余OTU經(jīng)序列比對歸為1門[球囊菌門(Glomeromycota)],1綱[球囊菌綱(Glomeromycetes)],4目[球囊霉目(Glomerales)、多樣孢囊霉目(Diversisporales)、類球囊霉目(Paraglomerales)、原囊霉目(Archaeosporales)],5科[球囊霉科(GloUpiajCEV3vk2PkNQSoMZCj1M8n2WzNWQskuIpBjF4ZI=meraceae)、巨孢囊霉科(Gigasporaceae)、無梗囊霉科(Acaulosporaceae)、類球囊霉科(Paraglomeraceae)、原囊霉科(Archaeosporaceae)](表2)。其中球囊霉科的相對豐度較高,占82.49%,巨孢囊霉科、無梗囊霉科、類球囊霉科、原囊霉科的相對豐度較低,分別為5.61%、5.52%、1.54%、0.91%。

      2.5 AMF在屬水平上的相對豐度變化

      7個樣地OTU經(jīng)序列比對劃分為5個屬,即球囊霉屬(Glomus)、盾巨孢囊霉屬(Scutellospora)、無梗囊霉屬(Acaulospora)、類球囊霉屬(Paraglomus)、原囊霉屬(Archaeospora)(圖4)。樣地YUNGUI、DAJIE、TUJIE均檢測到以上5個屬的AMF;5個屬的相對豐度,在樣地YUNGUI分別為99.01%、0.05%、0.02%、0.01%、0.01%,在DUIJIE分別為36.21%、34.26%、1.86%、9.25%、3.67%,在TUJIE分別為65.36%、7.86%、19.98%、2.32%、3.24%。樣地MAZA僅檢測到4個屬,即球囊霉屬、無梗囊霉屬、類球囊霉屬、原囊霉,其相對豐度分別為95.06%、1.83%、1.66%、0.58%。樣地CAOHAI、XUESHAN檢測到2個屬的AMF,即球囊霉屬、無梗囊霉屬,其相對豐度在CAOHAI分別為96.54%、3.46%,在XUESHAN分別為90.36%、9.64%。樣地HEISHI除了檢測出球囊霉屬的AMF外,還檢測到類球囊霉屬,其相對豐度分別為95.32%、0.05%??梢?,球囊霉屬、無梗囊霉屬為6個樣地共有(樣地HEISHI無無梗囊霉屬)。此外,除樣地DAJIE、TUJIE外,其余5個樣地中球囊霉屬的相對豐度均在90%以上,遠高于其他屬,為威寧短柱油茶根圍AMF的優(yōu)勢屬。

      2.6 AMF在種水平的物種豐度

      從種水平上看,7個樣地共檢測到46個AMF虛擬種,將豐度小于1%的虛擬種進行合并,得到豐度較高的14個虛擬種,其中10個被注釋,4個未被注釋。由圖5可以看出,豐度較高的虛擬種依次為VTX00223、VTX00084、VTX00224、VTX00291,均為球囊霉屬真菌。盾巨孢囊霉屬、無梗囊霉屬、類球囊霉屬、原囊霉屬雖有檢出,但豐度較低。

      2.7 AMF群落的α多樣性指數(shù)

      威寧短柱油茶AMF的α多樣性分析結(jié)果(表3)顯示,AMF的辛普森(Simpson)指數(shù)最高的為樣地MAZA(35.64),最低的為YUNGUI(10.09),7個樣地土壤中AMF的辛普森指數(shù)由高到低排序為MAZA>CAOHAI>HEISHI>XUESHAN>TUJIE>DAJIE>YUNGUI。Chao 1指數(shù)最高的為樣地TUJIE(38.92),最低的為樣地CAOHAI(22.50),7個樣地Chao 1指數(shù) 由高到低依次為TUJIE>YUNGUI>MAZA>XUESHAN>DAJIE>HEISHI>CAOHAI。ACE指數(shù)最高的為樣地YUNGUI(47.39),最低的為CAOHAI(22.20),7個樣地ACE指數(shù)由高到低依次為YUNGUI>TUJIE>XUESHAN>MAZA>DAJIE>HEISHI>CAOHAI。香農(nóng)指數(shù)(Shannon)最高的為樣地YUNGUI(2.66),最低的為MAZA(1.70),香農(nóng)指數(shù)由高到低排序為YUNGUI>DAJIE>TUJIE>CAOHAI>XUESHAN>HEISHI>MAZA??梢?,7個樣地中AMF的4個多樣性指數(shù)間變化趨勢不一致。辛普森指數(shù)、Chao 1指數(shù)、ACE指數(shù)、香農(nóng)指數(shù)的分析結(jié)果均未達到顯著差異(P>0.05),表明地理分布對威寧短柱油茶AMF多樣性影響不大。

      2.8 AMF的群落結(jié)構(gòu)相似性及與土壤因子的關(guān)系

      威寧短柱油茶根圍AMF的群落結(jié)構(gòu)相似性分析(圖6)顯示,樣地MAZA、CAOHAI、HEISHI、YUNGUI分布較集中,而DAJIE、XUESHAN、TUJIE分布較分散,表明MAZA、CAOHAI、HEISHI、YUNGUI群落組成差異較小,而DAJIE、XUESHAN、TUJIE群落組成差異較大。從圖6中P值(P=0.001)可以看出,威寧短柱油茶不同樣地間的AMF屬水平上的群落結(jié)構(gòu)存在極顯著差異。

      由圖7 RDA結(jié)果顯示,第1排序軸解釋群落變化的90.25%,第2排序軸解釋群落變化的2.96%,則土壤因子對威寧短柱油茶AMF群落變異的解釋量為93.21%。威寧短柱油茶根圍土壤中的堿解氮、

      全磷、全鉀含量對XUESHAN、DAJIE、YUNGUI 這3個樣地的油茶根圍土壤AMF群落分布有顯著影響

      (P<0.05)。土壤中全磷、速效鉀、堿解氮含量對無梗囊霉屬的基因豐度均有正向影響,其中對堿解氮含量的影響最大(P<0.05);全磷含量對盾巨孢囊霉屬、類球囊霉屬、某一種類球囊霉綱中不能識別物種unclassified_c_Glomeromycetes的基因豐度有正向影響,其中對盾巨囊孢霉屬的影響顯著(P<0.05)。球囊霉屬的微生物基因豐度僅受全鉀含量的顯著影響(P<0.05)。

      2.9 AMF孢子的形態(tài)學(xué)鑒定

      對7個樣地土壤AMF孢子進行分離和形態(tài)學(xué)鑒定,共鑒定出4屬13種AMF(表4)。其中球囊霉屬有6種(黃孢球囊霉G.flavisporum、凹坑球囊霉G.Multiforum、大果球囊霉G.macrocarpum、G.sp1、G.sp2、G.sp3),盾巨孢囊霉屬有1種(美麗盾巨孢囊霉S. calospora),無梗囊霉屬Acaulospora有5種(蜜色無梗囊霉A.mellea、細凹無梗囊霉A. excavate、科氏無梗囊霉A.koskei、A.sp1、A.sp1),原囊霉屬有1種(波狀原囊霉Ar. Undulata)。每種AMF在7個樣地中出現(xiàn)的頻率存在差異。G.sp1出現(xiàn)的頻率最高,在7個樣地中均有出現(xiàn),G.sp3(出現(xiàn)在5個樣地)、美麗盾巨孢囊霉(出現(xiàn)在4個樣地)出現(xiàn)的頻率次之,科氏無梗囊霉出現(xiàn)的頻率最低,僅在YUNGUI樣地中出現(xiàn)。

      3 討論

      AMF是根圍微生物中的一個重要微生物,它能與陸地上80%的維管植物形成共生關(guān)系,具有促進寄主生長、抵抗多種脅迫環(huán)境等重要的生理和生態(tài)功能[31-32]。侵染率是反映真菌與寄主共生緊密度的一個指標(biāo)。侵染率越高,表明真菌與寄主的共生越好,其對寄主發(fā)揮的作用越強[33]。本研究中,7個樣地威寧短柱油茶根系平均總侵染率為65.87%, 平均侵染強度為61.11%,表明AMF與威寧短柱油茶根系形成了良好的共生關(guān)系。從AMF侵染率和土壤孢子密度(平均孢子密度151個/10 g干土)來看,威寧短柱油茶菌根化率較高,是菌根依賴性植物。一般來說,中性至微酸性土壤有利于AMF菌根的發(fā)育[20]。威寧短柱油茶主要生長在山地黃棕壤,其pH值平均為4.54,可能是導(dǎo)致其侵染率高、菌根依懶性強的原因。此外,AMF的孢子含量、根內(nèi)菌絲侵染率、叢枝侵染率、泡囊侵染率、總侵染率等在7個樣地間均存在差異,表明地理分布格局是影響AMF侵染的一個重要因素,這與曹敏等研究茅蒼術(shù)根圍叢枝菌根真菌多樣性時得到的結(jié)論[20]一致。

      本研究通過高通量測序發(fā)現(xiàn),球囊霉屬在所有檢測出的種屬中相對豐度最高,是所有樣地的優(yōu)勢屬,這與Liu等[15]、鄧小軍等[16]、周光榮等[17]的研究結(jié)果一致,表明球囊霉屬是油茶林中AMF分布范圍最廣的屬。球囊霉屬是大多數(shù)植物根圍的優(yōu)勢屬[34-39],這可能與球囊霉屬真菌能夠通過菌絲片段和菌根根段繁殖,具有較強的產(chǎn)孢能力和侵染能力有關(guān)[40]。周光榮等在研究普通油茶野生林AMF的多樣性時發(fā)現(xiàn),野生油茶根圍的AMF有6個屬[17]。本研究由高通量測序得到5個屬的AMF,孢子形態(tài)學(xué)鑒定得到4個屬的AMF,相較于普通油茶,威寧短柱油茶根圍土壤中缺少了近明囊霉屬(Claroideoglomus)、多孢囊霉屬(Diversispora)的AMF,但比普通油茶多了盾巨孢囊霉屬。這樣的種屬差異可能與AMF對寄主植物有一定的選擇性、不同種類植物與菌根真菌的親和性存在差異有關(guān)。普通油茶為我國分布最廣且栽培最多的油茶種類,一般生長在海拔1 200 m以下的南方丘陵地區(qū)[3]。威寧短柱油茶則生長在海拔1 800~2 700 m 的高海拔山地。AMF與油茶種類的親和性差異原因是否由海拔梯度造成,還有待進一步探討。

      土壤因子是影響AMF群落結(jié)構(gòu)特征的重要因素[40]。大量研究顯示,土壤pH值對AMF多樣性影響顯著[37-40],可能是由于其影響了孢子萌發(fā)和菌絲生長[11]。本研究中,pH值與威寧短柱油茶根圍AMF群落組成無相關(guān)性,這或許與威寧短柱油茶林地pH值空間變異性較低(變異系數(shù)為13.16%)有關(guān)。此外,RDA結(jié)果表明,堿解氮含量對無梗囊霉屬的基因相對豐度有顯著影響(P<0.05);全磷含量對盾巨孢囊霉屬、類球囊霉屬的基因相對豐度有顯著影響(P<0.05),而全鉀含量則顯著影響了球囊霉屬的基因相對豐度(P<0.05)??梢?,不同種類的AMF對土壤養(yǎng)分存在一定的選擇性。本研究只是進行了一次抽樣,并沒有在隨后的幾年中進行重復(fù)試驗,故得出的威寧短柱油茶根圍AMF時空多樣性還不夠全面,后續(xù)將采取多個和連續(xù)樣本來分析威寧短柱油茶AMF的時空多樣性。

      本研究采用高通量測序技術(shù)在威寧短柱油茶根圍檢測到5科、5屬、46種AMF,其中球囊霉屬、無梗囊霉屬在6個樣地中共有,表明2個屬的真菌分布較廣泛。通過孢子形態(tài)學(xué)鑒定,7個樣地共鑒定到4科4屬13種AMF真菌,其中球囊霉屬種類最多,其次是無梗囊霉屬,2種方法檢測出來的優(yōu)勢種屬結(jié)果相一致,但高通量測序獲得的檢測結(jié)果更多,更能反映威寧短柱油茶根圍AMF多樣性的真實情況。雖然高通量測序技術(shù)能更真實地反映植物根圍AMF結(jié)構(gòu)和種類,但卻無法分離AMF。想要保存和利用AMF資源,孢子形態(tài)學(xué)鑒定方法必不可少。通過形態(tài)學(xué)和分子鑒定相結(jié)合的方法獲取AMF種類,可為優(yōu)質(zhì)AMF資源的發(fā)掘提供理論依據(jù)。

      4 結(jié)論

      本研究通過高通量測序分析7個樣地威寧短柱油茶的AMF群落結(jié)構(gòu)及其多樣性,結(jié)果表明,威寧短柱油茶根系A(chǔ)MF平均總侵染率為65.87%,每 10 g 干土中含孢子151個,具有較高的菌根依賴性;其AMF群落組成和相對豐度差異較大,但多樣性無顯著差異;通過高通量測序,7個樣地共鑒定到5屬46種AMF,其中球囊霉屬的相對豐度最高,為優(yōu)勢類群,VTX00223為優(yōu)勢虛擬種。通過孢子形態(tài)學(xué),鑒定到4屬13種AMF。其中球囊霉屬6種,無梗囊霉屬5種,盾巨孢囊霉屬、原囊霉屬各1種,G.sp1出現(xiàn)頻率最高,為7個樣地共有。2種方法檢測出來的優(yōu)勢種屬結(jié)果相一致;土壤因子是影響AMF侵染的一個重要因素,其中堿解氮、全磷、全鉀含量是影響威寧短柱油茶根圍AMF群落結(jié)構(gòu)和組成的主要土壤因子。威寧短柱油茶根圍AMF 資源豐富,可為以后開發(fā)油茶抗逆性專用AMF菌肥提供豐富的菌種資源。

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