真菌室在外生菌根真菌群落组装机制研究中取得重要进展

    真菌是生物多样性最丰富的类群之一，广泛分布于各种生态系统中。其中外生菌根(ectomycorrhiza, EM)真菌可与陆地树木形成互惠共生体。作为生态系统的重要组分，真菌在植物生态系统的演替和生物多样性维持中发挥重要的生态功能。然而，森林演替过程中EM真菌群落又是如何组装的呢？生态学过程的理论认为，生物群落的形成主要由选择(selection)、扩散(dispersal)、成种(speciation)和漂变(drift)四个过程决定。关于微生物的群落形成，Baas-Becking (1934)提出了“Everything is everywhere, but the environment selects.”的假说，认为微生物无处不在，但环境决定其群落结构。然而，对该假说的研究尚未有一致性的结论。 

    最近，中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室郭良栋课题组依托中德合作建立于浙江古田山自然保护区的比较研究样地，结合454高通量测序和DNA条形码技术，分析EM的多样性与群落组成，通过真菌群落与复杂环境因素的多元统计分析，揭示EM真菌的群落组装机制。通过对比较研究样地中年轻(10-40 yr.)、中年(41-80 yr.)、老年(> 80 yr.) 3个次级森林演替阶段的24个固定样方中EM根尖的ITS高通量测序分析，共获得393个EM真菌OTUs。EM真菌群落结构由少量优势类群和大量稀有种组成，而且EM真菌属于21个独立的进化分支，其中/tomentella-thelephora、/boletus、和/russula-lactarius是物种最丰富的分支。3个EM真菌进化分支和11个EM OTUs在不同演替阶段间的分布存在显著差异。EM真菌多样性在年轻、中年、老年森林间无显著差异。EM真菌群落在老年森林受环境选择和扩散限制的影响，而在年轻、中年和整个森林只受环境选择的影响。不同森林演替阶段的EM真菌群落受不同的环境因子影响，且它们对EM真菌群落变异度的解释量随森林演替而下降。以上结果表明，EM真菌群落组装机制随着次级森林演替而发生变化。   

    该课题在国家自然科学基金委和德国自然科学基金委相关资助下完成，相关成果发表在国际著名杂志New Phytologist上(DOI: 10.1111/nph.13068, 2014)，助理研究员高程博士为文章第一作者。

图. 结构方程模型分析整个森林(a)、年轻森林(b)、中年森林(c)、老年森林(d)中EM真菌群落组装机制