孑遗植物半日花叶际真菌群落的多样性与构建机制 生物多样性    2024, 32 (3): 23384-.   DOI: 10.17520/biods.2023384

图7 半日花叶际真菌群落的生态构建机制。(a)、(b)和(c)分别表示叶际总真菌、表生真菌以及内生真菌群落的中性群落模型分析; (d)叶际表生和内生真菌标准化随机率(NST)分析、(e)表生真菌NST分析; (f)内生真菌NST分析。LSM: 拉僧庙; QLS: 千里山; QPJ: 棋盘井。

正文中引用本图/表的段落

中性群落模型分析发现中性过程在所有叶际真菌中均有较高的解释率(R2_{Epiphytic-Endophytic} = 0.861; R2_Epiphytic = 0.766; R2_Endophytic = 0.811), 这说明中性过程在半日花叶际真菌群落组装中发挥重要的作用(图7a)。并且, 半日花叶际表生真菌的迁移率(m = 0.4845)高于内生真菌(m = 0.2342), 这表明表生真菌比内生真菌受扩散限制的作用低(图7b-c)。同时, 基于“PF”零模型、“bray”距离矩阵进行标准化随机率(NST)分析显示, 半日花叶际表生和内生真菌的NST值均大于0.5。此外, 叶际表生或内生真菌在不同地点的NST值均大于0.5, 这进一步说明半日花叶际真菌群落的组装主要是由随机性过程驱动(图7d-f)。

共存网络分析是揭示不同环境下微生物物种相互作用关系的重要研究手段(Paranjape et al, 2020)。在本研究中, 半日花叶际微生物网络中正相关边数均大于负相关边数, 这表明半日花叶际真菌群落之间的协同作用较大, 拮抗作用较小(图6)。此外, 半日花叶际表生和内生真菌群落结构和相互作用关系存在明显的生态位特异性, 相比于叶际表生真菌, 叶际内生真菌的丰富度和多样性更高, 同时内生真菌之间的互作程度和连接紧密度均高于叶际表生真菌, 但内生真菌网络模块性低且不具有模块中心角色, 这表明半日花叶际内生真菌之间的联系更加紧密。同时, 本研究发现, 相比表生真菌而言, 表生真菌-内生真菌的共存网络增加了网络的模块中心角色(图6)。虽然叶片内部为微生物创造了相对独立的生活环境, 但是叶际表生真菌或内生真菌在叶际中并非独立存在, 而是存在一定相互作用。一部分叶表真菌可以通过气孔等进入叶片内而定植, 依靠植物提供的生长营养物质生长繁殖(Melotto et al, 2008; Bashir et al, 2022)。而关于叶际表生真菌和内生真菌在叶片中的实质性联系以及作用机制还有待进一步研究。此外, 微生物群落组装机制一直是微生物生态学领域的热点科学问题。近年来, 一些研究探讨了不同生态过程对叶际微生物群落组装的影响, 以及外部干扰对叶际微生物群落组装的各个生态过程的影响, 但不同的研究结论并不一致(Carlstr?m et al, 2019; Gao et al, 2022; Huang et al, 2023)。例如, 随机过程主导了水稻叶际细菌群落的组装(Xie et al, 2021), 而确定性过程主导了11个树种的叶际细菌的群落组装(Yan et al, 2022)。但就半日花叶际真菌而言, 本研究的中性群落模型和标准化随机率分析均表明半日花叶际真菌主要是由随机过程占主导, 且叶片表生和内生真菌受扩散限制的影响不同(图7a-f)。相比于表生真菌而言, 内生真菌受扩散限制的影响更大(m = 0.2342)。

本文的其它图/表

• 图1 半日花叶际真菌多样性。(a)物种累积曲线; (b)叶际表生和内生真菌的丰富度指数; (c)叶际表生和内生真菌不同采样地点丰富度指数。LSM: 拉僧庙; QLS: 千里山; QPJ: 棋盘井。误差线表示标准误差。
  
• 图2 基于Bray-Curtis距离的半日花叶际真菌群落非度量多维尺度排序(NMDS)分析。(a)叶际表生和内生真菌总体; (b)叶际表生真菌; (c)叶际内生真菌。LSM: 拉僧庙; QLS: 千里山; QPJ: 棋盘井。
  
• 图3 半日花叶际真菌OTUs分布Venn图。(a)叶际表生和内生真菌总体; (b)叶际表生真菌; (c)叶际内生真菌。LSM: 拉僧庙; QLS: 千里山; QPJ: 棋盘井。
  
• 图4 半日花叶际真菌群落门和属水平的相对多度。(a)门水平; (b)属水平。LSM: 拉僧庙; QLS: 千里山; QPJ: 棋盘井。叶际表生和内生真菌总序列数相对多度< 5.00%的属及未鉴定属归于“其他”。
  
• 图5 半日花叶际真菌指示种分析。(a)叶际表生真菌; (b)叶际内生真菌。LSM: 拉僧庙; QLS: 千里山; QPJ: 棋盘井。
  
• 图6 半日花叶际真菌的共存网络分析。(a)表生真菌; (b)内生真菌; (c)表生真菌-内生真菌; (d)、(e)和(f)分别表示表生真菌、内生真菌、表生真菌-内生真菌的模块内连通性(Zi)和模块间连通性(Pi)。
  
• 表1 半日花叶际真菌网络拓扑参数