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北京地区油松与大叶黄杨叶际表生真菌多样性及群落组成
生物多样性
2024, 32 (7):
23498-.
DOI: 10.17520/biods.2023498
叶际真菌在影响植物健康和促进生物地球化学循环等方面发挥着重要作用。然而, 目前还缺乏北京城市绿化树木叶际表生真菌多样性与群落组成的研究。本研究以北京常见的绿化树木油松(Pinus tabuliformis)与大叶黄杨(Euonymus japonicus)为研究对象, 对市中心向北的4个采样点(安定门地区、和平街地区、亚运村地区和北七家地区), 及4个月份(一月、四月、七月和十一月)的树木叶际表生真菌通过高通量测序技术进行多样性及群落组成研究。结果表明, 油松与大叶黄杨分别得到2,051和1,970个扩增子变异特征序列(ASVs), 其中座囊菌纲、锤舌菌纲和银耳纲是优势菌纲。不同地点间, 叶际表生真菌的α多样性指数由市中心向北呈现先降低后升高的变化趋势; 4个月份间, 油松的α多样性指数存在差异, 大叶黄杨则均为十一月最高。NMDS分析表明两种常绿树木间叶际表生真菌群落组成存在显著差异(ANOSIM, P = 0.001)。线性判别分析表明, 油松的差异指示属为短柄霉属(Aureobasidium)、拟盾壳霉属(Paraconiothyrium)、圆盘菌属(Orbilia)等7属, 大叶黄杨为白粉菌属(Erysiphe)、链格孢属(Alternaria)、黑孢霉属(Nigrospora)等7属。回归分析表明, 平均降水与油松叶际表生真菌丰富度呈显著正相关关系, 与大叶黄杨叶际表生真菌丰富度呈显著负相关。通过网络分析将油松中的空泡茎点霉属(Vacuiphoma)和大叶黄杨中的空泡茎点霉属(Vacuiphoma)、木拉克属(Mrakia)、弯孢属(Curvularia)、白粉菌属(Erysiphe)确定为核心节点菌属。真菌群落功能预测得出腐生功能类群和病理功能类群分别是油松和大叶黄杨叶际表生真菌的主要类群。深入研究绿化树木的叶际表生真菌多样性及其作用有助于在未来城市绿化管理中更科学地发挥叶际表生真菌的生态功能。
表4
油松与大叶黄杨不同季节间的叶际表生真菌ANOSIM的分析结果
正文中引用本图/表的段落
叶际真菌在影响植物健康和促进生物地球化学循环等方面发挥着重要作用。然而, 目前还缺乏北京城市绿化树木叶际表生真菌多样性与群落组成的研究。本研究以北京常见的绿化树木油松(Pinus tabuliformis)与大叶黄杨(Euonymus japonicus)为研究对象, 对市中心向北的4个采样点(安定门地区、和平街地区、亚运村地区和北七家地区), 及4个月份(一月、四月、七月和十一月)的树木叶际表生真菌通过高通量测序技术进行多样性及群落组成研究。结果表明, 油松与大叶黄杨分别得到2,051和1,970个扩增子变异特征序列(ASVs), 其中座囊菌纲、锤舌菌纲和银耳纲是优势菌纲。不同地点间, 叶际表生真菌的α多样性指数由市中心向北呈现先降低后升高的变化趋势; 4个月份间, 油松的α多样性指数存在差异, 大叶黄杨则均为十一月最高。NMDS分析表明两种常绿树木间叶际表生真菌群落组成存在显著差异(ANOSIM, P = 0.001)。线性判别分析表明, 油松的差异指示属为短柄霉属(Aureobasidium)、拟盾壳霉属(Paraconiothyrium)、圆盘菌属(Orbilia)等7属, 大叶黄杨为白粉菌属(Erysiphe)、链格孢属(Alternaria)、黑孢霉属(Nigrospora)等7属。回归分析表明, 平均降水与油松叶际表生真菌丰富度呈显著正相关关系, 与大叶黄杨叶际表生真菌丰富度呈显著负相关。通过网络分析将油松中的空泡茎点霉属(Vacuiphoma)和大叶黄杨中的空泡茎点霉属(Vacuiphoma)、木拉克属(Mrakia)、弯孢属(Curvularia)、白粉菌属(Erysiphe)确定为核心节点菌属。真菌群落功能预测得出腐生功能类群和病理功能类群分别是油松和大叶黄杨叶际表生真菌的主要类群。深入研究绿化树木的叶际表生真菌多样性及其作用有助于在未来城市绿化管理中更科学地发挥叶际表生真菌的生态功能。
为探求北京两种重要的绿化代表树种叶际真菌多样性与群落变化规律, 全面系统地揭示北京绿化树木叶际表生真菌多样性和功能, 为城市绿化科学管理提供科学参考。本研究通过采集北京市中心向北不同环线, 4个季节的油松与大叶黄杨叶片样品, 采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析两种常绿树木叶际表生真菌区系组成以及优势表生真菌类群。
对油松与大叶黄杨不同北向环线的叶片样品进行α多样性分析表明, 油松的叶际表生真菌α多样性在4个样点间均呈现由北京市中心向北先降低后升高的趋势, 彼此之间均无显著性差异, HPJ的3种多样性指数均为最低(表1, 图3A)。大叶黄杨的叶际表生真菌α多样性变化趋势与油松基本相同, 但彼此之间差异存在显著性, 其中大叶黄杨叶际表生真菌Shannon多样性指数在ADM显著高于YYC与HPJ (P < 0.05), Chao1丰富度指数在ADM与BQJ显著高于YYC与HPJ (P < 0.05), Pielou均匀度指数在ADM显著高于其余3个地区(P < 0.05), 与油松一样, 3种多样性指数最低的样点也是HPJ (表1, 图3B)。
对油松与大叶黄杨不同北向环线叶片样品进行真菌纲水平的群落组成与Kruskal-Wallis分析, 结果表明, 油松中相对丰度大于4%的有座囊菌纲(57.53%)、锤舌菌纲(4.73%)和银耳纲(4.16%) (图3E)。其中座囊菌纲在4个地点的相对丰度彼此间无显著性差异, 分别为27.01% (ADM)、23.57% (HPJ)、26.66%(YYC)、22.76% (BQJ), 锤舌菌纲在4个地点的相对丰度表现为3.54% (ADM)、38.95% (HPJ)、19.60% (YYC)、37.91% (BQJ), YYC和BQJ显著高于ADM (P < 0.05), 银耳纲在4个地点的相对丰度为58.21% (ADM)、13.06% (HPJ)、18.23% (YYC)、10.50% (BQJ), ADM显著高于其余地点(P < 0.05), 剩余3个地点间无显著性差异。
对不同季节样品的真菌群落组成差异进行ANOSIM和NMDS分析, 结果表明, 油松与大叶黄杨不同季节分组的组间差异大于组内差异, 季节分组对油松叶际表生真菌差异的影响(R = 0.1354, P = 0.001)小于对大叶黄杨的影响(R = 0.4972, P = 0.001), 油松在十一月与一月之间的差异不显著, 其余季节之间的真菌群落组成均有显著差异(R > 0, P < 0.05), 大叶黄杨在不同季节间的真菌组成均有显著差异(R > 0, P < 0.05), 其中四月与其余3个季节的差异最明显, NMDS降维分析呈现明显分离(表4, 图4C, D)。
对油松与大叶黄杨不同季节的样品进行真菌纲水平的群落组成与Kruskal-Wallis分析表明, 油松相对丰度大于4%的3个真菌纲中的座囊菌纲在4个季节的相对丰度分别为21.65% (一月)、23.83% (四月)、34.81% (七月)、19.71% (十一月), 七月显著高于其余3个月份(P < 0.05); 锤舌菌纲在4个季节的相对丰度分别为9.62% (一月)、28.97% (四月)、21.22% (七月)、40.19% (十一月), 无显著性差异; 银耳纲在4个季节的相对丰度分别为27.34% (一月)、11.34%(四月)、33.47% (七月)、27.86% (十一月), 七月显著高于四月(P < 0.05) (图5E)。大叶黄杨中, 座囊菌纲在4个地点的相对丰度表现为32.43% (一月)、13.91% (四月)、31.18% (七月)、22.48% (十一月), 一月和七月均显著高于四月和十一月(P < 0.05), 锤舌菌纲在4个地点的相对丰度表现为0.23% (一月)、94.91% (四月)、0.92% (七月)、3.95% (十一月), 四月份占比显著高于其余月份(P < 0.05), 银耳纲在4个地点的相对丰度为6.37% (一月)、55.50% (四月)、23.91% (七月)、14.23% (十一月), 四月相对丰度占比显著高于一月和十一月(P < 0.05) (图4F)。
本文的其它图/表
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