谷俊錕, 曾馥平 宋同清 彭晚霞 蘇樑 杜虎*

木論喀斯特常綠落葉闊葉混交林土壤真菌群落多樣性特征

谷俊錕1,2,3, 曾馥平1,2, 宋同清1,2, 彭晚霞1,2, 蘇樑1,2, 杜虎1,2,*

1. 中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖南長沙 410125 2. 中國科學(xué)院環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站/廣西喀斯特生態(tài)過程與服務(wù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣西環(huán)江 547100 3. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院, 湖南長沙 410125

土壤微生物在森林生態(tài)系統(tǒng)中起著重要作用, 為了解喀斯特常綠落葉闊葉混交林土壤真菌多樣性, 采用Illumina Hiseq高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)木論喀斯特森林土壤真菌群落多樣性進(jìn)行了初步研究。研究結(jié)果表明: 在82個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi), 隨著采樣點(diǎn)增加, 檢測(cè)出不同分類水平的土壤真菌類群逐步增多; 土壤樣點(diǎn)數(shù)達(dá)到82個(gè)時(shí), 檢測(cè)出的土壤真菌類群達(dá)6門32綱126目336科886屬和132616個(gè)種(OTU); 82個(gè)土壤樣品中所檢測(cè)出的真菌類群平均有5.41門22.13綱71.09目144.89科216.66屬和1256.44個(gè)OTU, 其中門、綱、目分類水平上的優(yōu)勢(shì)類群(所占比例)分別為子囊菌門()(50.09%)、接合菌綱()(34.54%)、被孢霉目()(22.65%)。取樣數(shù)量對(duì)所檢測(cè)土壤真菌類群數(shù)據(jù)有顯著影響, 在門、綱、目、科的分類水平上, 1個(gè)、15個(gè)、48個(gè)、73個(gè)樣品基本上可以代表82個(gè)樣品檢測(cè)出來不同分類水平的真菌多樣性; 在屬和OTU的分類水平上, 當(dāng)樣品數(shù)達(dá)到82個(gè)時(shí)檢測(cè)出來的響應(yīng)類群數(shù)仍在不斷增加。該研究為進(jìn)一步了解喀斯特森林土壤真菌多樣性與植物多樣性和生境的關(guān)系提供了基礎(chǔ)。

土壤真菌多樣性; 高通量測(cè)序; 采樣數(shù); 森林; 喀斯特生態(tài)系統(tǒng)

0 前言

微生物是土壤最活躍的組成, 在土壤中儲(chǔ)存了數(shù)量龐大微生物資源[1, 2]。土壤微生物參與了土壤發(fā)生、發(fā)展、發(fā)育的全過程, 在物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)換以及污染物降解等過程中都發(fā)揮著重要作用[3]。真菌作為土壤微生物中的重要組成部分, 可有效降解土壤中復(fù)雜組分和凋落物, 驅(qū)動(dòng)養(yǎng)分循環(huán)和能量流動(dòng), 還可反映土壤病理過程, 是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要健康指標(biāo)[4, 5], 并且和植物、細(xì)菌之間維持著重要的共生關(guān)系[6]。大量研究發(fā)現(xiàn), 森林生態(tài)系統(tǒng)具有極其豐富的微生物資源, 且由于微生物結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單, 能對(duì)環(huán)境變化做出快速而靈敏的反應(yīng)。相對(duì)于土壤細(xì)菌, 雖然森林土壤真菌的研究受到的關(guān)注偏少, 但真菌在森林生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)于促進(jìn)宿主植物對(duì)礦物質(zhì)吸收、穩(wěn)固和改善土壤結(jié)構(gòu)的作用不容忽視[7-9]。在亞熱帶不同植被的影響下, 隨著生態(tài)環(huán)境改善、植被的恢復(fù), 土壤真菌群落多樣性逐漸增加[10]。中溫帶氣候下不同林型的土壤真菌群落結(jié)構(gòu)存在較大差異。在寒溫帶氣候下, 森林植被類型、土壤環(huán)境因子和林下植被對(duì)土壤真菌群落結(jié)構(gòu)影響顯著[11, 12]。不同植被類型凋落物通過改變土壤理化性質(zhì)進(jìn)而影響土壤真菌多樣性[13]。充分了解森林生態(tài)系統(tǒng)土壤真菌群落多樣性對(duì)認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與過程, 評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)等具有重要的意義。在熱帶和溫帶, 經(jīng)大量研究發(fā)現(xiàn), 土壤真菌門類群含量一致豐富的是子囊菌門[14-16], 土壤真菌屬類群豐富的是被孢霉屬[17]。據(jù)估算, 全球范圍內(nèi)真菌種數(shù)可達(dá)80-510萬, 而目前已知大約有10萬種[5]。因此更加全面的反映微生物信息顯得尤為重要。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 從早先的平板培養(yǎng)法發(fā)展到高通量測(cè)序技術(shù)的應(yīng)用, 使得更為簡單、快速、準(zhǔn)確的獲取土壤微生物信息成為可能[2]。獲得一定數(shù)量且具有代表性的森林土壤樣品是森林土壤微生物群落調(diào)查的首要工作。在目前的研究當(dāng)中對(duì)每個(gè)樣地或樣方內(nèi)需要采集多少數(shù)量的樣品并沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[18]。在考慮代表性和可操作性前提下, 究竟多少個(gè)土壤樣品才能充分反映森林土壤微生物群落信息？這是一個(gè)基礎(chǔ)但重要問題。

位于我國西南喀斯特地區(qū)的廣西木論國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)與毗鄰的貴州茂蘭國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)連片保存著目前世界上連片面積最大、保存最完好、原生性最強(qiáng)的喀斯特非地帶性植被——喀斯特常綠落葉闊葉混交林。該區(qū)域也是我國生物多樣性3個(gè)特有分布中心之一, 且位于我國植物區(qū)系相匯交錯(cuò)區(qū)和交接過渡帶, 其植被和生境呈現(xiàn)高度的異質(zhì)性[19, 20], 是進(jìn)行喀斯特地質(zhì)背景下生物多樣性相關(guān)研究的理想場(chǎng)所。本研究基于Illumina HiSeq測(cè)序平臺(tái)對(duì)位于木論國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)25 ha大樣地土壤真菌多樣性進(jìn)行了初步研究, 分析了土壤真菌門、綱、目、科、屬等不同分類水平優(yōu)勢(shì)類群和各類群相對(duì)豐度, 并探討了取樣數(shù)量對(duì)土壤真菌多樣性檢測(cè)結(jié)果的影響, 以及在該生境內(nèi)多少個(gè)土壤樣品可以代表不同分類水平的真菌多樣性, 其結(jié)果將有助于進(jìn)一步回答土壤真菌多樣性及其與植物多樣性的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

木論國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于廣西環(huán)江毛南族自治縣西北部, 地理坐標(biāo)為107°54′01—108°05′51 E, 25°07′01—25°12′22 N之間, 屬于中亞熱帶石灰?guī)r區(qū)常綠落葉闊葉混交林生態(tài)系統(tǒng), 是我國生物區(qū)系相匯交錯(cuò)區(qū)和交接過渡的中心, 生境異質(zhì)性極高, 區(qū)系成分復(fù)雜, 生物種類豐富, 生態(tài)環(huán)境脆弱, 是目前世界上喀斯特地貌區(qū)幸存連片面積最大、保存最完好、原生性最強(qiáng)的喀斯特森林。該區(qū)域?yàn)橹衼啛釒Ъ撅L(fēng)氣候, 年平均氣溫19.3℃, 年均降水量1529 mm。區(qū)內(nèi)土壤主要為非地帶性石灰土。2014年參照CTFS(Center for Tropical Forest Sciences)森林樣地建設(shè)技術(shù)要求在該保護(hù)區(qū)內(nèi)建成了25 ha (500 m×500 m)森林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)樣地。

1.2 土壤樣品采集

監(jiān)測(cè)樣地按網(wǎng)格法劃分成了625個(gè)20 m×20 m樣方, 2016年秋季在監(jiān)測(cè)樣地中相對(duì)均勻地選取了82個(gè)樣方進(jìn)行土壤樣品采集(圖1), 在各樣方中心點(diǎn)附近用土鉆采集5個(gè)0—10 cm表層土壤混合成一個(gè)樣品, 樣品去除根系、石頭等雜質(zhì)后, -80 ℃保存用于DNA提取和后續(xù)實(shí)驗(yàn)分析。

1.3 DNA提取、擴(kuò)增和高通量測(cè)序

土壤微生物宏基因組DNA提取采用的專用試劑盒(FastDNA?SPIN Kit for Soil, MP)。采用引物ITS5-1737F(GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG), ITS2-2043R(GCTGCGTTCTTCAT CG A TGC)對(duì)真菌ITS基因的ITS1區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR反應(yīng)體系30 μL: 15 μL Phusion Master Mix(2×), 3 μL(6μM) Primer(2μM), 10 μL(5—10 ng)gDNA(1 ng/μL), 2 μL H2O[21]。PCR反應(yīng)條件為: 98℃預(yù)變性1 min; 30個(gè)循環(huán)包括(98 ℃, 10 s; 50 ℃, 30 s; 72 ℃, 30 s); 72 ℃, 5 min。依據(jù)PCR產(chǎn)物濃度, 將所有擴(kuò)增成功的PCR產(chǎn)物等量混合, 再經(jīng)定量等質(zhì)量控制后, 將質(zhì)量合格的PCR產(chǎn)物進(jìn)行DNA文庫的構(gòu)建, 采用Illumina Hiseq平臺(tái)進(jìn)行雙末端250 bp測(cè)序(委托諾禾致源生物信息科技有限公司完成)。

1.4 高通量測(cè)序數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)Barcode序列和PCR擴(kuò)增引物序列從下機(jī)數(shù)據(jù)中拆分出各樣品數(shù)據(jù), 截去Barcode和引物序列后使用FLASH(V1.2.7, http://ccb.jhu.edu/software/ FLASH/)[22]對(duì)每個(gè)樣品的reads進(jìn)行拼接, 過濾掉低質(zhì)量的序列。使用Qiime(V1.7.0, http://qiime.org/ scripts/split_libraries_fastq.html)[23]的Tags質(zhì)量控制流程做聚類及多樣性分析。其中, 利用Uparse軟件(Uparse v7.0.1001, http://drive5.com/uparse/)[24]對(duì)所有樣品進(jìn)行聚類, 依據(jù)慣例以97%的一致性將序列聚類成為OTUs[25], 依據(jù)其算法原則, 篩選出OTUs中出現(xiàn)頻數(shù)最高的序列作為OTUs的代表序列, 用RDP對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)分類[26]。再用QIIME進(jìn)行單樣品組成分析[23], 得到樣品在不同分類水平上的真類群組成及相對(duì)豐度的數(shù)據(jù), 將各分類水平: Phylum(門)、Class(綱)、Order(目)、Family(科)、Genus(屬)上最大豐度排名前10的物種, 生成物種相對(duì)豐度圖[27]。

圖1 木論森林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)樣地土壤真菌采樣點(diǎn)位置

Figure 1 Location of soil fungi sampling points in Mulun Forest Dynamic Monitoring Plot

在上述基礎(chǔ)上制作采樣點(diǎn)數(shù)–土壤真菌類群數(shù)曲線。具體的做法是: 從82個(gè)樣品中隨機(jī)抽取1個(gè)樣品, 記下這個(gè)樣品中包含的真菌類群數(shù)目; 然后從剩下的81個(gè)樣品中再隨機(jī)抽取1個(gè)樣品數(shù)據(jù), 和第一個(gè)抽到的樣品數(shù)據(jù)合并, 記下這2個(gè)樣品中包含的真菌類群數(shù)目; 依此類推, 直至采樣點(diǎn)的數(shù)目達(dá)到最大; 重復(fù)99次取平均值, 制作采樣點(diǎn)數(shù)–土壤真菌類群數(shù)曲線。

本研究其他數(shù)據(jù)分析與圖形制作使用Origin 2016和R3.5.1軟件(R-development Core Team, 2018)完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤真菌分類

對(duì)木論樣地的82個(gè)土壤樣品進(jìn)行高通量測(cè)序, 共產(chǎn)生132616個(gè)OTU。與數(shù)據(jù)庫比對(duì)不上的OTU即未分配的部分(Unassigned)約占總數(shù)的4.414%。82個(gè)土壤樣品中平均有1256.44 ±493.32個(gè)OUT, 其中單個(gè)樣品最多為3359個(gè)、最少為653個(gè), 分屬于6門32綱126目336科886屬, 真菌分類群詳細(xì)信息見附錄1(不包含未分配的部分; 各個(gè)分類水平上未有明確分類名稱信息的也作為一個(gè)計(jì)入在內(nèi))。

82個(gè)土壤樣品中平均有真菌5.41 ±0.51門, 其中單個(gè)樣品最多的有6門, 最少的有5門(圖2)。相對(duì)豐度最高的5個(gè)門所占比例總和達(dá)到了99.56%, 分別是子囊菌門(Ascomycota)(50.09%)、接合菌門(Zygomycota)(42.13%)、擔(dān)子菌門(Basidiomycota) (6.86%)、壺菌門(Chytridiomycota)(6.01%)和球囊菌門(Glomeromycota)(0.26%)(圖3)。

82個(gè)土壤樣品中平均有真菌22.13 ±2.43綱, 其中單個(gè)樣品最多的有26綱, 最少的有18綱(圖2)。相對(duì)豐度最高的5個(gè)綱所占比例總和為71.97%, 分別是接合菌綱(Zygomycota)(34.54%)、座囊菌綱(Dothideomycetes) (15.51%)、糞殼菌綱(Sordario-mycetes)(14.04%)、傘菌綱(Agaricomycetes)(4.84%)和散囊菌綱(Eurotiomycetes)(3.05%)(圖3)。

圖2 不同分類水平上真菌數(shù)量

Figure 2 The quantity of soil fungal at different taxonomical levels

82個(gè)土壤樣品中平均有真菌70.09±10.82目, 其中單個(gè)樣品最多的有94目, 最少的有48目(圖2)。相對(duì)豐度最高的5個(gè)目所占比例總和為39.42%, 分別是被孢霉目(Mortierellales)(22.65%)、肉座菌目(Hypocreales)(7.31%)、格孢菌目(Pleosporales) (4.21%)、炭角菌目(Xylariales)(2.71%)和傘菌目(Agaricales)(2.56%)(圖3)。

82個(gè)土壤樣品中平均有真菌144.89±30.02科, 其中單個(gè)樣品最多的有219科, 最少的有83科(圖2)。相對(duì)豐度最高的5個(gè)科所占比例總和為14.59%, 分別是被孢霉科(Mortierellaceae)(5.07%)、格孢菌科(Incertae_sedis_Pleosporales)(3.16%)、發(fā)菌科(Tri-chocomaceae)(2.22%)、炭角菌科(Incertae_sedis_ Xylariales)(2.09%)和古生菌科(Archaeorhizomy-cetaceae)(2.05%)(圖3)。

82個(gè)土壤樣品中平均有真菌216.66±65.73屬, 其中單個(gè)樣品最多的有392屬, 最少的有99屬(圖2)。相對(duì)豐度最高的5個(gè)屬所占比例總和為9.28%, 分別是被孢霉屬(Mortierella)(3.68%)、小畫線殼屬(Monographella)(1.93%)、白粉菌屬M(fèi)icroidium (1.23%)、周刺座霉屬(Volutella)(1.23%)和青霉屬(Penicillium)(1.21%)(圖3)。

2.2 取樣數(shù)對(duì)土壤真菌多樣性的影響

在各個(gè)分類水平上, 隨著取樣點(diǎn)的增加, 檢測(cè)出的土壤真菌類群的數(shù)目也在不斷增加。當(dāng)取樣點(diǎn)達(dá)到82個(gè)時(shí), 檢測(cè)出的土壤真菌類群的數(shù)目為最大, 分別為6門32綱126目336科886屬132616個(gè)OUT(圖4)。

在門的分類水平上, 當(dāng)取樣點(diǎn)數(shù)為1個(gè)時(shí), 約能檢測(cè)到5個(gè)門; 取樣點(diǎn)數(shù)在2—82區(qū)間時(shí), 門數(shù)僅增加1個(gè)達(dá)到6個(gè)。

在綱的分類水平上, 取樣點(diǎn)數(shù)在1—8區(qū)間時(shí), 檢測(cè)到的真菌綱數(shù)量隨著取樣點(diǎn)數(shù)量增加而快速增加; 取樣點(diǎn)數(shù)超過8后, 綱的數(shù)量增速減慢; 當(dāng)取樣點(diǎn)數(shù)為15個(gè)時(shí), 約能檢測(cè)到31個(gè)綱; 取樣點(diǎn)數(shù)在16—82區(qū)間時(shí), 綱數(shù)僅增加1個(gè)達(dá)到32個(gè)。

在目的分類水平上, 取樣點(diǎn)數(shù)在1—25區(qū)間時(shí), 檢測(cè)到的真菌目數(shù)量隨著取樣點(diǎn)數(shù)量增加而快速增加; 取樣點(diǎn)數(shù)超過25后, 目的數(shù)量增速減慢; 當(dāng)取樣點(diǎn)數(shù)為48個(gè)時(shí), 約能檢測(cè)到125個(gè)綱; 取樣點(diǎn)數(shù)在49—82區(qū)間時(shí), 目數(shù)僅增加1個(gè)達(dá)到126。

在科的分類水平上, 取樣點(diǎn)數(shù)在1—52區(qū)間時(shí), 檢測(cè)到的真菌科數(shù)量隨著取樣點(diǎn)數(shù)量增加而快速增加;

取樣點(diǎn)數(shù)超過52后, 科的數(shù)量增速減慢; 當(dāng)取樣點(diǎn)數(shù)為73個(gè)時(shí), 約能檢測(cè)到335個(gè)目; 取樣點(diǎn)數(shù)在74—82區(qū)間時(shí), 科數(shù)僅增加1個(gè)達(dá)到336。

在屬的分類水平上, 取樣點(diǎn)數(shù)在1—70區(qū)間時(shí), 檢測(cè)到的真菌屬數(shù)量隨著取樣點(diǎn)數(shù)量增加而快速增加; 取樣點(diǎn)數(shù)超過70后, 屬的數(shù)量增速減慢, 但增速仍較大, 且屬的增速大于門、綱、目、科的增速。

在OTU的分類水平上, 當(dāng)取樣點(diǎn)數(shù)在1—82區(qū)間時(shí), 檢測(cè)到的真菌OTU數(shù)量隨著取樣點(diǎn)數(shù)量增加一直呈現(xiàn)出較快增加的趨勢(shì)(圖4)。

3 討論

采用Illumina公司Hiseq測(cè)序儀對(duì)地處中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)的木論喀斯特常綠落葉闊葉混交林土壤真菌多樣性進(jìn)行初步研究, 共產(chǎn)生132616個(gè)OUT, 分屬于6門32綱126目336科886屬。研究結(jié)果列出了木論樣地土壤真菌各個(gè)不同分類水平上的優(yōu)勢(shì)類群及其相對(duì)豐度。其中,是最豐富的真菌類群, O'Brien 等[28]研究表明森林土壤 ITS 文庫中的和序列比例(46%和41%)相差不大, 而和占ITS克隆文庫序列的1.5%和0.5%。但本研究中序列僅占6.86%, 而序列占了 42.13%。這與 O'Brien的研究結(jié)果有一定的差異, 而Lienhard 等[29]在老撾熱帶草地中對(duì)真菌群落進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn), 草地中真菌群落在門水平上的比例較高, 這與本研究結(jié)果一致。這可能由于和都屬于腐生營養(yǎng)土壤真菌, 在土壤真菌群落中占主導(dǎo)地位。但在其他有關(guān)森林土壤中真菌群落的研究中發(fā)現(xiàn),在真菌群落中的比例較高, 這可能是由于土壤質(zhì)地和植被類型產(chǎn)生的[30]。

圖3 木論大樣地土壤樣品在不同水平上真菌優(yōu)勢(shì)類群及其相對(duì)豐度

Figure 3 Dominant groups of fungi and their relative abundance at different levels in soil samples from the Mulun large plot.

圖4 不同分類水平上真菌類群數(shù)隨采樣點(diǎn)數(shù)增加的稀疏曲線

Figure 4 Rarefaction curves of the observed fungi quantity at different taxonomic levels varying with number of samples in the study area

在某種植被類型、生境類型或是某個(gè)生態(tài)系統(tǒng), 所需多少土壤樣品才能較好地反映其微生物多樣性水平, 依然是一個(gè)值得探究的問題。但在采樣數(shù)量一定時(shí), 研究人員大多還是將數(shù)個(gè)取樣點(diǎn)土樣混合后成一個(gè)樣品可增加樣品的代表性[31,32]。本研究中, 在不同的分類水平上, 隨著取樣點(diǎn)的增加, 檢測(cè)出的土壤真菌類群的數(shù)目呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢(shì), 且增速不同, 但逐漸變緩。當(dāng)取樣點(diǎn)達(dá)到82個(gè)時(shí), 檢測(cè)出的土壤真菌類群的數(shù)目達(dá)到最大, 這說明當(dāng)取樣點(diǎn)數(shù)較少時(shí), 可能存在較多的真菌類群沒有被檢測(cè)出來的情況。特別是在OTU的水平上, 當(dāng)樣品數(shù)量達(dá)到82個(gè)時(shí), 真菌OTU數(shù)量仍呈現(xiàn)出較快增長的趨勢(shì), 由此推測(cè), 如果樣品數(shù)量增加較多, 被檢測(cè)出來的真菌OTU數(shù)量還會(huì)有較大增加, 今后的試驗(yàn)進(jìn)一步在木論喀斯特常綠落葉闊葉混交林中, 探究取樣數(shù)目與土壤真菌類群數(shù)目在屬和OTU水平上的聯(lián)系。在以往對(duì)草地、農(nóng)田或是在森林等土壤微生物研究中, 均應(yīng)重視取樣數(shù)量對(duì)于研究結(jié)果的影響[33-35]。取樣數(shù)量除了取決于研究目的和研究深度外, 實(shí)驗(yàn)研究成本也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定影響, 因?yàn)楦咄繙y(cè)序單個(gè)樣品所需經(jīng)費(fèi)相對(duì)較高, 因此, 我們?cè)趯?shí)際研究當(dāng)中應(yīng)對(duì)取樣數(shù)量進(jìn)行權(quán)衡, 既要能滿足研究目的、反應(yīng)研究對(duì)象的微生物多樣性水平, 又要能兼顧到研究費(fèi)用。除此之外, 檢測(cè)出的真菌類群也會(huì)受到文庫的構(gòu)建和測(cè)序深度的選擇等因素的影響。因此, 庫容和測(cè)序深度的增加, 也有可能檢測(cè)出來更多的真菌類群。還有, 測(cè)序區(qū)間的選擇也是影響研究結(jié)果的一個(gè)因素, 例如: 測(cè)序的高變區(qū)不同, 其分類信息的精確性也會(huì)不一樣。

4 結(jié)論

木論喀斯特常綠落葉闊葉混交林土壤真菌分屬于6門32綱126目336科886屬。相對(duì)豐度最高的2個(gè)門分別是子囊菌門、接合菌門, 其所占比例總和達(dá)到了92.22%; 綱類水平下, 以接合菌綱最高, 其次是座囊菌綱和糞殼菌綱, 三者所占比例總和達(dá)到了64.09%; 目類水平下, 相對(duì)豐度最高的是被孢霉目, 其占比為22.65%, 其余各目所占比例均低于10%; 相對(duì)豐度最高的5個(gè)科分別是被孢霉科、格孢菌科、發(fā)菌科、炭角菌科和古生菌科, 其所占比例為14.59%; 相對(duì)豐度最高的5個(gè)屬分別是被孢霉屬、小畫線殼屬、白粉菌屬、周刺座霉屬和青霉屬, 其所占比例總和為9.28%。

隨著采樣點(diǎn)數(shù)量的增加, 不同分類土壤真菌水平有不同程度的增加, 在門、綱、目、科的分類水平上, 1個(gè)、15個(gè)、48個(gè)、73個(gè)樣品基本上可代表全部樣品檢測(cè)出來不同分類水平的細(xì)菌多樣性信息; 而屬和OUT數(shù)仍隨樣品數(shù)量增加而增加, 未呈現(xiàn)平緩趨勢(shì), 說明在該生境內(nèi), 繼續(xù)增加取樣數(shù)目, 屬和OTU數(shù)目還會(huì)有明細(xì)增加, 今后可通過補(bǔ)充采樣來進(jìn)一步了解該森林土壤真菌屬和OUT特征。

致謝：感謝陳莉、胡芳同學(xué)在野外土樣采集中的幫助, 感謝木論國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)工作人員在野外工作中的支持和幫助。

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Soil fungal community composition in the Mulun karst evergreen and deciduous broad-leaved mixed forest

GU Junkun1,2, ZENG Fuping1,2, SONG Tongqing1,2, PENG Wanxia1,2, SU Liang1,2, DU Hu1,2,*

1. Key Laboratory of Agro-ecological Processes in Subtropical Region, Institute of Subtropical Agriculture, Chinese Academic of Sciences, Changsha, Hunan 410125, China 2. Guangxi Key Laboratory of Karst Ecological Processes and Services, Huanjiang Observation and Research Station of Karst Ecosystem, Huanjiang, Guangxi 547100, China 3. College of Resources and Environment, Hunan Agricultural University, Changsha 410125, China

Soil microbes play essential roles in forest ecosystems. To understand the diversity of soil fungal in karst forest, we investigated soil fungal community structure in the Mulun karst evergreen and deciduous broad-leaved mixed forest using the technology of Illumina Miseq. The results showed that in the 82 soil sampling sites, the number of fungal taxa detected at different classification levels increased with the increasing number of sampling points. When all 82 samples were considered, the number of relative fungal groups include 6 phyla, 32 classes, 126 orders, 336 families, 886 genera, and 132616 operational taxonomic units (OTUs). The mean values of relative fungal taxa in the 82 samples were 5.41 phyla, 22.13 classes, 71.09 orders, 144.89 families, 216.66 genera, and 1256.44 OTUs. At the classification level of phylum, class, and order, the dominant groups were(50.09%),(34.54%),(22.65%), respectively. These preliminary results show that the soil has a relatively high level of fungal diversity in the karst evergreen and deciduous broad-leaved mixed forest, which lays the foundation for further studies on the relationship between soil fungal diversity and plant diversity and other related scientific questions.

soil fungal diversity; high-throughput sequencing; number of samples; forest; karst ecosystem

谷俊錕, 曾馥平, 宋同清, 等. 木論喀斯特常綠落葉闊葉混交林土壤真菌群落多樣性特征[J]. 生態(tài)科學(xué), 2022, 41(3): 54–61.

GU Junkun, ZENG Fuping, SONG Tongqing, et al. Soil fungal community composition in the Mulun karst evergreen and deciduous broad-leaved mixed forest[J]. Ecological Science, 2022, 41(3): 54–61.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.03.006

S154.38

A

1008-8873(2022)03-054-08

2020-07-16;

2020-09-08

廣西重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(桂科AB17129009); 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31770495, 31870712, 31971487); 河池市特聘專家項(xiàng)目

谷俊錕(1997—), 男, 湖南張家界人, 碩士, 主要從事生態(tài)學(xué)研究。E-mail: 505218176@qq.com

杜虎(1986—), 男, 副研究員, 主要從事喀斯特生物多樣性研究。E-mail: hudu@isa.ac.cn