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外生菌根(Ectomycorrhiza,ECM)是由土壤真菌与植物根系形成的互惠共生体。ECM真菌分布广泛,是生态系统中的重要组成部分,在森林生态系统的演替和干扰生态系统的恢复与重建过程中发挥重要的生态功能。本文选择我国北方温带森林的优势树种辽东栎Quercus liaotungensis Koidz.和油松Pinustabulaeformis Carr.,以及亚热带常绿阔叶林的优势树种栲树Castanopsis fargesiiFranch.为研究对象,结合形态和分子方法,开展ECM形态解剖结构、真菌多样性和动态变化研究,并取得如下研究结果:
1)从辽东栎根系中共得到178个ECM形态型,经ITS-RFLP和序列分析后鉴定为67种ECM真菌,其中包括51种担子菌、16种子囊菌。ECM4鉴定为Cenococcum geophilum,56个分类单元鉴定到属(Boletus,Clavulina,Cortinarius,Helvella,Humaria,Inocybe,Melanogaster,Pachyphloeus,Peziza,Russula,Scleroderma,Sebacina,Tarzetta,Tomentella,Tuber),7个鉴定到科(Clavulinaceae,Pyronemataceae,Sebacinaceae,Thelephoraceae),3个鉴定到目(Agaricales,Helotiales)。C.geophilum是优势种,Cortinarius sp.2、Cortinarius sp.4、Humariasp.1、Humaria sp.2、Peziza sp.1、Russula sp.2、Sebacina sp.3、Tomentella sp.2、Tomentella sp.10、Tuber sp.1和Tuber sp.2是常见种,其余55个是稀有种。Thelephoraceae、Sebacinaceae和Cortinariaceae真菌是优势类群。
2)从油松根系中共获得35个ECM形态型,经ITS-RFLP和序列分析后鉴定为26种ECM真菌,其中包括17种担子菌、9种子囊菌。ECMl鉴定为Lactariusdeliciosus、ECM2为Tricholoma terreum、ECM3为Suillus luteus、ECM6为Tomentella ferrugines、ECM7为Tomentella umbrinospora、ECM8为Tomentellagalzinii,14个分类单元鉴定到属(Clavulina,Tomentella,Sebacina,Tarzetta,Tuber),5个鉴定到科(Atheliaceae,Helotiaceae,Pezizaceae,Pyronemataceae),ECM19鉴定为Helotiales。Atheliaceae sp.、L.deliciosus、T.ferruginea和Tomentella sp.17是优势种。Tomentella、Sebacina和Tuber真菌是优势类群。
3)从栲树根系中共得到35个ECM形态型,经ITS-RFLP和序列分析后鉴定为17种ECM真菌,其中包括14种担子菌、3种子囊菌。ECM11鉴定为Russulalepida,12个鉴定到属(Boletus,Clavulina,Lactarius,Russula,Thelephora,Tomentella),ECM10鉴定为Russulaceae,ECM15和ECM16鉴定为Helotiales,ECM17鉴定为Sordariomycetes。Lactarius sp.、Russula sp.8、Tomentella sp.20和Boletus sp.2是优势种。Russulaceae和Thelephoraceae真菌是优势类群。
4)三种树木之间ECM真菌物种多样性和优势种类不同,栲树与辽东栎、油松之间的ECM真菌群落组成不同,而辽东栎与油松之间只有4种ECM真菌相同。ECM真菌在三种植物上具有明显的宿主专一性。
5)三种树木的ECM真菌群落结构均是由少数优势种和多数稀有种组成。Thelephoraceae真菌是三种树木的优势类群,同时Russulaceae真菌也是栲树和辽东栎的优势类群。Sebacinaceae真菌只在温带的辽东栎和油松根系中被检测到。
6)在辽东栎生长初期(6月)和生长末期(9月)分别检测到ECM真菌64和67种。生长初期和生长末期辽东栎ECM真菌种类组成的相似性系数(Cs)为0.98。Cenococcum geophilum是不同生长季节的优势种。生长季节对辽东栎ECM真菌物种多样性和群落组成没有明显影响。
7)在辽东栎幼苗(<5龄)、幼树(ca.15龄)和成树(>50龄)中分别检测到ECM真菌60、65和65种,不同树龄间ECM真菌群落组成的相似性很高(Cs0.93-0.97)。C.geophilum是不同树龄的优势种。树龄对ECM真菌物种多样性和群落组成没有明显影响。
8)辽东栎幼苗的菌根侵染率显著低于幼树和成树,而幼树和成树之间没有显著差异；辽东栎生长初期(6月)和末期(9月)之间菌根侵染率没有显著差异。
9)描述了24种油松外生菌根和17种栲树外生菌根的形态和解剖结构特征,首次报道了3个Clavulina真菌(1个种与油松,2个种与栲树)形成的ECM形态和解剖结构特征。