不同积雪覆盖期荒漠齿肋赤藓结皮层丛枝菌根真菌多样性变化
发布时间：2021-04-06 20:48
【背景】温带荒漠有积雪背景条件下的荒漠苔藓植物与丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）共生关系的研究非常有限。【目的】揭示不同积雪覆盖期（降雪前、雪盖期、融雪期）齿肋赤藓结皮层中AMF多样性的差异,为正确认识荒漠特色植物与微生物在冬季积雪期互利的重要生存策略提供数据支撑。【方法】利用高通量测序技术,分析稳定积雪期的古尔班通古特沙漠优势苔藓齿肋赤藓结皮AMF群落组成与多样性状况,尤其是降雪前和融雪期AMF群落结构差异。【结果】降雪前、雪盖期及融雪期检测到的OTU分属于球囊菌门（Glomeromycota）的5目9科11属,其中,近明球囊霉属（Claroideoglomus）、原囊霉属（Archaeospora）、类球囊霉属（Paraglomus）和球囊霉属（Glomus）为优势类群;降雪前和融雪期齿肋赤藓结皮层中绝对优势属（>50%）均为近明球囊霉属。群落丰富度Chao1指数和ACE指数均表现为雪盖前>积雪期>融雪期,表明降雪减少了AMF群落丰富度。近明球囊霉属融雪期比例大幅增加,而类球囊霉属、球囊霉属则较降雪前比例下降。基于M...
【文章来源】：微生物学通报. 2020,47(11)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
AMF群落OTU维恩图
AMF群落组成分析结果表明，降雪前、雪盖期及融雪期检测到的OTU分属于球囊菌门(Glomeromycota)的5目9科11属。从门的水平看(图2A)，优势类群均为球囊菌门，表现为降雪前<雪盖期<融雪期，暗示融雪期水分补给助力齿肋赤藓结皮中AMF丰度提升了13.2%。目、科、属水平均发现降雪前、雪盖期、融雪期齿肋赤藓结皮层中AMF类群的类型没有显著差异，但是不同AMF类群降雪前后变化不一(图2B-D)。从目的水平看(图2B)，球囊霉目在不同时期均超过50%，为绝对优势类群(Glomerales)且融雪期比例明显增加，由降雪前的55.2%提升到77.2%；类球囊霉目(Paraglomerales)则由降雪前的26.2%显著下降为13.0%；多样孢囊霉目(Diversisporales)和原囊霉目(Archaeosporales)则在降雪前后基本保持不变。从科水平看(图2C)，隶属于球囊霉目的近明球囊霉科(Claroideoglomeraceae)，在不同时期均接近或超过50%，为绝对优势类群且融雪期比例明显增加，由降雪前的49.4%提升到75.3%；隶属于类球囊霉目的类球囊霉科(Paraglomeraceae)和隶属于球囊霉目的球囊霉科(Glomeraceae)则同时在融雪期较降雪前大幅降低，前者由11.0%降为1.6%，后者则由5.8%降为1.9%。属水平上的变化趋势与科水平近似(图2D)，绝对优势属(>50%)近明球囊霉属(Claroideoglomus)融雪期比例大幅增加而类球囊霉属(Paraglomus)、球囊霉属则较降雪前比例下降。基于MEGAN的分类学组成信息可视化分析表明(图3)：将降雪前、雪盖期、融雪期所含有的OTU的丰度信息和分类学组成数据映射至NCBI Taxonomy所提供的微生物分类等级树，可在一套标准的分类等级系统中统一呈现所有样本在各分类水平的具体组成。每个分支节点的饼图表明该分类单元在各样本中的丰度高低，扇形面积越大，表明该分类单元在对应样本中的丰度越高。结果同样表明在不同分类单元，降雪前、雪盖期、融雪期齿肋赤藓结皮层中AMF类群的类型并未明显改变，但是不同AMF所占的比例在降雪前后有所调整。而且低丰度属的变化也能在图3中清晰反映，如无梗囊霉属(Acaulospora)主要集中在降雪前采集的样品中，而多样孢囊霉属(Diversispora)主要集中在融雪期样品中。
将各分类水平的群落组成数据根据分类单元的丰度分布或样本间的相似程度加以聚类，根据聚类结果对分类单元和样本分别排序，并以结合聚类分析的热图加以呈现(图5)，发现降雪前和融雪期AMF群落在种类上并无差异，但高丰度分类单元的类别由降雪前的5种集中为2种，可见降雪对苔藓结皮中的AMF类群有一定的选择性。从颜色梯度变化来看，融雪期呈增加趋势的为多样孢囊霉属和近明球囊霉属，无梗囊霉属和类球囊霉属等均下降。图4 基于Gra Phl An的AMF群落总体分类等级树图
【参考文献】：
期刊论文
[1]沙坡头地区地衣和藓类结皮丛枝菌根真菌多样性研究[J]. 漆婧华,刘玉冰,李新荣,赵丽娜,张雯莉,王岩松. 土壤学报. 2020(04)
[2]中国丛枝菌根真菌分子多样性[J]. 王永明,范洁群,石兆勇. 微生物学通报. 2018(11)
[3]积雪和丛枝菌根真菌网络对尖喙牻牛儿苗幼苗生长的影响[J]. 吴楠,张静,王玥,殷进飞,张元明. 干旱区研究. 2018(03)
[4]降雪对荒漠地区藓类结皮中真藓生理生化的影响[J]. 谢敏,回嵘,刘立超,高艳红,李刚,王艳莉,魏文斐. 生态学报. 2017(03)
[5]冻融期积雪覆盖下土壤水热交互效应[J]. 付强,侯仁杰,王子龙,李天霄. 农业工程学报. 2015(15)
[6]降雪对生物土壤结皮光合及呼吸作用的影响[J]. 李刚,刘立超,高艳红,赵杰才,杨昊天. 中国沙漠. 2014(04)
[7]Combined effects of snow depth and nitrogen addition on ephemeral growth at the southern edge of the Gurbantunggut Desert,China[J]. LianLian FAN,Yan LI,LiSong TANG,Jian MA. Journal of Arid Land. 2013(04)
[8]云南西双版纳野生与栽培绞股蓝根内丛枝菌根真菌的分子多样性[J]. 周丽思,郭顺星. 应用生态学报. 2013(09)
[9]新疆区域近50a积雪变化特征分析[J]. 胡列群,李帅,梁凤超. 冰川冻土. 2013(04)
[10]荒漠沙蒿根围AM真菌和DSE的空间分布[J]. 贺学礼,王银银,赵丽莉,钱伟华. 生态学报. 2011(03)
博士论文
[1]丛枝菌根真菌种间及与解磷细菌间的生物互作促进玉米磷吸收的机制[D]. 石宁.中国农业大学 2016
硕士论文
[1]季节性雪被对川西北亚高山草甸土壤真菌遗传特性的影响[D]. 郭军成.四川农业大学 2012
[2]沙地生物结皮层AM真菌多样性及生态分布[D]. 包美丽.内蒙古大学 2009
本文编号：3122114
【文章来源】：微生物学通报. 2020,47(11)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
AMF群落OTU维恩图
AMF群落组成分析结果表明，降雪前、雪盖期及融雪期检测到的OTU分属于球囊菌门(Glomeromycota)的5目9科11属。从门的水平看(图2A)，优势类群均为球囊菌门，表现为降雪前<雪盖期<融雪期，暗示融雪期水分补给助力齿肋赤藓结皮中AMF丰度提升了13.2%。目、科、属水平均发现降雪前、雪盖期、融雪期齿肋赤藓结皮层中AMF类群的类型没有显著差异，但是不同AMF类群降雪前后变化不一(图2B-D)。从目的水平看(图2B)，球囊霉目在不同时期均超过50%，为绝对优势类群(Glomerales)且融雪期比例明显增加，由降雪前的55.2%提升到77.2%；类球囊霉目(Paraglomerales)则由降雪前的26.2%显著下降为13.0%；多样孢囊霉目(Diversisporales)和原囊霉目(Archaeosporales)则在降雪前后基本保持不变。从科水平看(图2C)，隶属于球囊霉目的近明球囊霉科(Claroideoglomeraceae)，在不同时期均接近或超过50%，为绝对优势类群且融雪期比例明显增加，由降雪前的49.4%提升到75.3%；隶属于类球囊霉目的类球囊霉科(Paraglomeraceae)和隶属于球囊霉目的球囊霉科(Glomeraceae)则同时在融雪期较降雪前大幅降低，前者由11.0%降为1.6%，后者则由5.8%降为1.9%。属水平上的变化趋势与科水平近似(图2D)，绝对优势属(>50%)近明球囊霉属(Claroideoglomus)融雪期比例大幅增加而类球囊霉属(Paraglomus)、球囊霉属则较降雪前比例下降。基于MEGAN的分类学组成信息可视化分析表明(图3)：将降雪前、雪盖期、融雪期所含有的OTU的丰度信息和分类学组成数据映射至NCBI Taxonomy所提供的微生物分类等级树，可在一套标准的分类等级系统中统一呈现所有样本在各分类水平的具体组成。每个分支节点的饼图表明该分类单元在各样本中的丰度高低，扇形面积越大，表明该分类单元在对应样本中的丰度越高。结果同样表明在不同分类单元，降雪前、雪盖期、融雪期齿肋赤藓结皮层中AMF类群的类型并未明显改变，但是不同AMF所占的比例在降雪前后有所调整。而且低丰度属的变化也能在图3中清晰反映，如无梗囊霉属(Acaulospora)主要集中在降雪前采集的样品中，而多样孢囊霉属(Diversispora)主要集中在融雪期样品中。
将各分类水平的群落组成数据根据分类单元的丰度分布或样本间的相似程度加以聚类，根据聚类结果对分类单元和样本分别排序，并以结合聚类分析的热图加以呈现(图5)，发现降雪前和融雪期AMF群落在种类上并无差异，但高丰度分类单元的类别由降雪前的5种集中为2种，可见降雪对苔藓结皮中的AMF类群有一定的选择性。从颜色梯度变化来看，融雪期呈增加趋势的为多样孢囊霉属和近明球囊霉属，无梗囊霉属和类球囊霉属等均下降。图4 基于Gra Phl An的AMF群落总体分类等级树图
【参考文献】：
期刊论文
[1]沙坡头地区地衣和藓类结皮丛枝菌根真菌多样性研究[J]. 漆婧华,刘玉冰,李新荣,赵丽娜,张雯莉,王岩松. 土壤学报. 2020(04)
[2]中国丛枝菌根真菌分子多样性[J]. 王永明,范洁群,石兆勇. 微生物学通报. 2018(11)
[3]积雪和丛枝菌根真菌网络对尖喙牻牛儿苗幼苗生长的影响[J]. 吴楠,张静,王玥,殷进飞,张元明. 干旱区研究. 2018(03)
[4]降雪对荒漠地区藓类结皮中真藓生理生化的影响[J]. 谢敏,回嵘,刘立超,高艳红,李刚,王艳莉,魏文斐. 生态学报. 2017(03)
[5]冻融期积雪覆盖下土壤水热交互效应[J]. 付强,侯仁杰,王子龙,李天霄. 农业工程学报. 2015(15)
[6]降雪对生物土壤结皮光合及呼吸作用的影响[J]. 李刚,刘立超,高艳红,赵杰才,杨昊天. 中国沙漠. 2014(04)
[7]Combined effects of snow depth and nitrogen addition on ephemeral growth at the southern edge of the Gurbantunggut Desert,China[J]. LianLian FAN,Yan LI,LiSong TANG,Jian MA. Journal of Arid Land. 2013(04)
[8]云南西双版纳野生与栽培绞股蓝根内丛枝菌根真菌的分子多样性[J]. 周丽思,郭顺星. 应用生态学报. 2013(09)
[9]新疆区域近50a积雪变化特征分析[J]. 胡列群,李帅,梁凤超. 冰川冻土. 2013(04)
[10]荒漠沙蒿根围AM真菌和DSE的空间分布[J]. 贺学礼,王银银,赵丽莉,钱伟华. 生态学报. 2011(03)
博士论文
[1]丛枝菌根真菌种间及与解磷细菌间的生物互作促进玉米磷吸收的机制[D]. 石宁.中国农业大学 2016
硕士论文
[1]季节性雪被对川西北亚高山草甸土壤真菌遗传特性的影响[D]. 郭军成.四川农业大学 2012
[2]沙地生物结皮层AM真菌多样性及生态分布[D]. 包美丽.内蒙古大学 2009
本文编号：3122114
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3122114.html
