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SBB-大尺度上中国森林生态系统真菌多样性

Journal:Soil Biology & Biochemistry

Accepted Date: 4 January 2019

生态中心陈保东课题组的最新文章。

40个样点,326个样本,覆盖中国5个气候区。研究大尺度上中国森林生态系统真菌多样性在不同纬度条件下的差异,并比较了植物和土壤真菌共生模式。

两个假设:

土壤真菌与植物的alpha和beta多样性在不同森林生态系统及纬度存在正相关;

确定性作用驱动着植物和真菌群落构建,并且植物和真菌存在着相似的非随机共存特征。

扩增:

ITS1-F (CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA)

ITS2 (GCTGCGTTCTTCATCGATGC) 扩增ITS1区域。

Resample=5000。

结论 & 方法 & 讨论

随着纬度变低,植物alpha多样性增加,土壤真菌多样性只是趋于增加。

Richness及alpha多样性指数(A) Fungal 0D α-diversity,即物种数; (B) Tree richness; (C) Fungal 1D α-diversity,即Shannon index; (D) Shrub richness; (E) Fungal 2D α-diversity, 即inverse Simpson index; and (F) Herb richness.

非生物因素控制着真菌alpha多样性。随机森林方法表明,年均温(MAT)和年均降水量(MAP)是预测真菌群落丰富度的最重要的环境因素。具体对不同类群真菌也有其他一些因子影响比较大。

目前连接真菌和植物群落的研究主要集中于回答两个问题:

(1) 植物碎屑的产生是否增加了真菌对有机碳的可利用性,进而支持真菌的高度多样性——资源丰度假说;

(2) 多样性高的植物群落是否产生多样和复杂的有机底物,有利于真菌群落的特殊化,从而形成多样性高的本地群落——资源多样性假说。

已有研究表明非生物因子如pH,升温会对真菌群落多样性带来巨大影响,但是在大尺度上还缺乏全面、直接的证据。本研究证明了两种理论均不能解释真菌多样性的形成。且植物和真菌的关系取决于空间尺度。小尺度上植物多样性及生产力决定了真菌多样性,但是在大尺度上却不是。

真菌beta多样性和植物高度相关,森林类型决定真菌群落结构。( K=3不知道是什么意思。难道是维度?)

NMDS (A) Bray-Curtis and (B) Sorensen distances

db-RDA表明气候因子是最重要的环境因子控制群落结构。可能的解释是低纬度地区高温及更高的水可利用性导致了更高的生长和代谢速率及更快的进化过程,如突变和新种形成。

18种对真菌影响最大的植物

使用betapart对beta多样性进行了分解。纬度增加,植物和真菌物种替换(βSIM)的比率都下降。物种嵌套的比例(βSNE)两者规律却不相同。纬度增加植物的(βSNE)升高,而真菌没有明显规律。

betapart的介绍详见:R——分解beta多样性betapart包简介

相似的物种替换规律表明气候对真菌和植物有着相似的作用,而低纬度地区更高的物种替换表明了更强的栖息地特异化。真菌的物种嵌套比例低于植物,表明随机过程(如森林大火)对植物的影响强于真菌。

植物只在高纬度存在非随机的共存模式。而真菌在中纬度存在非随机的共存模式。真菌种间相互作用强度呈驼峰状从高纬度向低纬度方向发展,而植物之间相互作用不断增强。 沿纬度土壤真菌与植物共生模式存在明显的差异。

Standardized effect size (SES):SES>2表示物种间非随机的竞争模式;SES<-2表明物种间非随机的合作模式。中纬度相互作用关系更强,暗示碳的量而不是质量是真菌共存模式的驱动力。

真菌SES值在中低纬度和净初级生产力(Net primary productivity, NPP)及树的丰富度(tree richness,TR)高度相关。

高纬度温度低,真菌活性低,可能抑制了真菌间的互做。另一种解释是某些真菌和植物的互做多于真菌,导致了真菌之间互做较弱。植物的多样性及丰度升高减弱了真菌之间的竞争关系,这可能是由于碳源的丰度和多样性增多,引起明显的生态位分化,进而削弱了真菌间的互做。基于此,结论支持碳源驱动土壤真菌共存模式这一假设。


一个环境工程专业却做生信分析的深井冰博士,深受拖延症的困扰。想给自己一点压力,争取能够不定期分享学到的生信小技能,亦或看文献过程中的一些笔记与小收获,记录生活中的杂七杂八。

本文分享自微信公众号 - Listenlii(gh_1a9e56035563),作者:水岸风堤

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原始发表时间:2019-01-08

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