028-8525-3068
新闻动态 News
News 行业新闻

文献解读| 在不同的植被类型中,基质质量驱动真菌残体腐烂和分解者的群落结构

日期: 2021-09-08
标签:

文献解读| 在不同的植被类型中,基质质量驱动真菌残体腐烂和分解者的群落结构

#01

摘要


真菌菌丝体是土壤生物地球化学循环的重要组成部分,但目前对真菌残体分解的生态控制仅限于单个地点和植被类型。通过在美国中西部温带橡树稀树草原和阔叶林中部署常见的真菌残体,评估了高质量和低质量真菌残体分解的普遍性及真菌残体分解者群落的变化。真菌残体质量对分解速率的影响在不同的地点和植被类型上差异显著,在初始阶段高质量的真菌残体比低质量的快2.5倍。在不同植被类型中,真菌残体的细菌和真菌群落与土壤微生物群落不同,并受真菌残体质量的影响。霉菌、酵母菌和富营养细菌始终主导着高质量真菌残体。研究表明,无论分解环境的差异如何,与低质量的残体相比,高质量的残体分解更快,并支持不同类型的分解微生物。

#02

关键词

真菌菌丝,真菌菌丝体,黑色素,菌根类型,残体,橡树稀树草原,温带森林

#03

研究背景

土壤碳(C)储量取决于土壤有机质输入及其随后的分解和碳损失速率之间的平衡。真菌菌丝体是土壤碳储量的主要决定因素之一。真菌菌丝生物量储量大,周转快。真菌生物量死亡(即成为残体)后迅速腐烂,并融入活微生物生物量。与其他有机物输入相比,真菌残体的高营养含量也使其成为各种分解者的重要资源。已有研究表明,真菌残体生化性状(氮(N)和细胞壁黑色素含量)是驱动真菌残体分解率的重要预测因子。与黑色素含量低、氮含量高的真菌组织(高质量底物)相比,黑色素含量高、氮含量低的真菌组织(低质量底物)的腐烂速度更慢。通过这种方式可以广泛预测分解速率。然而,目前尚不清楚环境条件如何与初始基质质量相互作用,以控制真菌残体的分解速率。

生态系统中的分解受土壤的生物和非生物特性的影响,而这些特性受植被类型,菌根共生优势类型的影响。土壤性质的差异又导致AM和EM群落中分解者生物的功能变异。因此,为探索基质质量和非生物和生物环境条件的差异如何相互作用来控制真菌坏死块腐烂提供了理想的试验平台。此外,真菌残体分解者群落不同于非根际土壤,并随着时间的推移显示出相当大的组成变化。真菌残体质量能够显著影响细菌和真菌分解者群落组,也可以通过C:N或黑色素含量的变化影响群落组成。然而这些研究都是在单个地点进行的,其普遍性仍不清楚。这项研究有助于深化影响土壤有机质快速循环组分和与快速分解相关的微生物群落的主导因素的理论理解。

#04

研究结果

真菌残体的残留量受残体质量和培养时间的影响显著,而不受植被类型的影响。高质量真菌残体平均比低质量真菌残体分解快2-3倍。然而,残体质量的影响是由培养时间调节的,质量类型之间的差异在14 天时最大(图1)。14 d后,低质量的残体在草原和森林分别增加了60%和80%,但在56 d和92 d后,两种残体的剩余质量均达到了相同的稳定值(~80%的重量损失;图1)。非线性衰变模型显示了相似的趋势,高质量真菌残体的k1值在两个位点都高得多,而k2值在不同位点和残体类型之间基本相等(图1)。

文献解读| 在不同的植被类型中,基质质量驱动真菌残体腐烂和分解者的群落结构

图1:橡树草原(a)和温带森林(b)的AM主导植被(灰色圆圈)和EM相关植被(棕色三角形)中,高质量的Mortierella elongata和低质量的Meliniomyces bicolor残体的质量剩余比例


AM土壤微生物OTU多样性显著高于EM主导的植被土壤,尤其是草原土壤真菌群落和森林土壤细菌群落(图2a,b)。在两个试验点,残体上的细菌OTU多样性比周围土壤低50%(图2c),真菌OTU多样性相对于土壤也降低了,但仅在草原显著降低(图2d)。微生物多样性平均比低质量残体高20%,平均而言,高质量的残体比低质量的残体显著,在森林中的细菌和真菌都显著(图2e,f)。植被类型对微生物OTU多样性的影响普遍较低,仅AM植被对真菌的影响显著较高(图2g,h)。同样,培养时间对微生物OTU多样性的影响有限,只有细菌在森林生境培养92天后显著提高(图2i,j)。

文献解读| 在不同的植被类型中,基质质量驱动真菌残体腐烂和分解者的群落结构

图2:橡树草原(a)和温带森林(b)中真菌残体及其周围土壤的细菌和真菌群落多样性指数


与OTU多样性一样,两地点土壤和残体上的细菌和真菌群落组成存在显著差异(图3)。EM植被下土壤以EM真菌和寡营养细菌为主,但AM植被下土壤有少量AM真菌,腐生真菌和寡营养细菌的比例较高(图4)。相比之下,酵母、霉菌和富营养细菌在两个地点的残体上更为常见(图4)。残体质量显著影响两个地点的细菌组成和森林的真菌群落组成。总体而言,高质量的真菌残体中,富营养菌、霉菌、酵母菌相对丰度较高,腐生真菌相对丰度较低。植被类型对微生物群落组成也有显著影响,在AM主导的植被中,真菌残体上的病原菌营养物质更丰富,EM和AM真菌在与其匹配的植被类型中分别更丰富(图4)。培养时间对两个地点真菌残体的细菌群落组成有显著影响,但对真菌群落组成无显著影响,随着时间的推移,两个地点的寡营养细菌丰度都在增加,特别是在森林的低质量真菌残体(图4)

文献解读| 在不同的植被类型中,基质质量驱动真菌残体腐烂和分解者的群落结构

图3:橡树草原(a和c)和温带森林(b和d)高、低质量残体以及AM和EM主导植被下土壤中的细菌(a和b)和真菌(c和d)群落的非度量多维尺度分析

文献解读| 在不同的植被类型中,基质质量驱动真菌残体腐烂和分解者的群落结构

图4:不同植被类型(AM和EM主导植被)、残体质量(高和低)和真菌残体培养阶段(14、28和42天)的细菌(a)和真菌(b)相对丰度


一些细菌和真菌属丰度的显著差异取决于残体质量。在不同地点或不同植被类型之间,高质量真菌残体上最常见的丰度较高的细菌属包括Nocardia、Mesorhizobium、Orchobactrum和Chitinophaga(图5)。在低质量的真菌残体上最常见的细菌属包括Burkholderia和Mucilaginibacter。Mortierella是两个地点内高质量真菌残体共有的属,尽管Mucor和Pochonia对高质量真菌残体的偏好相似(图6)。与低质量真菌残体呈正相关的真菌属包括Talaromyces、Clonostachys和Chaetosphaeria。

文献解读| 在不同的植被类型中,基质质量驱动真菌残体腐烂和分解者的群落结构

图5:不同植被类型(AM和EM植被)对真菌属有显著影响

文献解读| 在不同的植被类型中,基质质量驱动真菌残体腐烂和分解者的群落结构

图6:不同植被类型(AM和EM植被)对细菌属有显著影响



  • 最新资讯 MORE+
  • 点击次数: 0
    2025 - 07 - 21
    文献解读原名:Soil carbon accrual and crop production enhanced by sustainable subsoil management.译名:可持续性底土管理促进土壤碳积累与作物产量提升。期刊:Nature GeoscienceIF:16.1发表日期:2025.7第一作者:阚正荣 南京农业大学https://doi.org/10.1038/s41561-025-01720-501背景传统保护性农业(如免耕和秸秆覆盖)虽能减少水土侵蚀,但在稻田系统中存在显著局限。免耕虽然增加了表层有机碳,但下层土壤碳储量下降,整体固碳潜力低,并且稻田厌氧环境导致覆盖秸秆分解产生有毒物质(如硫化物),抑制了微生物活动及碳转化。Meta分析显示免耕导致作物平均减产5-10%,中国南方稻田尤为严重。因此,本研究提出一种秸秆集中沟埋还田技术,通过将秸秆注入底土实现土壤固碳与作物增产协同提升。02科学问题(1)评估秸秆集中沟埋还田技术(DB-SR)对土壤有机碳(SOC)及作物产量的影响;(2)阐明SOC与作物产量提升的内在机制;(3)比较DB-SR与旋耕秸秆还田(RT-SR)的技术可行性;(4)采用Meta分析全面量化DB - SR对中国区域土壤有机碳储量和作物产量的影响。03材料与方法(1)田间试验于2008年11月在江苏省沿江区农业科学研究所进行(32°13′N, 121°03′E),该地区属亚热带季风气候,年平均气温14.5℃,降水量1 057.0 mm。(2)RT-SR代表旋耕秸秆还田,DB-SR代表秸秆集中沟埋还田。RT-SR处理中,秸秆被切碎为5-10 cm段,通过旋耕机混入0-10 cm土层。DB-SR处理则需将秸秆打捆称重后,置于田垄晾晒三日,随后埋入深20 cm、宽20 cm、间距2 m的沟渠(图1a)。(3)对于RT-...
  • 点击次数: 0
    2025 - 07 - 15
    ——文献解读原名:Effects of DOM Chemodiversity on Microbial Diversity in Forest Soils on a Continental Scale译名:溶解性有机质化学多样性对大陆尺度森林土壤微生物多样性的影响期刊:Global Change BiologyIF:12.05发表日期:2025年3月通讯作者:王超(中国科学院沈阳应用生态所)01背景土壤溶解性有机质(DOM)是森林生态系统中碳和养分的关键储库,在碳循环和微生物群落动态中起着核心作用。然而,DOM 分子水平多样性(化学多样性)对微生物群落多样性和空间分布的影响仍知之甚少。02关键问题(1)大规模森林生态系统中土壤 DOM 组分的组成和多样性特征是什么?(2)除了已确定的因素如土壤 pH 和温度外,DOM 的多样性和分子组成能否增强对微生物群落多样性模式的解释力?03材料与方法(1)从中国东部南北样带的 11 个森林站点采集土壤样品。在每个站点从5个亚样地(20×20 m)的上层 10 cm 土壤中采集土壤样品,总共 55 份。过10目筛以去除根系和碎屑。(2)测定指标:pH、含水量、TN、SOC、TP、DOC、DON、DOM、16S rRNA测序,ITS测序。04结果(1)55 个森林土壤样品中,共鉴定出 10826 种独特的分子式。通过峰强度加权计算得出的 DOM 分子式范围为 C17.94₋18.99H16.61₋19.98N0.43-0.66O9.36-9.88S0.04-0.10。DOM 的分子量在 398 至 413 Da 之间。DOM 的平均双键当量在 9.4 至 10.8 之间,平均修正芳香性指数(AIₘₒd)在 0.38 至 0.49 之间。(2)土壤 DOM 分子多样性和丰富度沿森林样带从北到南大致呈钟形曲线分布,且在不同采样点之间...
  • 点击次数: 0
    2025 - 06 - 19
  • 点击次数: 0
    2025 - 06 - 13
    原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-025-60036-5 如有检测相关需求欢迎so栢晖生物了解更多~
文体活动 MORE+
案例名称: 孵化中心
说明: 栢晖生物科技有限公司项目孵化中心成立于2015.06.01日,研发领域涉及生物试剂耗材、仪器、新产品开发及各生物科技服务类项目等。自成立以来,陆续吸引了大批专家教授加盟合作,并与全国数十家高校及知名企业建立了良好的合作关系。中心共有博士及以上学位骨干人员10人,专门负责公司新产品研发等工作,已成功研发出无线温度监控器及NO检测试剂盒等产品(详情见成功案例),另有细胞分选仪等三个项目正在积极孵化当中。
2017 - 05 - 31
案例名称: 孵化中心流程
说明:
2017 - 07 - 17
微信公众号
检测咨询热线
 
地址:四川省成都市成华区成宏路72号-四川检验检测创新科技园2号楼4层
          湖南省长沙市芙蓉区雄天路98号广发隆平创业园2栋6002
官方热线:028 8525 3068
投诉电话:18181920125
传真:+86 0755-2788 8009
Copyright ©2005 - 2013 成都栢晖生物科技有限公司
犀牛云提供企业云服务