地中海灌丛中克莱氏疣孢霉（Terfezia claveryi）冬季土壤菌丝动态受降水和温度调控

《Scientific Reports》：Winter soil mycelium dynamics of Terfezia claveryi are shaped by rainfall and temperature in Mediterranean shrublands

本研究针对半干旱区食用沙漠块菌克莱氏疣孢霉（Terfezia claveryi）的土壤菌丝时空动态不明问题，通过实时定量PCR技术分析其与宿主植物物候及环境因子的关联。结果表明，菌丝生物量在人工种植区高于野生区，在旱成土（Xerolls）中显著富集；冬季菌丝与前期降水（正相关）及最高温（负相关）密切关联。研究揭示了沙漠块菌生态系统的地下调控机制，为优化栽培策略及生态修复提供科学依据。

　　

在地中海地区，灌丛生态系统扮演着守护者的角色：它们固持土壤、维系生物多样性、捕获碳元素，还助力生态恢复。然而，随着农村人口外流、传统知识流失，加上气候变化与土地退化的威胁，这些宝贵的生态系统正面临严峻挑战。其中，一种名为“沙漠块菌”的美味地下真菌——克莱氏疣孢霉（Terfezia claveryi），因其与灌丛植物Helianthemum的共生关系，不仅成为新兴经济作物，更被视为恢复干旱土地的潜力股。尽管人工栽培技术已取得进展，但人们对它的生活史仍知之甚少，尤其是土壤中菌丝的“行踪”如何随季节变化、受何影响，一直是个谜。

为揭开这一谜题，来自西班牙穆尔西亚大学的研究团队在《Scientific Reports》上发表论文，首次系统探究了克莱氏疣孢霉土壤菌丝的季节动态。他们猜想，如果沙漠块菌的环境有其独特的“物候节奏”，那么菌丝生长也应有清晰的季节规律。为此，团队在四年间分季节采集了穆尔西亚地区5个人工种植园和4个野生点的根际土壤样本，利用实时定量PCR（qPCR）技术精准量化菌丝生物量，并结合气象数据与宿主物候特征展开分析。

研究主要依托野外采样与分子生物学技术。团队在2015年至2019年间按季节收集土壤样本，通过qPCR特异性引物定量克莱氏疣孢霉DNA；气象数据来自多源数据库并经空间插值处理；统计模型采用广义加性混合模型（GAMM）分析菌丝量与生境类型、土壤类别及气候因子的关系。

菌丝分布受生境与土壤类型驱动

分析发现，菌丝生物量在人工种植园（0.925 ± 0.081 mg/g）显著高于野生区域（0.495 ± 0.065 mg/g），且在不同土壤类型间差异明显：旱成土（Xerolls）中的菌丝量比新成土（Orthents）高出126%，冲积土（Fluvents）亦高出55%。

这种差异可能与种植园的管理措施（如除草、浅耕）及旱成土较高的有机质和保水能力有关，但菌丝整体未呈现明显的季节或年度波动模式。

冬季菌丝凸显气候调控作用

尽管菌丝量在多数季节保持稳定，冬季数据却显示出显著的年份间差异：2016与2018年（高产年）的菌丝量显著高于2017与2019年（低产年）。

进一步相关性分析揭示，冬季菌丝与前期气候条件紧密关联：春季降水与干旱指数（AI）呈正相关，而夏秋季最高温和蒸汽压亏缺（VPD）呈负相关。

例如，高产年秋季降水达56.2 mm，而低产年仅5.3 mm；最高温在高产年（20.1°C）显著低于低产年（23.1°C）。

菌丝持续性暗示生态网络稳定性

值得注意的是，菌丝在土壤中全年可检测，且无显著季节消长。这种持续性可能源于克莱氏疣孢霉与Helianthemum形成的共生菌根网络（CMNs），该网络在干旱环境中充当“地下互联网”，协助水分与养分输送，提升生态系统韧性。近期研究还发现，该网络能将氮素从富集区转移至幼苗生长区，助力植物定植。

本研究通过长期定位观测与分子量化技术，揭示了克莱氏疣孢霉菌丝动态的关键驱动因子。结果表明，菌丝分布受生境管理与土壤类型调控，而冬季菌丝对前期水热条件敏感，尤其是降水与高温的拮抗作用。这一发现将气候信号与地下真菌生活史联系起来，解释了沙漠块菌产量的年际波动机制。更重要的是，菌丝的持续性存在凸显了其在维持半干旱生态系统功能中的基石作用。研究为优化灌溉时机、土壤管理提供了科学依据，也为利用菌根共生推动退化土地修复奠定了理论基础。在气候变化加剧的背景下，理解地下生态过程的调控机制，或许是守护地中海灌丛宝藏的关键一步。