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为探究 Disperis neilgherrensis 营养模式，研究人员运用分子和稳定同位素分析，发现其主要从腐叶获取碳，意义重大。
在神秘的植物世界里，兰花家族一直以独特的生存方式吸引着众多科研人员的目光。大多数绿色植物通过光合作用，利用阳光、二氧化碳和水制造自身所需的有机物质，维持生长和生命活动。而兰花却有着别样的 “生存智慧”，在其生长初期，由于种子中胚乳缺乏以及胚胎碳储备有限，它们会依赖真菌提供营养，这种现象被称为初始真菌异养（initial mycoheterotrophy） 。
随着研究的深入，科研人员发现，部分绿色兰花在成熟阶段还会展现出更为奇妙的营养策略 —— 部分真菌异养（partial mycoheterotrophy）。像 Cephalanthera 和 Epipactis 等绿色兰花，在阴暗的森林底层环境中，会结合自身光合作用产生的物质和真菌提供的有机碳来满足生长需求 。这一现象的发现，让人们对兰花的营养获取方式有了新的认识。然而，关于兰花营养模式的转变以及背后的机制，仍然存在许多未解之谜。比如，从自养到完全真菌异养（full mycoheterotrophy）的转变过程是怎样的？在这个过程中，兰花与真菌的共生关系又发生了哪些变化？
在这样的背景下，Disperis neilgherrensis 这种生长在阴暗森林底层、叶片退化的兰花，引起了研究人员的关注。它的生存环境光照条件差，叶片又有所退化，这使得人们猜测它可能在很大程度上依赖真菌获取碳源，但这一假设一直缺乏实验验证。此外，该属植物与真菌的共生关系也存在诸多疑问。此前研究发现，南非的 Disperis 类群主要与非外生菌根（ectomycorrhizal，ECM）的角担菌科（Ceratobasidiaceae）真菌共生，可 D. neilgherrensis 生长环境与南非的同类植物不同，它是否会有不同的真菌共生伙伴，以及在营养获取上有何特点，都亟待研究。
为了解开这些谜团，来自日本福井县立大学海洋科学技术学院、神户大学等机构的研究人员 Kenji Suetsugu、Ryuta Yagi 等人展开了深入研究 。他们的研究成果发表在《Mycorrhiza》杂志上，为我们揭示了 D. neilgherrensis 独特的营养获取方式和生态适应性，为理解兰花与真菌的共生关系提供了新的视角。
研究人员为了深入探究 D. neilgherrensis 的营养模式，主要运用了两种关键技术方法。一是分子鉴定技术，通过采集 D. neilgherrensis 的根状茎样本，对其中的真菌进行分子条形码分析。具体来说，就是提取样本 DNA，扩增真菌的 ITS 区域序列，经过一系列的生物信息学分析，确定与之共生的真菌种类 。二是稳定同位素分析技术，对 D. neilgherrensis 及其周围的自养植物进行δ13C和δ15N同位素分析。通过比较它们的同位素比值，判断 D. neilgherrensis 的营养来源和营养模式 。研究样本来自日本冲绳县石垣岛的两个种群，在两个种群中设置多个样方，采集植株的地下和地上部分进行分析。
分子鉴定共生真菌
研究人员对采集的 D. neilgherrensis 样本进行分子鉴定后发现，在两个种群中，D. neilgherrensis 都主要与一种角担菌科的 OTU（operational taxonomic units，可操作分类单元）共生。在福井种群中，一种名为 Ceratobasidiaceae OTU1 的真菌占据主导，其 reads 数占比高达 99.9%；在石垣岛种群中，它的 reads 数也占 99.7% 。通过系统发育分析还发现，这种主导的 OTU 与一些和非外生菌根的根瘤菌相关的兰花共生真菌聚为一支，与之前在非洲 Disperis 物种中发现的共生真菌不同，且不属于外生菌根形成的进化分支。这表明 D. neilgherrensis 与这种角担菌科真菌形成了特殊的共生关系，且该真菌很可能是非外生菌根真菌。
δ13C和δ15N分析营养模式
对 D. neilgherrensis 及其周围自养植物进行δ13C和δ15N同位素分析后发现，D. neilgherrensis 的δ13C值显著高于自养植物，福井种群中为 - 26.1 ± 0.9‰，石垣岛种群中为 - 26.6 ± 1.1‰，而自养植物在两个种群中的δ13C值分别为 - 34.2 ± 1.1‰和 - 36.1 ± 0.9‰ 。δ15N值同样如此，D. neilgherrensis 在福井种群中为 6.3 ± 1.3‰，石垣岛种群中为 8.3 ± 1.2‰，远高于自养植物的 0.9 ± 0.7‰和 0.3 ± 0.9‰ 。通过计算13C和15N富集因子，发现 D. neilgherrensis 的13C富集因子与利用凋落物分解真菌的完全真菌异养兰花相近，由此推测其真菌来源的碳在总碳中占比较高，在福井和石垣岛种群中分别约为 94.0 ± 15.7% 和 108.8 ± 16.0% 。同时，D. neilgherrensis 叶片中的总氮浓度也显著高于自养植物，这进一步表明它在营养获取上对真菌的依赖。
研究人员还对 D. neilgherrensis 根状茎中的真菌菌丝团进行了分析，发现其δ13C值与叶片相近，且13C和15N富集因子都较高，这为其高度真菌异养和共生真菌的腐生性质提供了有力证据。与其他一些和根瘤菌相关的兰花相比，D. neilgherrensis 菌丝团的13C富集模式差异明显，更接近另一种几乎完全真菌异养的兰花 Stigmatodactylus sikokianus，这说明其共生真菌很可能是腐生真菌。
综合以上研究结果，研究人员得出结论：D. neilgherrensis 主要通过与非外生菌根的角担菌科真菌的特殊共生关系，从凋落物中获取碳源，展现出高度的真菌异养特性。这一发现打破了以往认为根瘤菌在满足成年兰花碳需求方面能力有限的认知，表明在温暖潮湿的亚热带条件下，腐生的角担菌科真菌能够有效满足 D. neilgherrensis 的碳需求。
此外，该研究还发现，D. neilgherrensis 的营养模式与其他热带兰花可能存在相似之处。许多热带兰花生长在高温高湿环境中，研究结果暗示这些兰花可能也依赖腐生根瘤菌获取碳源。这对于理解整个兰花家族的营养获取策略、生态适应性以及进化过程具有重要意义。它不仅丰富了我们对兰花与真菌共生关系的认识，也为进一步研究兰花的保护和生态系统功能提供了理论基础，让我们看到了兰花在适应特殊环境过程中独特而精妙的生存智慧。
