解析樟子松内生真菌群落奥秘:Diplodia sapinea与环境因素的协同影响

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Forest Ecology and Management 3.7

编辑推荐:

  为探究Diplodia sapinea从内生菌转变为病原体的机制,研究人员以樟子松(Pinus sylvestris)为对象开展研究。结果发现,真菌群落组成受位点差异影响最大,D. sapinea在症状组织中显著增加。该研究为早期疾病检测提供依据。

  在广袤的森林中,樟子松(Pinus sylvestris)是常见的树木品种。然而,近年来,一种名为 Diplodia 梢枯病的病害在全球范围内对松树造成了严重威胁,尤其在北欧地区,其危害程度愈发显著。引发这种病害的罪魁祸首是Diplodia sapinea(Fr.)Fuckel,它不仅是机会性病原菌,还能作为内生菌潜伏在宿主植物中,在某些特定条件下才会引发疾病。但究竟是什么因素促使它从无害的内生菌转变为具有破坏性的病原菌,这一问题一直困扰着科研人员。而且,D. sapinea与周围真菌群落之间的关系也不明确,这给防治工作带来了极大的困难。在气候变化的大背景下,干旱等非生物胁迫事件日益频繁,森林生态系统面临着前所未有的挑战。了解D. sapinea的致病机制以及真菌群落的动态变化,对于保护森林资源、维持生态平衡至关重要。基于此,来自国外的研究人员开展了深入研究,相关成果发表在《Forest Ecology and Management》上。
研究人员为深入了解D. sapinea与樟子松内生真菌群落的关系,采用了多种关键技术方法。首先,在瑞典哥特兰岛受 2018 年严重夏季干旱影响的区域,选取了八个樟子松(Pinus sylvestris)林分作为研究对象进行样本采集,涵盖了有明显枯萎症状和外观健康的位点。接着,对采集的样本进行 DNA 提取,之后利用代谢条形码技术对核糖体 ITS2 区域进行扩增和测序,以确定内生真菌群落的组成。最后,运用 R 统计软件进行统计分析,探究不同因素对真菌群落的影响。

研究结果


  1. 测序概况与群落组成:对所有样本测序后得到 1383716 条读数,其中 721918 条(52%)通过初始质量过滤,被聚类为 1230 个操作分类单元(OTUs)和 1472 个单例。在真菌分类上,子囊菌门(Ascomycota)的真菌占主导地位,约占 OTUs 的 60%,担子菌门(Basidiomycota)占 18%,还有 22% 的 OTUs 无法分类。
  2. 位点和树木健康状况对真菌群落结构的影响:研究发现,位点特异性因素对群落变化的影响大于树木健康状况。位点类型(受影响与健康)和树木健康状况(有症状与无症状)显著影响了检测到的内生真菌群落。有症状的位点和树木拥有更独特的真菌群落,D. sapinea在有症状树木中的丰度比健康树木高约 60 倍。通过分析指示物种,发现 8 个 OTUs 与有症状的樟子松相关,其中D. sapinea关联最强;7 个 OTUs 与无症状树木相关,如 Phaeothecales 目中的一些真菌。
  3. 树木内真菌群落的空间分布:研究表明,有症状和无症状的嫩枝,以及有症状嫩枝的健康和坏死组织中的内生真菌群落存在显著差异。坏死组织中的真菌多样性(通过香农指数、辛普森指数和物种丰富度衡量)显著高于健康组织。此外,还确定了与无症状嫩枝和有症状组织相关的指示物种,D. sapinea与有症状嫩枝和组织密切相关。
  4. D. sapinea与潜在拮抗剂之间的共现模式:通过共现和相关性分析发现,在所有样本中,Phaeothecales 目的真菌丰度与D. sapinea呈显著负相关,在有症状嫩枝中这种负相关最强,这为两者之间的潜在拮抗作用提供了统计支持。

研究结论与讨论


该研究表明,D. sapinea作为樟子松的潜伏病原菌,其在有症状树木和组织中的丰度显著增加,这与之前的研究结果相符,即环境胁迫可能促使其从内生菌转变为病原菌。研究还发现,位点特异性条件对真菌群落结构的影响至关重要,这进一步强调了当地环境在塑造真菌群落和调节病原菌与宿主相互作用中的关键作用。此外,Phaeothecales 目中的真菌与无症状树木和组织相关,暗示它们可能具有抑制D. sapinea生长或疾病发展的潜在能力,但这还需要进一步的研究验证。这项研究为 Diplodia 梢枯病的早期检测提供了重要依据,同时也为利用真菌间的自然拮抗关系保护森林资源开辟了新的研究方向,对维持森林生态系统的健康和稳定具有重要意义。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号