森林干扰下隐蔽大型真菌多样性的变化与必要的分类学更新

《Journal of Fungi》:Unveiling Shifts in Hidden Macrofungal Diversity Under Forest Disturbance, with Necessary Taxonomic Updates

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月05日 来源:Journal of Fungi 4.3

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  由于方法论上的限制,森林干扰对大型真菌多样性的影响仍未得到充分探索。在此,研究人员基于土壤样本,利用真菌ITS扩增子测序重新审视了先前在华南亚热带森林中进行的一项放牧实验,旨在评估先前观察到的基于子实体的多样性增加是否在土壤中有所体现,并为这些大量的环境序列提

  
由于方法论上的限制,森林干扰对大型真菌多样性的影响仍未得到充分探索。在此,研究人员基于土壤样本,利用真菌ITS扩增子测序重新审视了先前在华南亚热带森林中进行的一项放牧实验,旨在评估先前观察到的基于子实体的多样性增加是否在土壤中有所体现,并为这些大量的环境序列提供分类学身份。在三种森林类型(次生混交林、密植人工林和疏植人工林)中,以每公顷10只山羊的强度放牧2.6年后,土壤大型真菌群落表现出α多样性指数增加,证实了先前基于子实体的发现,同时揭示了更大的、先前未检测到的类群库。这些发现与中间干扰假说一致,即适度的物理干扰创造了新的微生境,从而容纳更广泛的大型真菌类群。同样值得注意的是,大多数来源于土壤的序列对应于未描述或模糊不清的类群,突显了真菌分类学中根本性的知识空白。通过将土壤序列与实验样地内外采集的子实体标本进行交叉比对,研究人员利用形态学和分子方法描述并修订了一些类群,为未来的生态学、保护和应用真菌学研究提供了重要基础。
大型真菌(Macrofungi)是一类肉眼可见的真菌和黏菌,在生态系统中扮演分解者、共生体和寄生物的重要角色,同时具有显著的经济价值。阐明其多样性如何响应环境变化是保护与管理的基础。在各类人为干扰中,蘑菇采摘受到较多关注,但生态学研究多未发现采摘导致显著下降,反而提示气候和微生境改变是产量波动的驱动因素。森林放牧作为一种广泛的林牧实践,其通过啃食、践踏和排泄改变林地的潜在影响却鲜有研究。研究人员此前在同一实验系统基于子实体调查发现,以每公顷10只山羊的强度放牧两年后,子实体层面的α多样性显著增加,并出现从共生型向分解型的功能演替。然而,子实体仅是真菌短暂存在的生殖结构,土壤中的营养菌丝体构成了真菌生物量和多样性的大部分。因此,需要采用环境DNA方法对同一系统进行重新评估,以确定子实体层面的多样性增加是否在土壤群落中得到体现,并为大量无法归类的环境序列提供分类学身份。

研究人员在华南广东省惠州市胡阳区前峰村周边的丘陵山地开展研究,设立三种森林类型:次生混交林、密植人工林和疏植人工林,每种类型均包含放牧(每公顷10只山羊)和未放牧对照,共18个400 m2样方,放牧处理在土壤采样时累计约2.6年。土壤样品于2026年3月采集,每样方5个土芯(直径5 cm,深10 cm)混合为1个复合样本。使用CTAB法提取总DNA,扩增ITS1区域并在Illumina平台测序。序列经QIIME2和DADA2处理获得扩增子序列变体(amplicon sequence variant, ASV),利用UNITE+INSD 2024数据库进行初步注释,并人工筛选保留可置信归属到大型真菌科的ASV,再经NCBI GenBank BLASTn验证。生态分析采用log转换的read丰度作为ASV个体数近似,计算Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数,并定义了优势度指数;由于独立样本数有限,未进行正式统计检验,结果作为描述性比较。分类学研究采用形态学结合多基因系统发育和系统基因组学方法,对相关类群进行修订和新分类单元描述。

### 3.1 生态学分析

通过比较放牧与未放牧样方的ASV数量和多样性指数,研究人员发现,无论森林类型如何,放牧样方均记录了更多ASV。α多样性和丰富度指数在放牧后增加,其中次生混交林的丰富度增量最大,其次为疏植人工林和密植人工林。均匀度指数在次生混交林和密植人工林中下降,而在疏植人工林中上升。这些结果与中间干扰假说一致,即中度物理干扰创造新的微生境,从而容纳更多样化的大型真菌类群。值得注意的是,大多数ASV不能归入已知物种,部分可能代表种内ITS变异。

### 3.2 分类学更新

为保障生态学分析中分类定义或划分的准确性,研究人员对与样本直接或间接相关的多个类群进行了形态学和分子系统学研究。

#### 3.2.1 Leucocoprinus sensu lato

基于ITS-nrLSU-rpb2-tef-1α多基因数据和基因组尺度系统发育分析,研究结果支持九属方案,并发现Leucocoprinus sensu Zhou & Bau(2026)并非单系。在假定单系的前提下,其冠龄估计为75–85百万年,超过Agaricaceae sensu lato属级分化的常规阈值,因此采用狭属概念并做出必要的新组合。还将形态和分子差异显著sect. Intermediae正式提升为新属Neosericeomyces,并描述了新种如Pulchrolepiota acutisquamosa等。

#### 3.2.2 Mycena sensu lato

基于基因组数据构建的系统发育树确认了Galactopus属的独立性,并建立了新属Glaucomycena。描述了新种Galactopus macroacaciphilus、G. microacaciphilus、Glaucomycena silvopastoralis、Pruinomycena aquarialis和P. liwanensis,并对Basidopus、Pruinomycena、Xuaniella等属的若干种进行了新组合或重新界定。

#### 3.2.3 Termitomyces

结合2285个单拷贝直系同源基因座和ITS-nrLSU-tef-1α多基因分析,确认了Termitomyces属内三个主要亚支,并提出三个新亚属。研究澄清了T. albiceps与T. yunnanensis、T. eurrhizus等名称的应用,指定了T. albiceps的后选模式,并描述了新种T. cantonodeliciosus和T. sinostriatus。

#### 3.2.4 Miscellaneous

在杂项分类学更新中,描述了新种Amanita cancriviridis、Coprinellus nyctophilus、Scleroderma calculiforme,并对Caloboletus sinensis、Calvatia natarajanii、Coprinellus griseoalbus、Pseudoxylaria属多种、Ramaria mianjin、Satyrus hainanensis、Trametes neotenuis、Vascellum等多类群进行了新组合或名称订正。

讨论部分指出,环境DNA结果与先前子实体调查在α多样性和群落结构上收敛,均表明适度放牧增加多样性并稀释少数类群的垄断优势,符合中间干扰假说。两者在均匀度指数上的差异可能源于子实体均匀度反映生殖投资对环境刺激的快速响应,而土壤DNA均匀度更多反映营养菌丝体相对生物量的缓慢变化。子实体调查偏向与地上木本基质相关的类群,而土壤环境DNA则优先采样地下基质,加上采样季节不同,导致部分差异。两种方法互为补充:子实体调查捕捉真菌群落中短暂、环境敏感的部分,土壤eDNA则揭示更稳定的地下多样性储备。绝大多数土壤序列无法对应已知物种,凸显了环境测序数据与正式真菌分类学之间的巨大知识空白。研究人员据此对多个类群进行了分类修订,为未来eDNA调查提供更稳健的分类学框架。研究局限包括土壤采样仅限单时间点、使用ITS1单一标记可能低估某些类群多样性,以及每个处理区域只有3个样方作为空间子样本而非独立处理重复,因此生态结果应视为描述性比较。结论:本研究通过土壤ITS扩增子测序重新审视放牧实验,证明中等强度放牧干扰与土壤大型真菌α多样性增加相关,支持中间干扰假说;同时大量土壤序列为未描述或模糊类群,通过形态学和分子方法对相关类群进行描述和修订,为未来生态学、保护和应用真菌学研究提供了重要基础。
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