亚热带森林中外生菌根真菌和土壤真菌的群落与多样性维持机制

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences博士学位论文亚热带森林中外生菌根真菌和土壤真菌的群落与多样性维持机制2013年05月．Subtropic——a——l——F———o——r——e——s——t．ByChengGaoADissertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorof

2、MicrobiologyInstituteofMicrobiology,ChineseAcademyofSciencesMay,2013学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文彳<包含任何其他个人或集体已经发表或木发表的成果、数据或撰写过的科研成果，也彳<包含为获得任何教育机构的学位或证。’}弓已使用过的材料。对本论文所涉及的研究j1一：作做{一{J贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。111请学位的

3、论文与资料若有彳<实之处，本人愿承担’‘切责任。⋯⋯虢嗡辱易矽廖年矿3-’=

4、刁LI学位论文使用授权声明本人完全了解中国科学院大学及微生物研究所关于提交、保存和使用学位论文的规定。同意研究所保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸制版和电子版，允许论文被查阅和借阅；论文保存单位及借阅人有义务保护论文作者及单位的知识产权。本论文的成果归中国科学院微爿三物研究所所有；本人离所后发表、使用本学位论文或与本论文!直接相关的学术成果时，第一署名单位仍然为中困科学院微生物研究所。(保密论文在解密后遵守此规定)伯槛名：嗡

5、幂乞口期：矽房年矿厂月拯日导师签名：摘要亚热带森林中外生菌根真菌和土壤真菌的群落与多样性维持机制高程导师：郭良栋研究员真菌是生物多样性最丰富的类群之一，广泛分布于各种生态系统中。其中外生菌根(ectomycorrhiza，EM)真菌可与陆地树木形成互惠共生体。作为生态系统的重要组分，真菌在植物生态系统的演替和生物多样性维持中发挥重要的生态功能。开展真菌的群落与多样性维持机制研究是当前生物多样性与生态系统功能研究的热点领域之一。本论文依托我国浙江古田山亚热带森林生态系统中的24-ha和不同森林演替阶段的大型

6、固定样地，结合形态学、克隆文库、454高通量测序和DNA条形码技术，分析EM和土壤真菌的多样性与群落组成，通过真菌群落与复杂环境因素的多元统计分析，揭示EM真菌和土壤真菌的群落与多样性维持机制。主要取得以下研究结果：在24-ha样地的12个EM植物种、属和科多样性水平递增梯度固定样方内，通过rDNA转录间隔I又(internaltranscribedspacer,ITS)克隆文库序列分析，共获得173个EM真菌操作分类单元；(operationaltaxonomicunits，OTUs)。EM真菌群落结构

7、由少量优势类群和大量稀有种组成，而且EM真菌属于19个独立的进化分支，其qb／tomentella-thelephora(48个OTUs)、／boletus(32)和／russula-lactarius(25)是物种最丰富的分支。不同宿主植物多样性水平显著影响EM真菌的进化分支组1亚热带森林中外生菌根真菌和土壤真菌的群落与多样性维持机制成，而对EM真菌的物种组成无显著影响。不同宿主植物多样性水平间EM真菌物种多样性存在显著差异。多元逐步回归分析发现宿主植物属的多样性是EM真菌多样性的最好预测变量。通过对8

8、3个温带和17个热带前人研究的宏分析(metaanalysis)也发现宿主植物属多样性是EM真菌多样性的最好预测变量。因此，结果表明在温带、亚热带和热带森林中，宿主植物属水平上的系统发育多样性决定EM真菌多样性。通过对年轻(10一40yr．)、中年(41．80")、老年(>80弘)3个次级森林演替阶段的24个固定样方中EM根尖的ITS高通量测序分析，共获得620个EM真菌OTUs。EM真菌群落结构由少量优势类群和大量稀有种组成，而且EM真菌属于29个独立的进化分支，其qb／tomentella．thele

9、phora(155个OTUs)、／boletus(98)、和／russula．1actarius(66)是物种最丰富的分支。3个EM真菌进化分支和12个EMOTUs在不同演替阶段间的分布存在显著差异。EM真菌多样性在老年森林中显著高于年轻和中年森林。在年轻森林中，影响EM真菌群落组成的因素包括宿主植物生产力、宿主和非宿主植物组成、地形和地理距离；在中年森林中，影响EM真菌群落组成的因素包括林冠层盖度和非宿主植物组成；在老年森林