长白山自然保护区北坡森林土壤真菌多样性的研究

长白山自然保护区是我国最早建立的自然保护区之一，是联合国教科文组织"人与生物圈"计划和世界生物圈保留地之一，因其独特的自然景观、鲜明的植被垂直分布特点和拥有丰富的生物资源，而成为生物多样性的理想研究之地。本项目拟采用经典生物分类方法和现代分子生态学研究方法，对长白山自然保护区北坡森林土壤真菌多样性开展系统和深入研究，研究长白山森林土壤真菌的物种种类资源和区系分布规律，研究不同植被类型、土壤类型、海拔高度、季节等因子与森林土壤真菌种群之间的关系，研究岳桦树根系内生真菌多样性特点，研究森林土壤真菌是否存在象岳桦树种受气候变暖影响而向高海拔明显迁移的科学假说。本项目是国内外首次对长白山森林土壤真菌的物种多样性和分子生态多样性的系统和深入研究，研究结果可丰富生物多样性（尤其真菌多样性）研究的基本理论，同时可分离获得大量来自长白山不同植被和生态环境下的宝贵真菌种类资源。

长白山自然保护区是理想的生物多样性研究之地，相比动植物生物多样性的研究，其土壤真菌多样性研究较少。本项目的主要研究内容和结果包括：（1）采用经典分类学方法，对分离自长白山北坡不同森林类型土壤样品的真菌进行形态鉴定和分类研究，共鉴定出22属72种真菌；通过多样性分析发现，苔原带土壤真菌的种类和数量明显减少，但存在较多的弯颈霉属Tolypocladium真菌（嗜冷真菌），其中包括1个新种T. changbaiensis。（2）采用经典分类学方法，对分离自长白山北坡岳桦树根系的内生真菌进行形态鉴定和分类研究，共鉴定出18属47种真菌，其中以Penicillium、Thirchoderma、Fusarium和Aspergillus为优势类群；通过多样性分析发现，海拔2000米以上岳桦树根系内生真菌的种类和数量明显下降。（3）采用变性梯度凝胶技术对采自长白山北坡的森林土壤进行了真菌多样性研究，通过多样性分析发现，森林类型、土壤类型、海拔高度及采样时间对森林土壤真菌多样性分布都存在明显影响，随海拔增加，土壤真菌种类和数量呈下降趋势，与经典分类研究结果类似；通过DGGE电泳获得条带数量有限（13-37条），但切胶回收和测序分析发现，森林土壤中的优势真菌类群为担子菌，与经典分类研究结果明显不同。（4）采用分子克隆技术对长白山北坡森林土壤真菌多样性进行了研究，共鉴定出34属82种真菌，其中担子菌15属54种（45.75%），为优势真菌类群，还发现低海拔的针阔叶混交林森林土壤真菌多样性最丰富，随海拔增加，土壤真菌多样性丰富度下降。（5）采用高通量测序技术对长白山北坡森林土壤真菌多样性进行了研究，共获得优质序列229.4552万条，操作分类单元（OTU）25282个；经物种分类分析发现，所获得的序列共包含5门24纲87目195科622属1056种真菌，其优势真菌排序为担子菌（182属，比例48.72%）＞子囊菌（411属，比例31.67%）＞接合菌（13属，比例10.21%）＞壶菌（13属，比例0.27%）＞球囊菌门（3属，比例0.04%）,有9.09%的真菌未确定分类类群；在属水平上，以被孢霉属Mortierella(6.73 %)真菌最丰富；另外，分析发现，随着海拔增加，森林土壤真菌多样性下降。分子生态学研究结果使我们对长白山北坡森林土壤真菌多样性的认识发生了深刻变化。