沿海滩涂禾本科盐生植物内生真菌的群落及分布格局研究

The coastal tidal flat ecosystems, with high halophyte diversity, play important ecological functions in soil formation, biodiversity maintenance and reestablishment. Endophytic fungi, live inside healthy plant tissues without causing overt symptoms, play important roles in improving plant growth and stress resistance, and ecosystem succession. Knowledge on the community structure and distribution pattern of endophytic fungi is fundamental to understand its ecological function in ecosystem. However, there are limited studies focused on endophytic fungi of halophytes, which widely distributed in salinized tidal flat ecosystem along the coastline in China. Our project will investigate the endophytic fungi associated with Poaceae halophytes in coastal tidal flat ecosystem in China, using traditional culture method and pyrosequencing technology. The community structure and distribution patterns of endophytic fungi will be revealed based on the analysis of host preference and plant-fungus network. This finding will improving our understand the maintenance mechanism of biodiversity in ecosystems significantly, support abundant fungal strains for further application in future.

沿海滩涂蕴育着丰富的盐生植物多样性，并形成了独特的生态系统，在土壤形成与保持、生物多样性维持、以及盐碱地生态系统的恢复与重建过程中具有重要的生态功能。内生真菌是指生活于植物组织内部，并对宿主没有引起明显伤害的一类真菌，它可促进植物生长，提高植物对盐碱等不良环境胁迫的抗性，因此，内生真菌在生态系统的演替过程中发挥重要的功能。而揭示内生真菌的群落结构与分布格局，是进一步阐明内生真菌生态功能的前提，然而，我们对滩涂生态系统中的盐生植物内生真菌知之甚少。因此，本项目以我国沿海滩涂生态系统中的禾本科常见盐生植物为对象，结合传统分离培养和非培养的高通量DNA测序技术检测内生真菌的多样性，从内生真菌的偏好性和网络结构特性上揭示内生真菌的群落结构、空间分布格局及其维持机制。本研究将为全面阐明生态系统中生物多样性的共存机理提供重要科学依据，同时收集大量内生真菌菌株，为进一步的开发利用提供丰富的真菌资源。

为了揭示海岸带盐生植物的内生真菌群落、分布格局及其形成机制，本研究基于高通量测序技术及相关生态学和分子生物学研究方法，对来自山东东营、江苏盐城、上海崇明岛和福建宁德等地的多种盐生植物内生真菌群落进行了分析。所分析的盐生植物分属7个科27种，植物样品进行DNA提取后，用真菌特异性引物扩增内生真菌的ITS2区，并进行高通量测序。去除不合要求的样品之后，最终共227份样品测序成功并用于分析。在本研究中，将高通量测序得到的序列按照97%标准划分OTU，共获得1,181个真菌OTU，进行标准化之后标准化后剩余1,154个OTUs。.海岸带盐生植物内生真菌在27种植物中的平均OTU丰度为167.93。子囊菌和担子菌是内生真菌中的主要类群， Dothideomycetes、Sordariomycetes、Tremellomycetes、Ustilaginomycetes是内生真菌群落中占优势的纲。双因素方差分析、非参数多维标度排序分析、PERMANOVA等分析的结果表明，内生真菌的OTU丰度和群落组成显著受植物种类、地理位置、以及它们的交互作用的影响，然而宿主植物种类对内生真菌群落组成的影响比地理位置的影响大。.偏好性分析结果表明，27种盐生植物中，有9种表现出了对内生真菌群落组成的偏好性。在高盐的逆境环境下，内生真菌与宿主植物形成了高度特异性的网络结构，呈现出了低连接度，高嵌套性，高特异性、高模块性的趋势。同时，海岸带盐生植物内生真菌的群落组成差异和宿主亲缘关系远近存在显著相关。.通过本研究我们认识到，在海岸带的高盐胁迫环境中，盐生植物仍然与高度多样的内生真菌存在着密切的共生关系。内生真菌的群落结构主要受到植物种类的影响，在胁迫环境下仍然表现出特异性的网络结构。这对我们正确认识海岸带高盐环境下的植物共生微生物的多样性，及其与宿主间复杂的相互作用关系打下了基础，并为旨在理解植物与内生真菌之间的共存机制和内生真菌的群落建成机制的后续研究提供了理论指导。