马尾松针叶内生真菌分解凋落物性能及生理生态机制

马尾松一般生长在贫瘠土壤中，主要依赖凋落物分解来维持养分循环和林地生产力。通常认为腐生真菌是凋落物分解的主要执行者，但植物组织中的多样化内生真菌也具有分解作用，而且是凋落物层微生物区系的"先锋"物种。目前有关内生真菌在马尾松针叶凋落物分解过程中的作用和机制还不清楚，尚无文献报道。本项目在前期工作基础上，拟开展马尾松针叶内生真菌分解凋落物性能及生理生态机制的研究。采用原位、活体和离体等方法研究内生真菌天然种群和纯培养物对针叶凋落物的分解能力；从内生真菌产木质纤维素酶特性、功能基因（以漆酶为例）遗传多样性、抗生活性和生长速度等不同层次揭示其分解凋落物的生理基础；利用rDNA、rRNA种群检测技术研究针叶凋落前后内生真菌群落演替与活力变化；确定凋落物分解中的关键内生真菌菌群。本研究旨在揭示内生真菌在凋落物分解中的生态学功能，为研究马尾松凋落物分解的深层次机理提供新的理论依据，具有重要的科学意义。

马尾松（Pinus massoniana）作为我国特有树种在亚热带地区生态系统平衡中发挥重要作用。由于其一般生长在南方丘陵地带贫瘠土壤中，因此考察凋落物分解的速率及关键生物因子对深入认识针叶林养分循环及林地生产力具有重要的科学意义。通常认为土壤腐生菌（真菌和细菌）是凋落物分解的主要执行者，但植物组织内部的多样化内生真菌也具有分解作用，而且是凋落物层微生物区系的“先锋”物种。目前有关内生真菌在马尾松针叶凋落物分解过程中的作用和机制还不清楚，尚无文献报道。本项目在前期工作基础上，开展了马尾松针叶内生真菌分解凋落物性能及生理生态机制的研究。首先对成熟的未脱落的健康针叶组织中的内生真菌进行分离培养，鉴定出两个优势散斑壳菌群。采用活体和离体等方法研究了马尾松内生真菌天然种群和纯培养物（单个菌株）对针叶凋落物的分解性能。离体分解试验表明经过两个月的恒温孵育，接种散斑壳菌后，针叶失重率达到14–22%；微宇宙（活体）接种试验表明，由内生真菌种群引发的凋落物分解率与培养时间呈显著正相关，针叶凋落物生物量损失接近60%。从散斑壳菌产木质纤维素降解酶特性、功能基因（以β-葡萄糖苷酶、漆酶和纤维二糖水解酶为例）遗传多样性等揭示其分解凋落物的生理基础；利用PCR技术检测到在散斑壳菌中上述三种基因具有较高的遗传多样性，分别含有20、20和25个特异DNA或氨基酸序列片段。基于rDNA-ITS的“环境PCR”方法检测技凋落物不同时期散斑壳菌群落演替规律，研究表明两种散斑壳菌的丰度随着凋落物分解时间加长呈逐渐降低趋势，在第四个月丰度<10%，在第六个月丰度<1%，表明在凋落物分解初期内生真菌发挥重要作用，有利于后期土壤腐生菌的深度分解。最后，本项目还研究了散斑壳菌及其他内生真菌木质纤维素酶活的半定量测试、抑菌活性，在此基础上提出挖掘关键分解菌群的4个评价指标，即酶活、抑菌活性、生长速度和丰度。该研究结果初步阐明了马尾松优势内生真菌分解凋落物的性能及机理，表明在针叶凋落物物质循环过程中，内生真菌在开启凋落物分解中发挥着至关重要的作用，为研究马尾松凋落物分解的深层次机理提供新的理论依据，具有重要的科学意义。