韓繼剛 駱玉珍 張維維,2*
(1.上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院,上海 200232;2.東北大學(xué)秦皇島分校資源與材料學(xué)院,秦皇島 066004;3.上海市野生動(dòng)植物和自然保護(hù)地研究中心,上海 202162)
公園綠地和道路綠地是城市生態(tài)廊道的典型形式。選擇上海公園綠地和道路綠地作為研究對(duì)象,采用高通量測(cè)序技術(shù)分析其真菌多樣性特征。結(jié)果表明,上海典型城市生態(tài)廊道土壤中共有9大類群真菌,其中Ascomycota(子囊菌門)、Basidiomycota(擔(dān)子菌門)和Zygomycota(結(jié)合菌門)是上海典型城市生態(tài)廊道土壤中的優(yōu)勢(shì)真菌,其相對(duì)豐度分別達(dá)到59.5%、14.9%和14.2%。上海典型城市生態(tài)廊道土壤中的植物病原真菌共有91個(gè)屬,144個(gè)種水平類群;土傳病原真菌有48個(gè)屬,35個(gè)種水平類群,F(xiàn)usarium是屬水平上豐度最高的病原真菌,F(xiàn)usarium solani相近類群是種水平上豐度最高的病原真菌。公園和道路綠地土壤真菌群落以及病原真菌群落間存在顯著性差異。Mortierella、Talaromyces、Guehomyces、Trichobotrys、Metarhizium、Mycoarachis、Cystofilobasidium、Penicillium、Gibberella、Curvularia等菌群在公園綠地和道路綠地中存在顯著差異。pH、EC、全鉀、有效鉀、交換性鈉、全鉛和全銅是影響土傳植物病原真菌群落組成的主要因子。
城市廊道;公園綠地;道路綠地;真菌;多樣性
城市生態(tài)廊道是城市綠地系統(tǒng)的重要組成部分,在城市生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的生態(tài)服務(wù)功能,如改善城市環(huán)境質(zhì)量,保護(hù)城市生物多樣性,為城市居民提供更好的生活環(huán)境及休憩場(chǎng)所等[1-2]。近些年來(lái),世界各國(guó)越來(lái)越重視城市生態(tài)廊道的研究及建設(shè),以期通過(guò)建設(shè)城市生態(tài)廊道的方式來(lái)提升城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,改善城市生態(tài)安全格局,應(yīng)對(duì)城市快速發(fā)展帶來(lái)的各種環(huán)境問(wèn)題[3-4]。目前,對(duì)城市生態(tài)廊道的研究大多集中在景觀層面,例如探討如何通過(guò)增加廊道連通度、面積、異質(zhì)性等提升廊道生態(tài)功能[5]。然而,對(duì)于城市生態(tài)廊道建設(shè)如何影響土壤質(zhì)量特別是土壤生物群落,則鮮有報(bào)道和研究。
土壤質(zhì)量對(duì)于城市生態(tài)廊道功能的正常發(fā)揮具有重要作用,而土壤健康是構(gòu)成土壤質(zhì)量的重要部分。健康的土壤通常被定義為具有高水平生物多樣性、生物活動(dòng)、內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)循環(huán)和抗干擾能力的穩(wěn)定土壤系統(tǒng)[6]。城市綠地土壤健康能夠維持綠地系統(tǒng)穩(wěn)定,是保障植物健康,促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。其中,土壤微生物在保障綠地土壤健康方面起著至關(guān)重要的作用,城市綠地系統(tǒng)土壤微生物不僅參與土壤養(yǎng)分循環(huán),更在土壤污染凈化、氣候變化調(diào)節(jié)等方面作用重大[7]。但是,Wang等[8]研究發(fā)現(xiàn),城市草地土壤微生物α多樣性顯著低于郊區(qū)草地和農(nóng)村農(nóng)田土壤。此外,有研究表明,土壤微生物多樣性對(duì)人類健康也存在重要影響,例如,城市綠地土壤生物多樣性高,可在一定程度上減少城市居民中與人體免疫功能受損相關(guān)的慢性病[9]。
綠地土壤微生物種類豐富、數(shù)量極大,其中,土壤中的病原菌是生態(tài)系統(tǒng)中的一種不穩(wěn)定因素,對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)健康具有非常重要的影響。在土壤中的諸多病原菌中,土傳病原菌是一類以土壤為傳播媒介的植物致病菌,主要為土傳病原細(xì)菌、真菌或病毒。植物由于直接從土壤中獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),較易受到土傳病原菌感染而發(fā)病。因此土傳病原菌對(duì)植物健康生長(zhǎng)存在嚴(yán)重威脅。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,在眾多的植物病原菌中,F(xiàn)usariumoxysporum(尖孢鐮刀菌)、Fusariumsolani(腐皮鐮刀菌)、Sclerotiumrolfsii(齊整小核菌)等土傳植物病原真菌是造成植物生長(zhǎng)障礙的主要病原菌[10]。但是,目前對(duì)城市生態(tài)廊道,特別是對(duì)上海這種特大型城市生態(tài)廊道土傳病原菌的研究仍比較缺乏。
因此,為全面了解城市綠地土壤真菌及土傳植物病原真菌,闡明城市生態(tài)廊道建設(shè)對(duì)土壤真菌及土傳植物病原真菌的影響,文章通過(guò)高通量測(cè)序的方法系統(tǒng)分析了上海兩種典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土壤中真菌和土傳植物病原真菌的群落組成,結(jié)合土壤理化性質(zhì)分析,初步確定了影響土傳植物病原真菌分布的土壤理化因素。研究結(jié)果為城市生態(tài)廊道土傳病害的監(jiān)測(cè)和防治提供了依據(jù),同時(shí)也為城市生態(tài)廊道土壤質(zhì)量的進(jìn)一步提升奠定了基礎(chǔ)。
在上海市16個(gè)行政區(qū)的公園綠地和道路綠地中設(shè)置采樣點(diǎn),采集0 ~20 cm表層土壤樣品。采樣點(diǎn)盡可能覆蓋各行政區(qū)內(nèi)不同大小公園內(nèi)的綠地以及城市主干道旁的道路綠地。樣品采集使用混合采樣法。公園綠地土壤樣品的采集采用S型采樣法,根據(jù)采樣點(diǎn)綠化面積大小,由8 ~12個(gè)取樣點(diǎn)混為一個(gè)樣品;道路綠地采用等間距采樣法,5個(gè)取樣點(diǎn)混為一個(gè)樣品。本研究共采集120個(gè)土壤樣品,包括公園綠地土壤樣品和道路綠地土壤樣品各60個(gè)(表1)。
表1 各行政區(qū)公園綠地和道路綠地樣品數(shù)量Tab. 1 The number of park and road green space soil samples in each district
混合采樣時(shí),每份0 ~20 cm表層土壤混合樣品共采集2~3 kg,裝于無(wú)菌密封袋中,4℃運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室,去除土壤中的樹(shù)枝、石塊、草根等雜物,使用四分法將樣品混合均勻,置于4℃冰箱和-20℃冰箱保存,用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)處理。
根據(jù)表2所列的檢測(cè)方法和儀器設(shè)備[11-16],測(cè)定綠地土壤樣品理化性質(zhì)。
表2 土壤樣品理化性質(zhì)的檢測(cè)方法Tab. 2 Determination methods of soil physicochemical properties
1.4.1 土壤DNA的提取
新鮮土壤樣品過(guò)2 mm篩,按照FastDNA spin kit for soil試劑盒(MP,美國(guó))說(shuō)明書提取120份土壤樣品總DNA,洗脫體積為100 μL。使用NanoDrop 2000微量分光光度計(jì)和1%瓊脂糖凝膠電泳(電壓:5 V/cm,時(shí)間:20 min)對(duì)提取后的DNA進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),做好標(biāo)記后存入-80℃冰箱。
1.4.2 土壤樣品高通量測(cè)序
使用ITS1F/ITS2R引物(ITS1F,5’-CTTGGTCAT TTAGAGGAAGTAA-3’;ITS2R,5’-GCTGCGTTCTTCATC GATGC-3’)擴(kuò)增土壤真菌ITS區(qū)[17],ITS1F引物5’端帶有10 bp的barcode用于區(qū)分樣品,擴(kuò)增產(chǎn)物大小400 bp左右。PCR反應(yīng)體系使用TransGen AP221-02(TransGen,北京)試劑盒配制,反應(yīng)體系為:5×FastPfu Buffer 4 μL,2.5 mM dNTPs 2 μL,F(xiàn)astPfu Polymerase 0.4 μL,正向引物和反向引物(0.5 μM)各0.8 μL,土壤DNA 10 ng,加水補(bǔ)足20 μL。PCR反應(yīng)條件為:預(yù)變性95℃,5 min。隨后進(jìn)入35個(gè)循環(huán):94℃,1 min;51℃,1 min;72℃,1 min;最后延伸72℃,10 min。
PCR產(chǎn)物進(jìn)行2%的凝膠電泳檢測(cè),然后將目的條帶通過(guò)AxyPrep DNA凝膠回收試劑盒(Axygen,美國(guó))回收,洗脫液為Tris-HCl緩沖液。之后使用QuantiFluor?-ST藍(lán)色熒光定量系統(tǒng)對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)定量,構(gòu)建Miseq文庫(kù)。隨后在Illumina PE300平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序(上海美吉生物有限公司)。
下機(jī)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)Trimmomatic軟件清洗,獲得高質(zhì)量序列。根據(jù)Lu等[18]的方法進(jìn)行OTU聚類分析,序列相似性≥97%視為同一OTU,在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行OTU代表序列比對(duì),根據(jù)親緣關(guān)系最近的真菌序列,推斷OTU分類地位。利用FUNGuild軟件劃分真菌功能類群,獲得上海典型城市生態(tài)廊道土壤中所含的潛在植物病原真菌屬、種水平信息[19]。將植物病原真菌種、屬信息進(jìn)一步與已發(fā)表文獻(xiàn)比對(duì),確定土壤中存在的土傳植物病原真菌的屬、種組成信息。
將樣品按照公園綠地和道路綠地進(jìn)行分組,使用PERMANOVA分析(Bonferroni校正)綠地類型對(duì)真菌、植物病原真菌和土傳病原真菌群落組成的影響;利用R的stats數(shù)據(jù)包,使用Wilcox秩和檢驗(yàn)(fdr校正)分析不同類型綠地植物病原真菌和土傳病原真菌屬水平的物種差異;最后采用CANOCO 5的CCA分析功能分析土壤理化因子對(duì)土傳植物病原真菌屬水平相對(duì)豐度的影響[20]。
土壤樣品的理化性質(zhì)如表3所示。土壤中含水率、pH值、EC值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、有效氮、有效磷、有效鉀、有效硫、交換性鈉、有效氯、全鉻、全鎳、全銅、全鋅、全砷和全鉛的含量范圍分別是:7.0%~30.4%、5.3~8.8、21.0~5 580.0 μs/cm、6.7~72.9 g/kg、0.3 ~3.0 g/kg、0.3 ~3.0 g/kg、14.1~25.2 g/kg、4.0~594.0 mg/kg、0.8~130.0 mg/kg、28.2~622.0 mg/kg、9.9 ~4 407.0 mg/kg、3.2~4 186.0 mg/L、0.8 ~5 182.0 mg/L、30.7 ~132.0 mg/kg、13.2 ~95.3 mg/kg、14.6 ~86.5 mg/kg、69.8 ~731.0 mg/kg、4.0~41.2 mg/kg和17.2~113.0 mg/kg。其中,道路綠地土壤EC值、有效氮、有效鉀、有效硫、交換性鈉、有效氯和全砷含量顯著高于公園綠地(p<0.05);不同綠地類型土壤含水率、pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、有效磷、全鉻、全鎳、全銅、全鋅和全鉛的含量無(wú)顯著性差異。
表3 上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地的土壤理化性質(zhì)Tab. 3 Soil physicochemical properties of typical urban ecological corridors in Shanghai
比較各個(gè)土壤理化因子間的變異系數(shù),發(fā)現(xiàn)EC值、有效磷、有效硫、交換性鈉和有效氯的變異系數(shù)均超出100%,屬于強(qiáng)變異,表明這5種土壤因子數(shù)據(jù)比較離散,不同樣品間的差異較大。含水率、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、有效氮、有效鉀以及全鉻、全鉛、全砷、全銅、全鋅和全鎳的變異系數(shù)在14.3%~48.9%,屬于中等程度變異,說(shuō)明不同采樣點(diǎn)間的數(shù)據(jù)相對(duì)分散;pH值和全鉀的變異系數(shù)分別為5.9%和8.2%,小于10%,屬于弱變異,說(shuō)明pH值和全鉀的含量在上海市綠地土壤中的分布較為均勻。
高通量測(cè)序得到7 112 472條真菌ITS有效序列,每個(gè)樣本的有效序列為59 272 ± 3 388條。序列分析表明,上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土壤的真菌類群包括Ascomycota(子囊菌門)、Basidiomycota(擔(dān)子菌門)、Zygomycota(接合菌門)、Rozellomycota(類原生動(dòng)物門)、Glomeromycota(球囊菌門)、Chytridiomycota(壺菌門)、Blastocladiomycota(芽枝霉門)Zygomycota是土壤中的優(yōu)勢(shì)真菌類群,相對(duì)豐度分別為59.5%、14.9%和14.2%(表4)。除Ascomycota、Zygomycota相對(duì)豐度變異系數(shù)小于100%外,其余真菌類群相對(duì)豐度的變異系數(shù)都高于100%,尤其是Blastocladiomycota和Rozellomycota兩類真菌,說(shuō)明不同土壤樣品中的真菌群落組成差異很大。
表4 上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土壤主要真菌類群相對(duì)豐度(門水平)Tab. 4 The relative abundance of fungi in the soil of typical urban ecological corridors in Shanghai (at phylum level)
PERMANOVA分 析 結(jié) 果 表明, 公園綠地和道路綠地土壤真菌群落存在顯著 差 異(F=3.97,R2=0.013,p=0.001)。Wilcox秩和檢驗(yàn)結(jié)果表明,公園綠地土壤中Mortierella(被孢霉屬)、Talaromyces(踝節(jié)菌屬)、Guehomyces、Trichobotrys、Metarhizium(綠 僵 菌屬)、Mycoarachis、Cystofilobasidium等菌群豐度顯著高于道路綠地(p<0.05);Penicillium(青霉菌屬)、Gibberella(赤霉菌屬)、Curvularia(彎孢屬)等菌群相對(duì)豐度在道路綠地土壤中顯著增高(p<0.05)(圖1)。
圖1 上海公園綠地和道路綠地土壤中真菌物種差異分析(屬水平)Fig. 1 Variance analysis of soil fungi in Shanghai park and road green space (at genus level)
2.3.1 植物病原真菌群落組成
FUNGuild分類結(jié)果表明,上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土壤中的植物病原真菌共有91個(gè)屬,144個(gè)種或者種水平類群。平均每個(gè)樣品中有34±7個(gè)屬,28±8個(gè)種或者種水平類群;病原真菌含量最高的樣品有53個(gè)屬,54種或者種水平類群,最少的有11個(gè)屬,5個(gè)種或者種水平類群(表5)。
表5 上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土壤中病原真菌屬、種水平類群統(tǒng)計(jì)分析Tab. 5 Statistical analysis of pathogenic fungi in the soil of typical urban ecological corridors in Shanghai at genus and species level
在屬水平上,F(xiàn)usarium、Volutella(周刺座霉屬)、Acremonium(支頂孢屬)、Clonostachys(粘帚霉屬)、Gibberella(赤霉菌屬)、Monographella(小畫線殼屬)、Gibellulopsis等是綠地土壤優(yōu)勢(shì)病原真菌屬,占植物病原真菌總OTU的比例分別為35.5%、6.1%、5.0%、4.9%、4.8%、4.1%和2.9%。其中,F(xiàn)usarium是相對(duì)豐度和檢出率最高的潛在植物病原真菌,占比達(dá)到4.3%,檢出率為100%,其余6個(gè)植物病原真菌屬的檢出率分別為95.2%、98.1%、95.5%、92.9%、96.8%和92.6%。在這些優(yōu)勢(shì)屬中,F(xiàn)usarium主要危害金線菊、藍(lán)眼菊等植物,引起其枯萎病;Volutella可以侵染黃楊等林木,是造成其枯萎病的主要病原菌之一[21];Clonostachys是造成植物灰霉病[22]的病原菌之一;Gibberella危害風(fēng)信子等園林植物,造成植株干腐病[23];Monographella是引起植物葉斑病的病原菌之一[24];Gibellulopsis則可以引起植物枯萎病[25]。
在種水平上,與Fusariumsolani(腐皮鐮刀菌)、Monographellacucumerina(煙草鐮刀菌)、Clonostachysrosea(粉紅粘帚霉)、Gibellulopsis nigrescens(變黑輪枝菌)和Acremoniumalternatum(互生頂孢霉)相近的類群相對(duì)豐度最高,分別為26.1%、9.7%、9.4%、6.1%、5.6%。在樣品中的檢出率分別為100%、92.6%、93.6%、92.6%和83%。除此之外,與Myrothecium verrucaria(疣孢漆斑菌)、Rhizopycnisvagum(根盤菌)、Thermomyceslanuginosus(嗜熱真菌)、Stachybotrysdichroa(二色葡萄穗霉)和Acremoniumpolychromum相近的類群也是上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土壤中相對(duì)豐度較高(高于1.5%)的植物病原真菌,除與S.dichroa相近類群外,在樣品中的檢出率都超過(guò)了48.0%。其中,F(xiàn).solani可以侵染槐樹(shù)、橄欖樹(shù)等多種園林植物,導(dǎo)致植物枯萎病、根腐病等多種病害[26];R.vagum可以侵染植物的根部,造成根部壞死[27]。
2.3.2 土壤植物病原真菌多樣性
PERMANOVA分析表明,公園綠地和道路綠地土壤中的植物病原真菌屬群落存在顯著性差異(F值=4.17,R2=0.013,p=0.001)。Wilcox秩和檢驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn),Didymosphaeria(隔孢球殼屬)、Thermomyces(嗜熱真菌屬)、Colletotrichum(刺盤孢屬)、Massarina(透孢黑團(tuán)殼屬)、Coniothyrium(盾殼霉)、Phialophora(瓶霉屬)、Chalara(鞘孢屬)等菌群在公園綠地中的相對(duì)豐度顯著高于道路綠地,Cladosporium(枝孢屬)的相對(duì)豐度在道路綠地中顯著增高(p<0.05)(圖2)。
圖2 公園綠地和道路綠地土壤植物病原真菌物種差異分析(屬水平)Fig. 2 Variance analysis of plant pathogenic fungi in park and road green space soil (at genus level)
2.4.1 土傳植物病原真菌群落組成
分析結(jié)果顯示,上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土壤中土傳病原真菌有48個(gè)屬,35個(gè)種或者種水平類群,平均每個(gè)樣品中有15±3個(gè)屬,6±3個(gè)種或者種水平類群。多樣性最高的土壤樣品中存在27個(gè)屬,最低的存在6個(gè)屬;每個(gè)樣品中至少含有一個(gè)種水平類群(表5)。
在屬水平上,F(xiàn)usarium(鐮刀菌屬)、Aspergillus(曲霉屬)、Acremonium(支頂孢屬)、Gibberella(赤霉菌屬)、Curvularia(彎孢屬)、Alternaria(鏈格孢屬)、Periconia(黑團(tuán)孢屬)、Phoma(莖點(diǎn)霉屬)、Pyrenochaeta(棘殼孢屬)和Pestalotiopsis(擬盤多毛孢屬)相對(duì)豐度最高,分別達(dá)到49.1%、18.3%、7.4%、6.5%、3.1%、2.4%、2.2%、1.9%、1.8%和1.5%,檢出率分別為100%、99.7%、98.7%、93.2%、67.5%、83.0%、71.4%、87.5%、82.3%和83%。
在種水平上,與Fusariumsolani(腐皮鐮刀菌)、Gibberellanigrescens、Acremoniumalternatum(支頂孢菌)、Nectriaramulariae、Corynesporacassiicola(多主棒孢菌)和Phomamultirostrata(多喙莖點(diǎn)霉)相近的類群相對(duì)豐度最高,分別達(dá)到64.7%、15.0%、12.4%、2.1%、1.0%和1.0%, 檢出率分別為100.0%、92.6%、83.0%、61.7%、24.4%和35.1%。
2.4.2 土傳植物病原真菌多樣性
PERMANOVA分析表明,公園綠地和道路綠地土壤土傳植物病原真菌群落存在顯著差異(F值=4.55,R2=0.014,p=0.002)。Wilcox秩和檢驗(yàn)分析表明,Helminthosporium(長(zhǎng)蠕孢霉屬)、Coniothyrium(盾殼霉屬)、Fusarium(鐮刀菌霉)、Rhizopus(根霉屬)、Aspergillus(曲霉屬)、Chalara(鞘孢屬)、Pyrenochaeta(棘殼孢屬)、Thanatephorus(亡革菌屬)、Ganoderma(靈芝屬)在公園綠地土壤中的相對(duì)豐度顯著高于道路綠地;Cladosporium(枝孢屬)在道路綠地土壤中的相對(duì)豐度顯著高于公園綠地(p<0.05)。
2.4.3 土傳植物病原真菌組成與土壤理化性質(zhì)相關(guān)性分析
將土傳植物病原真菌與19個(gè)土壤理化指標(biāo)進(jìn)行CCA分析,結(jié)果表明pH值、EC值、全鉀、有效鉀、交換性鈉、全銅和全鉛可解釋所有變量的38.6%,土壤理化性質(zhì)與土傳植物病原真菌組成的相關(guān)性較好。在CCA分析中,土壤理化性質(zhì)向量與群落組成或土壤樣品間夾角的余弦值表示兩者間的相關(guān)系數(shù),CCA結(jié)果表明,Acremonium、Alternaria與EC值和交換性鈉呈顯著正相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明土壤EC值和交換性鈉對(duì)Acremonium和Alternaria的相對(duì)豐度影響較大;Aspergillus、Pyrenochaeta與全銅、全鉛呈顯著正相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明土壤全銅、全鉛對(duì)Aspergillus和Pyrenochaeta的相對(duì)豐度影響較大;Periconia與土壤全鉀呈顯著正相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明土壤全鉀對(duì)Periconia的相對(duì)豐度影響較大;Curvular、Arthrinium與土壤pH呈顯著正相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明土壤pH值對(duì)Curvular、Arthrinium的相對(duì)豐度影響較大(p< 0.05)(圖3-a)。另外,公園綠地和道路綠地土壤土傳病原真菌與土壤pH、有效鉀和全銅相關(guān)性最強(qiáng),表明土壤pH值、全鉀、全銅和全鉛可能是造成公園和道路綠地中土傳植物病原真菌群落差異的主要因素(圖3-b)。
圖3 上海公園綠地和道路綠地土傳植物病原真菌與土壤性質(zhì)的CCA圖(屬水平)Fig. 3 CCA diagram of soil-borne plant pathogenic fungi and soil properties in Shanghai park and road green space (at genus level)
本研究發(fā)現(xiàn),上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土壤的真菌群落、病原真菌群落均存在顯著差異,表明城市人為活動(dòng)對(duì)城市生態(tài)廊道土壤真菌和病原真菌的多樣性存在顯著影響。Zhang等[28]的研究發(fā)現(xiàn),由于人為活動(dòng)的影響,中國(guó)亞熱帶雨林自然森林中的杜鵑花(Rhododendronovatum)根系的真菌群落與種植園中的真菌群落存在著顯著的不同;Prasetyo和Aeny[29]研究印度尼西亞的Lampung地區(qū)中種植不同植物的林地土壤中土傳病原真菌的群落結(jié)構(gòu)時(shí),發(fā)現(xiàn)不同的林地土壤中土傳病原真菌的群落結(jié)構(gòu)存在很大的差異;Oehl[30]的研究中發(fā)現(xiàn)草地和耕地這兩種土壤類型和不同的土地利用的強(qiáng)度可以改變叢枝菌根的真菌群落結(jié)構(gòu),上述研究均說(shuō)明人為活動(dòng)是影響土壤真菌、叢枝菌根以及土傳病原真菌的多樣性的一個(gè)重要因素。本研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí),在城市生態(tài)系統(tǒng)中,人為活動(dòng)會(huì)顯著影響土壤真菌和病原真菌的群落組成。
除人為活動(dòng)外,土壤中的真菌多樣性還受到很多因素的影響,包括土壤理化因子、土地利用方式、植物和氣候等。Zhao等[31]比較了中心城區(qū)—近郊—遠(yuǎn)郊森林土壤中的真菌數(shù)量,發(fā)現(xiàn)城市化梯度可能會(huì)推動(dòng)土壤理化性質(zhì)的變化進(jìn)而影響到真菌數(shù)量,Newbound等[32]發(fā)現(xiàn)是土壤性質(zhì)而非城市—郊區(qū)的城市梯度對(duì)土壤真菌群落產(chǎn)生影響,Lauber等[33]研究耕地、闊葉林、松林和草地4種類型土壤中真菌結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)土壤性質(zhì)可能比土壤利用方式對(duì)真菌的群落結(jié)構(gòu)影響更大。因此,研究對(duì)影響土傳植物病原真菌的土壤理化因子進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)土壤pH值、EC值、全鉀、有效鉀、交換性鈉、全銅和全鉛等土壤性質(zhì)與土傳植物病原真菌群落顯著相關(guān),說(shuō)明上述土壤理化因子是影響上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土傳植物病原真菌群落組成的關(guān)鍵因子。此外,推測(cè)人類活動(dòng)強(qiáng)度和類型、植被覆蓋類型和密度、氣溫或降水變化等生物及非生物原因,也可能是影響綠地真菌群落組成的重要因素。
本研究結(jié)果顯示,在上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地35種土傳植物病原真菌中,與Fusariumsolani相近類群相對(duì)豐度最高,潛在危害性最大。與F.oxysporum相似,F(xiàn).solani擁有10種專化型,每種?;投寄芮秩径喾N園林綠化植物,造成植物枯萎病和葉斑病[34]。
本研究選取了上海典型生態(tài)廊道綠地120個(gè)表層土壤樣品(0 ~20 cm),應(yīng)用高通量測(cè)序方法,分析了上海公園綠地和道路綠地土壤真菌、植物病原真菌和土傳植物病原真菌的分布特征,并初步分析了影響土傳病原真菌分布的主要因子。主要結(jié)論如下:
(1)上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土壤中共有9大類群真菌,其中Ascomycota(子囊菌門)、Basidiomycota(擔(dān)子菌門)和Zygomycota(結(jié)合菌門)是上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土壤中優(yōu)勢(shì)菌,其豐度分別達(dá)到59.5%、14.9%和14.2%。上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土壤中的植物病原真菌共有91個(gè)屬,144個(gè)種水平類群;土傳病原真菌有48個(gè)屬,35個(gè)種水平類群,F(xiàn)usarium和與Fusariumsolani相近類群分別是屬、種水平上相對(duì)豐度最高的病原真菌。
(2)上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地真菌群落以及病原真菌群落間存 在 顯 著 性 差 異。Mortierella、Talaromyces、Guehomyces、Trichobotrys、Metarhizium、Mycoarachis、Cystofilobasidium、Penicillium、Gibberella、Curvularia等菌群在公園綠地和道路綠地中存在顯著差異。
(3)pH值、EC值、全鉀、有效鉀、交換性鈉、全鉛和全銅是影響上海典型生態(tài)廊道公園綠地和道路綠地土傳植物病原真菌群