ISME | 亚利桑那大学Arnold团队揭示外生菌根真菌和叶片内生真菌距离衰减的驱动因素！

植物和真菌之间的长期共生将它们的生态和进化关联在一起超过5亿年，并导致了整个真菌生命树上多种与植物相关的互作体系进化（Science | 重磅！植物和微生物的新途径：与共生微生物和病原微生物的相互作用驱动植物进化！）。植物共生真菌--那些在其生命周期中至少有一部分时间与活的植物相依为命的真菌--与所有的植物、所有的植物组织和迄今为止研究的所有生态系统都有联系，这与它们在促进陆生定殖和随后的植物品系多样化中的作用相呼应（Science | 植物与真菌的海誓山盟！研究揭示脂质交换驱动植物陆地化过程中的共生进化！Nature Communications | 中山大学储诚进团队揭示丛枝菌根真菌影响全球森林生物多样性！）。

真菌共生体，如外生菌根真菌和叶片内生真菌（即发生在叶片中的内生菌）代表了不同的进化起源，在它们如何定殖于宿主、它们在宿主组织中的定位、它们如何繁殖和散布以及它们对宿主表型的影响方面存在差异。然而，两者都有能力调控植物的健康和对胁迫的抵抗力。例如，某些外生真菌可以提高营养物质的获取或营养物质的利用效率、增加水的吸收，或调节水的利用效率，通常对其宿主有利（Science | 重磅！剑桥大学Giles Oldroyd课题组阐述植物通过共生微生物促进养分吸收！PNAS | 南京农大和美国德州理工大学研究揭示菌根真菌介导的水稻氮素吸收！）。叶片内生菌的作用虽然不那么为人所知，但在全球数百万种发生在健康光合组织内的内生菌中，其作用从有益到有害不等。研究表明，内生菌可以影响对植物病害的易感性、耐受性或抗性；保护植物免受食草动物的侵害；在不同的胁迫下改善植物生长状态（了解内生菌及其在生活中的应用；Plant Cell | 外包运输：通过内生真菌转运硫可改善玉米生长！Nature Plants | 奥地利格拉茨工业大学与浙江大学揭示种子内生菌影响水稻抗病性！）。在生态系统层面，这些共生体影响植物-土壤反馈、土壤养分供应、碳循环和植物招募，塑造森林和其他生物群落提供的生态系统服务（Science | Leho Tedersoo教授深度解读菌根共生如何驱动植物群落生态！Science | 菌根真菌可以塑造生态系统对环境变化的反应！ISME | 河南大学研究揭示根系分泌物类黄酮增强了丛枝菌根真菌与入侵植物之间的关联！）。

近日，权威学术期刊ISME发表了美国亚利桑那大学A. Elizabeth Arnold教授团队的最新相关研究成果，题为Drivers and implications of distance decay differ for ectomycorrhizal and foliar endophytic fungi across an anciently fragmented landscape的研究论文。

随着采样点之间距离的增加，与植物相关的真菌群落的相似性通常会降低（即它们表现出距离衰减）。在美国西南部，森林位于高地，被更温暖、更干燥的生物群落隔开，植物和真菌群落与高海拔地区不同。这些不连续的森林在气候上大体相似，提供了一个机会来探究多个生态相似但地理上不同的景观中与植物相关的真菌距离衰减的驱动因素。本研究探究了与森林中的优势树木（松树）相关的外生菌根和叶片内生真菌。从亚利桑那州（美国）西北部到东南部的地理距离为 550 公里。两类真菌都表现出距离衰减，但每个类群的驱动因素不同：外生菌根真菌主要受扩散限制的影响，而叶片内生菌则受特定环境条件的限制。大多数外生菌根真菌和许多内生真菌一样，只在一个森林地区被发现。在景观尺度上对与林木相关的真菌多样性进行基线统计需要这种区域尺度的观点，并注意不同真菌共生体对合适栖息地面积减少、干扰增加和气候变化相关影响的敏感性。

图 1：美国亚利桑那州的森林地区，调查了与成熟、健康的西黄松相关的外生菌根和叶片内生真菌

图2：在不相连的森林中，与西黄松相关的外生菌根和内生真菌群落的差异性与地点之间的地理距离有关

图3：在莫戈隆边缘的毗连森林中，与西黄松相关的外生菌根真菌群落的差异，是各取样点之间地理距离的函数

图4：与西黄松相关的外生菌根真菌的多样性、群落结构和分类学有关的因素

图 5：外生菌根真菌和培养内生菌的系统发育位置

图 6：与西黄松相关的叶内生真菌的丰富度和多样性、群落结构和分类组成相关的因素

图 7：来自基于培养的内生菌的五种最丰富 OTU 的分布和丰度（培养物数量），共占培养物的 72.1%

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