白杨真菌内生菌群落通过食叶金体甲虫在草食后得到丰富

白杨树在北半球的森林中大量而广泛地生长。它们是早期演替物种,可以在火灾或风暴后迅速建立,它们也支持高度的生物多样性。虽然与老杨树相关的生物多样性已被很好地描述,但节肢动物和微生物与年轻杨林的生态关系尚不清楚。白杨个体之间的基因差异惊人地高,具有异种杂交和种群扩张的特征,这与1万年前冰川冰盖退缩以来白杨在后冰期的短暂殖民历史相吻合。

二部图的SwAsp之间的关系
图1所示。SwAsp基因与其相关的内生菌群落关系的二部图,分别在SwAsp基因缺失(上图)和SwAsp基因存在(下图)的情况下Chrysomela tremula叶甲虫。连接基因与形态型的线的厚度按比例缩放到样品中出现的形态型的丰度。

白杨个体间的种内多样性也反映在白杨组织的化学成分上,被认为是基因型特异性的,在单一化合物的组成和数量上具有个体特征。在之前的一项研究中,我们对来自瑞典的欧洲白杨(杨树tremula),并发现了这些潜在生物活性化合物的意想不到的多样性。酚类化合物与节肢动物群落之间的联系主要是通过对北美白杨(美洲山杨),以及植物组织内的微生物群落(也称为内生菌)与酚类特征之间的关系,已经被描述为一套杨树物种包括p . tremula。内生真菌不会引起症状,但它们可能存在于任何植物器官中,保护科学家、植物研究人员和植物种植者对确定这些植物内生菌群落的功能越来越感兴趣,并了解它们如何潜在地丰富寄主的生物多样性状况或支持植物健康和抗性特性。官方manbetx手机版

我们假设专门的叶甲虫(Chrysomela tremula)会直接或间接地干扰叶面内球的内生菌群落p . tremula我们最初预计这与宿主基因型有关。特别是,我们寻找证据的可预测的真菌之间的关系,分别植物和草食起源。我们在瑞典北部的一个温室环境中培养了年轻的无性系白杨植物,并从“暴露于”或“远离”叶甲虫的植物的叶组织中分离出琼脂上的可培养真菌。

我们从250多个叶段中分离出22种真菌形态,并记录了在食草动物存在下真菌形态数量的强烈增加,如图1中的二部图所示。甲虫的活动为真菌群落增加了通才形态,这些形态覆盖了最初的宿主基因型关联,而食草性也丰富了真菌群落,使其拥有了新的真菌群落成员。类酵母属(隐球菌红酵母属)仅从甲虫受损的组织和甲虫中分离出来,而快速生长的丝状真菌在无甲虫的对照植物中占主导地位。此外,在叶片的培养过程中,在酵母存在的情况下,丝状青霉菌sp.的生长不那么旺盛(图2)。仅从甲虫损坏的材料中分离出来的酵母被用来进行实验,这可能表明叶子内内生菌之间发生的那种关系。植物丝状真菌与甲虫相关酵母之间的竞争实验进一步表明,真菌之间既有刺激作用,也有抑制作用。

青霉菌从白杨树的叶子中分离出来后生长不那么旺盛
图2所示。青霉菌sp。与酵母菌菌落(平均菌落直径,平均大小±s.e.,单位厘米)一起从白杨叶片中分离时,生长较弱2)。寄主树是由ume植物科学中心的瑞典白杨(SwAsp)生物资源繁殖而来,x轴上的数字为SwAsp的基因编号。

因此,我们发现真菌形态包括食虫、共生、寄生和竞争之间存在不平衡关系,但我们没有发现平衡互惠关系的证据,因此没有强有力的证据表明单丝真菌形态、酵母形态和叶甲虫之间存在紧密的正相关关系。这一结果表明,分离的真菌变种之间缺乏紧密的共同进化关系,这可能表明甲虫主要是酵母的随机载体。

本尼迪克特·里伯·阿尔布雷森
瑞典尤梅夫大学植物生理学系,尤梅夫植物科学中心,瑞典尤梅夫

出版

植物基因型和草食型杨树内生菌群落。
刘建军,刘建军,刘建军,刘建军
生态学报。2018年6月
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