《Microorganisms》：Characteristics of Fungal Communities in Lava Plateau Ecosystems
Yanli Zhang,
Yan Zhu,
Jiaxing Huang,
Jiaxin Xue,
Yiwei Liu,
Haocong Li,
Lingjie Shi,
Jianhui Jia and
Yueyu Sui
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本研究以镜泊湖熔岩台地为对象，探讨了五种典型演替植被类型（草地、灌丛、阔叶林、针阔混交林、针叶林）下的土壤真菌群落特征及其驱动因素。通过高通量测序与土壤理化分析，揭示了优势菌门（子囊菌门、担子菌门）与核心菌属的演替变化规律，发现随植被演替推进，真菌α多样性下降，群落共现网络结构趋于简化。研究明确了土壤有机质是驱动群落结构与预测功能（以生物合成途径为主）变异的主要环境因子，为理解熔岩台地脆弱生态系统恢复过程中的植物-土壤-微生物耦合机制提供了新见解。
土壤理化性质在不同植被类型间的差异
本研究分析了草地、灌丛、阔叶林、针阔混交林、针叶林五种演替阶段下土壤物理化学性质的差异。结果表明，森林植被类型（阔叶林、针阔混交林、针叶林）的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾含量均显著高于草地和灌丛。土壤含水量也呈现相似的规律，而土壤容重则呈相反趋势，表现为草地和灌丛显著高于森林类型。所有样地土壤均呈弱酸性，其中针叶林的pH值最低。这些差异主要源于植被凋落物分解、根系活动、微气候调节等因素对土壤形成的综合影响。
不同植被类型下土壤真菌群落的组成特征
通过对真菌ITS1区进行高通量测序，研究发现所有植被类型土壤真菌群落在门水平上均以担子菌门和子囊菌门为主，二者相对丰度之和最高达94.52%。在属水平上，Sebacina、Cortinarius和Mortierella是核心优势属。不同植被类型间优势真菌类群的相对丰度存在显著差异。例如，在针阔混交林中，Sebacina、Cortinarius、Ascomycota_unclassified和Russula的相对丰度显著高于其他四种植被类型，而Inocybe在阔叶林中丰度最高。这些差异反映了不同植被类型下土壤微环境的特异性对真菌群落结构的选择作用。
不同植被类型下土壤真菌群落的多样性特征
α多样性分析显示，草地和灌丛的Shannon、Simpson和Chao1指数均显著高于阔叶林。其中，草地土壤真菌的物种数、群落丰度和多样性均为最高。值得注意的是，针阔混交林的Pielou_e均匀度指数显著低于灌丛，表明其群落分布极不均匀，优势类群更为突出。总体上，在植被演替的中后期（阔叶林、针阔混交林），真菌α多样性呈现下降趋势，暗示随着植被演替的推进，群落结构可能趋于简化。1%. (b) Relative abundance of the top 10 most abundant genera.">
不同植被类型土壤真菌群落的共现网络模式和生物标志物分析
基于前100个优势扩增子序列变体构建的共现网络分析显示，真菌群落的网络拓扑结构在不同植被类型间呈现显著差异。草地的网络总连接数、平均度和平均聚类系数均为最高，表明其群落内物种间的互作关系更为复杂，网络连接性更强。相比之下，阔叶林的平均路径最长，而针阔混交林的模块性值较高。所有网络的连接中，正相关比例均高于负相关。LEfSe分析进一步识别出47个在不同植被类型间具有显著差异的分支，其中针阔混交林包含的生物标志物最少。网络结构的简化与生物标志物数量的减少，共同揭示了在针阔混交林这种复杂植被类型下，土壤基质的异质性可能抑制了单一真菌类群的绝对优势地位，从而形成了不同的群落组织模式。
不同植被类型下真菌群落功能的预测
基于PICRUSt2和MetaCyc数据库对真菌群落功能潜力进行了预测。在所有植被类型中，预测的主要代谢途径均以生物合成为主，占比超过40%，其次为前体代谢物和能量生成、降解/利用/同化途径等。在丰度大于1%的次级功能通路中，不同植被类型的相对丰度存在显著差异。例如，在“前体代谢物和能量生成”途径中，有氧呼吸I（细胞色素c）在针阔混交林中的丰度显著高于其他植被类型。在“生物合成”途径中，饱和脂肪酸延伸通路在阔叶林中丰度最高。这些功能潜力的差异，反映了土壤真菌群落为适应不同植被类型下养分、水分等环境条件的差异，在代谢策略上进行的适应性调整。1% are shown).">
土壤理化性质与真菌群落结构、多样性及功能的相关性分析
相关性分析显示，真菌群落结构与土壤理化因子密切相关。担子菌门与土壤含水量、有机质、全氮、全钾、速效氮呈极显著正相关。子囊菌门与土壤容重呈极显著正相关，而与土壤含水量、有机质、全氮、全钾、速效氮呈极显著负相关。多种α多样性指数与土壤有机质、速效钾等呈显著或极显著负相关。冗余分析进一步确认，在所有检测的土壤因子中，土壤有机质是预测真菌群落结构和多样性变异的首要环境驱动因子，其对群落变异的解释力最强。对功能通路的分析也表明，诸如饱和脂肪酸延伸、腺苷/鸟苷脱氧核糖核苷酸从头合成等代谢通路与土壤容重、全钾、有机质、含水量、全氮等指标存在显著相关。这揭示了土壤养分条件，特别是碳和氮的有效性，是调控真菌群落代谢功能潜力的关键因素。
