Sự kế thừa của các tập hợp vi nấm trong các loài thực vật phân hủy tại các vùng đất than bùn

Springer Science and Business Media LLC - Tập 250 - Trang 323-333 - 2003
Markus N. Thormann1, Randolph S. Currah1, Suzanne E. Bayley1
1Biological Sciences Department, University of Alberta, Edmonton, Canada

Tóm tắt

Chúng tôi đã nghiên cứu các tập hợp vi nấm trong các mô trong quá trình phân hủy của các loài thực vật chính tại hai vùng đất than bùn ở miền nam Alberta, Canada, nhằm xác định xem có những mẫu hình kế thừa vi nấm khác biệt nào xảy ra trong suốt hai năm đầu của quá trình phân hủy hay không. Các loài thực vật này bao gồm Sphagnum fuscum từ đầm lầy và lá và rễ của Carex aquatilis và lá và rễ của Salix planifolia từ một vùng đất ngập nước, với sự chiếm ưu thế của cây sedge. Phân tích tương ứng chuẩn, một phương pháp phân tích thống kê đa biến ít được sử dụng trong nghiên cứu nấm, đã cho thấy các mẫu hình kế thừa của các loài nấm khác nhau trong hai trong số năm loại chất hữu cơ (lá của S. fuscum và C. aquatilis). Hơn nữa, phân tích của chúng tôi cho thấy rằng các tập hợp vi nấm khác biệt đáng kể đã gắn liền với những loại chất hữu cơ này trong hai năm đầu phân hủy. Các biến liên quan đến chất lượng chất hữu cơ, chẳng hạn như tổng nitrogen, tổng phosphorus và nồng độ chất dinh dưỡng tissue carbon, đã giải thích phần lớn các mẫu hình kế thừa và sự khác biệt trong các tập hợp vi nấm của năm loại chất hữu cơ này. Dữ liệu của chúng tôi không cho thấy mẫu hình kế thừa phân loại kinh điển giữa zygomycete – ascomycete/fungi imperfecti – basidiomycete trong quá trình phân hủy chất hữu cơ. Tương tự, việc kế thừa các nhóm chức năng của vi nấm, tức là các vi nấm phân hủy cellulose trước các vi nấm phân hủy lignin, nói chung là không rõ ràng. Thay vào đó, vi nấm có phổ enzym rộng đã cùng tồn tại trong suốt hai năm đầu của quá trình phân hủy trong các chất hữu cơ thực vật ở vùng than bùn này. Những vi nấm này có khả năng hạn chế trong việc phân hủy các polymer phenolic phức tạp, chẳng hạn như lignin, dẫn đến sự tích tụ của than bùn trong các hệ sinh thái này. Một số taxa vi nấm không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi trong chất lượng chất hữu cơ, các biến môi trường, hoặc hóa học nước bề mặt và có mặt ở tất cả các giai đoạn của quá trình phân hủy.

Từ khóa

#vi nấm #phân hủy #chất hữu cơ #than bùn #Alberta #Canada

Tài liệu tham khảo

Apinis A E, Chester C G C and Taligoola H K 1972 Colonisation of Phragmites communis leaves by fungi. Nova Hedwig. 23, 113–124. Cabral D, Stone J F and Carroll G C 1993 The internal mycobiota of Juncus spp.: microscopic and cultural observations of infection patterns. Mycol. Res. 97, 367–376. Christensen M and Whittingham W F 1965 The soil microfungi in open bogs and conifer swamps in Wisconsin. Mycologia 57, 882–896. Czastukhin V Y 1967 Decomposition of peat mosses by fungi. Mikol. Fitopatol. 1, 294–303. Deacon J W 1997 Modern Mycology, 3rd edn. Blackwell Scientific Publications, Boston. 303 pp. Dix N J 1985 Changes in relationship between water content and water potential after decay and its significance for fungal successions. Trans. Brit. Mycol. Soc. 85, 649–653. Dooley M and Dickinson C H 1971 The ecology of fungi in peat. Ir. J. Agric. Res. 10, 195–206. Ecoregions Working Group 1989 Ecoclimatic Regions of Canada, First Approximation. Canada Committee on Ecological Land Classification, Ecological Land Series, No. 23. Sustainable Development Branch, Canadian Wildlife Service, Conservation and Protection, Environment Canada, Ottawa. 452 pp. Environment Canada 1998 Canadian Climate Normals, 1961–1990, Canadian Climate Program, Ottawa. http://www.cmc.ec.gc.ca/climate/normal s/e_al_ndx.htm. Frankland J C 1966 Succession of fungi on decaying petioles of Pteridium aquilium. J. Ecol. 54, 41–63. Harley J L and Waid J S 1955 A method of studying active mycelia on living roots and other surfaces in the soil. Trans. Brit. Mycol. Soc. 38, 104–118. Harper J L and Webster J 1964 An experimental analysis of the coprophilous fungus succession. Trans. Brit. Mycol. Soc. 47, 511–530. Heilmann-Clausen J 2001 A gradient analysis of communities of macrofungi and slime molds on decaying beech logs. Mycol. Res. 195, 575–596. Hutchison L J 1990 Studies on the systematics of ectomycorrhizal fungi in axenic culture. II. The enzymatic degradation of selected carbon and nitrogen compounds. Can. J. Bot. 68, 1522–1530. Kasai K, Morinaga T and Horikoshi T 1995 Fungal succession in the early decomposition process of pine cones on the floor of Pinus densiflora forests. Mycoscience 36, 325–334. Kuhry P and Vitt D H 1996 Fossil carbon/nitrogen ratios as a measure of peat decomposition. Ecology 77, 271–275. Latter P M and Cragg J B 1967 The decomposition of Juncus squarrosus leaves and microbiological changes in the profile of Juncus moor. J. Ecol. 55, 465–482. Latter P M, Cragg J B and Heal O W 1967 Comparative studies on the microbiology of four moorland soils in the northern Pennines. J. Ecol. 55, 445–464. Livingston W H and Blaschke H 1984 Deterioration of mycorrhizal short roots and occurrence of Mycelium radicis atrovirens on declining Norway spruce in Bavaria. Eur. J. For. Pathol. 14, 340–348. Lumley T C, Gignac L D and Currah R S 2001 Microfungus communities of white spruce and trembling aspen logs at different stages of decay in disturbed and undisturbed sites in the boreal mixedwood region of Alberta. Can. J. Bot. 79, 76–92. Melin E 1923 Experimentelle Untersuchungen über die Konstitution und Ökologie der Mycorrhizen von Pinus sylvestris L. und Picea abies (L.) Karst. In Mykologische Untersuchungen und Berichte. Ed. R Falck. pp. 73–334. Druck und Verlag G. Gottheilt, Kassel, Germany. Nilsson M, Bååth E and Söderström B 1992 The microfungal communities of a mixed mire in northern Sweden. Can. J. Bot. 70, 272–276. Pugh G J F 1958 Leaf litter fungi found on Carex paniculata L. Trans. Brit. Mycol. Soc. 41, 185–195. Pugh G J F and Mulder J L 1971 Mycoflora associated with Typha latifolia. Trans. Brit. Mycol. Soc. 57, 273–282. Saitô T 1966 Sequential pattern of decomposition of beech litter with special reference to microbial succession. Ecol. Rev. 16, 245–254. Sigler L 1992 Preparing and mounting slide cultures. In Clinical Microbiology Procedures Handbook. Ed. H D Isenberg. pp. 6.12.1–6.12.4. American Society for Microbiology, Washington D.C. 2498 pp. Summerbell R C 1989 Microfungi associated with the mycorrhizal mantle and adjacent microhabitats within the rhizosphere of black spruce. Can. J. Bot. 67, 1085–1095. Szumigalski A R and Bayley S E 1997 Net aboveground primary production along a peatland gradient in central Alberta in relation to environmental factors. Écoscience 4, 385–393. ter Braak C J F 1992 CANOCO – A FORTRAN Program for Canonical Community Ordination. Microcomputer Power, Ithaca. Thormann M N 2001 The fungal communities of decomposing plants in southern boreal peatlands of Alberta, Canada. Ph.D. Thesis, Dept. Biol. Sci., Univ. Alta., Edmonton, AB, Canada. 256 pp. Thormann M N and Bayley S E 1997 Aboveground plant production and nutrient content of the vegetation in six peatlands in Alberta, Canada. Plant Ecol. 131, 1–16. Thormann M N, Szumigalski A R and Bayley S E 1999a Aboveground peat and carbon accumulation potentials along a bogfen-marsh wetland gradient in southern boreal Alberta, Canada. Wetlands 19, 305–317. Thormann M N, Currah R S and Bayley S E 1999b The mycorrhizal status of the dominant vegetation along a peatland gradient in southern boreal Alberta, Canada. Wetlands 19, 438–450. Thormann M N, Bayley S E and Currah R S 2001a Comparison of decomposition of belowground and aboveground plant litters in peatlands of boreal Alberta, Canada. Can. J. Bot. 79, 9–22. Thormann M N, Currah R S and Bayley S E 2001b Microfungi isolated from Sphagnum fuscum from a southern boreal bog in Alberta, Canada. Bryol. 104, 548–559. Thormann M N, Currah R S and Bayley S E 2002 The relative ability of fungi from Sphagnum fuscum to decompose selected carbon substrates. Can. J. Microbiol. 48, 204–211. Tokumasu S 1994 Trophodynamic structure of a swampy bog at the climax stage of limnological succession III. Filamentous fungi associated with the standing leaves of Typha latifolia. Water, Air Soil Pollut. 76, 491–499. Tsuneda A, Thormann M N and Currah R S 2001a Modes of cell-wall degradation of Sphagnum fuscum by Acremonium cf. curvulum and Oidiodendron maius. Can. J. Bot. 79, 93–100. Tsuneda A, Chen M H and Currah R S 2001b Characteristics of a disease of Sphagnum fuscum caused by Scleroconidioma sphagnicola. Can. J. Bot. 79, 1217–1224. Turetsky M R, Wieder R K, Williams C J and Vitt D H 2000 Organic matter accumulation, peat chemistry, and permafrost melting in peatlands of boreal Alberta. Écoscience 7, 379–392. Wicklow D T and Yokum D H 1981 Fungal species numbers and decomposition of rabbit feces. Trans. Brit. Mycol. Soc. 76, 29–32.