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東北4種林木干基腐朽病原真菌潛在分布范圍預測及其生態位分析
林木干基腐朽病原真菌是一類能夠侵染寄主樹木, 使木材喪失原有性質和使用價值的病原真菌。這類真菌多數屬于擔子菌中的非褶菌類群, 包括了我們耳熟能詳的靈芝、桑黃、樺褐孔菌等眾多著名的藥用真菌在內的上百種真菌。他們通過分泌多種水解酶(如: 漆酶、錳過氧化物酶、纖維素酶等), 降解木材中的纖維素、半纖維素和木質素為簡單糖類, 吸收作為其生長和繁殖的養分。病原菌侵染樹木后, 菌絲體在樹木心材部分擴展繁殖, 而不破壞樹木邊材, 于環境條件適宜時, 在樹干上長出肉眼可見的子實體。林木干基腐朽病發病周期較長, 常在數月至數年, 甚至幾十年, 受侵染后的樹木喪失韌性, 極易風折倒伏而死亡, 但除了樹木表面可能有子實體產生之外, 很難與健康樹木區分開來, 也難以通過常規化學藥劑進行防治。因此明確其分布區域與危害程度, 對科學防治該類病原真菌具有重要的理論與實踐意義。
我國東北地區分布有數十種林木干基腐朽病原真菌, 很多學者對東北地區該類病原真菌進行了持續的采集和系統研究, 但這樣的調查方式一方面耗時費力, 另一方面也難以判斷這些病原真菌在未調查區域的分布情況。本文根據研究團隊近年來在東北主要林區野外調查獲取的樣點數據, 以最大熵模型(MaxEnt)對4種林木干基腐朽病原真菌: 紅緣擬層孔菌(Fomitopsis pinicola)、落葉松銹迷孔菌(Porodaedalea laricis)、樺剝管孔菌(Piptoporus betulinus)和香栓孔菌(Trametes suaveolens)(圖1)的分布進行了模擬, 獲得了4種真菌的潛在分布范圍(圖2), 各物種預測模型均獲得了較高的AUC (area under the receiving operator curve)值, 分別為0.990, 0.990, 0.989和0.967, 表明4種林木干基腐朽病原真菌預測模型的有效性較高。在19個環境變量中, 最暖季降水量(Bio18)、溫度年較差(Bio7)和最干季均溫(Bio9)等變量對各物種模型貢獻率較高。相比其他3種病原真菌, 香栓孔菌具有最大的生態位寬度, 但總體上4種病原真菌的生態位和主要分布區域有較多重疊(圖3)。該研究結果為預測4種病原真菌在東北地區的分布和科學防治提供了依據。
圖1 4種病原真菌子實體。(a)紅緣擬層孔菌; (b)落葉松銹迷孔菌; (c)樺剝管孔菌; (d)香栓孔菌。
圖2 模型預測的4種干基腐朽病原真菌的潛在分布區域。(a)紅緣擬層孔菌; (b)落葉松銹迷孔菌; (c)樺剝管孔菌; (d)香栓孔菌。圖中白色方塊為訓練點,紫色方塊為測試點。
圖34種干基腐朽病原真菌的三維生態位分布
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