北方榆树真菌群落研究：宿主特性、生长环境与荷兰榆树病(Ophiostoma novo-ulmi)的互作机制

本研究针对荷兰榆树病(DED)对欧洲榆树种群造成的毁灭性影响，通过PacBio长读长测序技术分析了爱沙尼亚和俄罗斯地区易感树种U. glabra、中度抗性树种U. laevis及杂交榆树枝条内生真菌群落。研究发现树种特异性真菌组成差异显著，病原菌Ophiostoma novo-ulmi仅存在于病树中，而溃疡病原Sphaeropsis ulmicola在健康与病树中均有分布，且与真菌多样性正相关。该研究为理解榆树-微生物互作机制及抗病育种提供了新视角。

榆树作为北半球温带地区重要的生态树种，其存亡关系着整个河岸森林生态系统的稳定。然而自20世纪以来，由子囊菌Ophiostoma novo-ulmi引发的荷兰榆树病(DED)已导致欧美榆树种群急剧衰退。更令人担忧的是，不同榆树品种对DED的抗性存在显著差异，这种差异可能与其共生真菌群落密切相关。在爱沙尼亚和俄罗斯西北部的田野调查中，研究人员还发现另一种溃疡病原Sphaeropsis ulmicola常与DED症状伴生，这为理解榆树衰退机制提出了新的科学问题。

爱沙尼亚生命科学大学和塔尔图大学的研究团队联合俄罗斯圣彼得堡林业研究所，采用PacBio三代测序技术对183株榆树（包括易感的U. glabra、中度抗性的U. laevis及商业杂交品种）枝条样本进行ITS1-5.8S-ITS2区域全长测序。研究通过比较健康与病树、城乡环境下的真菌群落差异，结合PERMANOVA等统计方法，揭示了宿主-病原-环境三者间的复杂互作关系。该成果发表于《Microbial Ecology》，为开发基于微生物组的榆树保护策略提供了理论基础。

关键技术方法包括：1) 在爱沙尼亚和俄罗斯11个地点采集183份榆树枝条样本；2) 使用PacBio RSII平台进行ITS区全长测序；3) 采用PipeCraft 1.0流程进行生物信息学分析；4) 基于FungalTraits数据库进行功能注释；5) 运用PERMANOVA分析群落结构影响因素。

宿主特性塑造真菌群落
研究发现三种榆树具有显著不同的真菌群落特征。U. glabra拥有最丰富的真菌多样性（159个OTUs），其次是U. laevis（126个OTUs），杂交品种最低（112个OTUs）。核心微生物组包含64个共有菌种，但各树种特有菌种比例差异显著，如U. glabra特有37种，而杂交品种仅14种。

健康状态与病原分布
O. novo-ulmi仅在表现出DED症状的U. glabra（4.9%相对丰度）和U. laevis（3.7%）中检出，而在杂交品种中完全缺失。相反，S. ulmicola在健康与病树中均有分布，且在病树中丰度显著升高（U. laevis病树达24.3%，健康树仅0.14%）。值得注意的是，S. ulmicola存在与真菌多样性正相关（p=0.008），而O. novo-ulmi无此效应。

城乡环境差异
城市环境中的榆树真菌丰富度显著高于乡村（p=0.056）。Eutypa crustata等菌种为城市环境特有，而病原菌相对丰度在城乡间无统计学差异。

物种互作网络
在俄罗斯样本中，E. crustata与Aureobasidium pullulans、Buckleyzyma sp.呈现显著负相关，而O. novo-ulmi与其他真菌的互作关系呈现随机分布模式。

该研究首次系统揭示了北方榆树枝条真菌群落的组成规律：1) 宿主基因型通过塑造"核心微生物组"影响真菌群落装配；2) 城市环境通过增加生态位复杂性提升真菌多样性；3) S. ulmicola作为新兴病原可能通过破坏组织完整性促进其他真菌定殖；4) 杂交品种独特的真菌群落提示其可能存在生态位替代风险。这些发现为理解树木-微生物共生系统提供了新范式，对制定基于微生物组的DED防控策略具有重要指导价值。研究同时指出，未来育种计划需兼顾宿主抗病性与微生物群落功能，以维持生态系统的长期稳定性。