蚁生线虫草Ophiocordyceps myrmecophila (Ces.) G.H. Sung, J.M. Sung, Hywel-Jones & Spatafora,中文名又称蚁线虫草、蚁虫草、蚁生虫草和蚂蚁虫草等,属于真菌界Fungi、子囊菌门Ascomycota、肉座目Hypocreales、线虫草科Ophiocordycipitaceae、线虫草属Ophiocordyceps（李树森 1995;宋斌等 2006;梁宗琦 2007;Sung et al. 2007;仇飞 2012;仇飞等 2012）。原属于广义的麦角菌科,Sung et al.（2007）将广义的麦角菌科重新修订并划分为线虫草科、虫草菌科和麦角菌科,并将该菌归属到线虫草属Ophiocordyceps。该菌广布于世界各地,如在欧洲、北美、巴西、锡兰、婆罗洲、泰国和中国等国家和地区有广泛分布（Hywel-Jones 1996;Chao et al. 2004）。在我国的安徽、江苏、浙江、四川、云南、广西、广东、湖北和台湾等省也均有分布（李树森等 1995;Chao et al. 2004）。该菌具有寄主专化性,仅侵染蚂蚁类昆虫,在森林生态系统中对蚂蚁种群具有重要的调节作用。
西双版纳自然保护区位于云南省的最南端（21°09′-22°33′N,99°58′-101°50′E）,属于典型的西部热带季风气候,年平均气温21.4℃左右,年降水量1 193.7-2 491.5mm左右（Zhang 1986;Cao et al. 2006）。其地形地貌独特、气候特殊、物种多样性较高,是国际上生物多样性保护的关键和热点地区之一,也是我国热带地区保存面积最大的热带森林（Myers 2000）,孕育着丰富的植物、动物和微生物资源（Hu & Cao 2012;Lan et al. 2012;Zheng et al. 2015;Lan et al. 2017a,2017b）。该自然保护区蚂蚁物种较为丰富（徐正会等 1999）,然而,关于西双版纳自然保护区蚁生线虫草生态分布及流行规律未见研究报道。
综上,为明确西双版纳自然保护区蚁生线虫草生境分布、季节动态以及侵染寄主多样性,本研究于2017年7月-2018年9月,对西双版纳自然保护区5种不同生境蚁生线虫草进行了系统调查、标本采集和分离鉴定,以期为该地区蚁生线虫草多样性研究及虫草菌的开发提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 样地设置
在西双版纳自然保护区选择了5种不同的生境,分别为石灰岩山季雨林、热带季雨林、季风常绿阔叶林、热带丛生竹林和暖热性针叶林,并在石灰岩山季雨林设置了高、中、低海拔带（表1）。
表1 采样地点详细信息
Table 1
| 植被类型 Vegetation type | 海拔 Altitude (m) | 纬度 Latitude | 经度 Longitude | 采样地点 Collection sites |
|---|---|---|---|---|
| 石灰岩山季雨林（高海拔） Karst monsoon forest (high altitude) | About 900 | N21°57′55.00″ | E101°12′22.00″ | 云南省西双版纳勐仑镇巴卡小寨 Baka Village, Menglun town, Xishuangbanna, Yunnan Province |
| 石灰岩山季雨林（中海拔） Karst monsoon forest (middle altitude) | About 800 | N21°57′55.00″ | E101°12′22.00″ | 云南省西双版纳勐仑镇巴卡小寨 Baka Village, Menglun town, Xishuangbanna, Yunnan Province |
| 石灰岩山季雨林（低海拔） Karst monsoon forest (low altitude) | About 700 | N21°57′55.00″ | E101°12′22.00″ | 云南省西双版纳勐仑镇巴卡小寨 Baka Village, Menglun town, Xishuangbanna, Yunnan Province |
| 热带季雨林 Tropical monsoon forest | About 736 | N21°37′28.20″ | E101°35′14.48″ | 云南省西双版纳勐腊县望天树景区 Wangtianshu Scenic Spot, Mengla County, Xishuangbanna, Yunnan Province |
| 季风常绿阔叶林 Monsoon evergreen broad-leaved forest | About 926 | N21°37′53.31″ | E101°25′35.38″ | 云南省西双版纳勐远镇南贡山 Nangong Mountain, Mengyuan town, Xishuangbanna, Yunnan Province |
| 热带丛生竹林 Tropical clustered bamboo forest | About 747 | N22°10′10.69″ | E100°51′22.66″ | 云南省西双版纳勐养镇野象谷景区 Yexiang Valley Scenic Spot, Mengyang Town, Xishuangbanna, Yunnan Province |
| 暖热性针叶林 Warm temperate coniferous forest | About 1 170 | N21°49′41.69″ | E101°20′26.23″ | 云南省西双版纳普文镇丫口寨 Yakou Village, Puwen Town, Xishuangbanna, Yunnan Province |
1.2 调查采集方法
在上述设置的石灰岩山季雨林、热带季雨林、季风常绿阔叶林、热带丛生竹林和暖热性针叶林5种不同生境中,每种生境设置10个样地,每个样地面积为100m2。于2017年7月-2018年9月,每个月调查1次,观察各生境区样方内土壤、枯枝落叶表面、石头表面石头缝以及植物的根际、树干、叶片的正反面,仔细观察和搜寻被感染的蚂蚁虫体。采集到的标本拍照后,单独放入标本储存管中,带回实验室后立即进行分离培养。
1.3 蚁生线虫草分离培养及鉴定
蚁生线虫草的分离采用组织分离法（彭凡等 2011）。选用发育成熟的虫草,于超净工作台上,采用70%酒精进行表面消毒1min,再用无菌清水漂洗1min,重复3次,置于无菌培养皿中,采用无菌单面刀片将其子囊壳切开,用无菌接种针挑起少量子囊孢子至加有适量青霉素和硫酸链霉素的PDA培养基上,置于25℃、16L:8D光照培养箱[恒立（中国）实验室设备科技有限公司,型号RG-300]中培养。纯化的菌株采用斜面培养基保存于4℃冰箱。
1.4 菌种鉴定
蚁生线虫草子囊壳、子囊和次生子囊孢子的形态观察采用冷冻切片观察其子囊壳形态特征。首先用无菌解剖刀切取子座头部,于清水中清洗其表面杂质,清洗完成后,将其垂直置于专用的样品夹中,采用樱花冷冻切片包埋剂进行包埋,平放入盛有液氮的小杯内,使其迅速冷冻;用单面刀片修去其顶端和组织周围多余的包埋介质,呈金字塔形。将修整后的包埋块夹放于徕卡冷冻切片机（德国徕卡,型号LEICACM1950）的固定器内,使组织块的被切面与玻璃刀刀口平行,切片厚度5µm。子囊形态及次生子囊孢子观察。挑起少量子囊于洁净的载玻片上,采用棉蓝染色液（甲基蓝0.025g,乳酸10g,甘油20g,蒸馏水10mL）进行染色,于徕卡DM750生物显微镜（徕卡微系统贸易有限公司,DM750）下,采用配套软件LAS4.8观察拍照。根据其子囊壳大小、形状及其着生方式,子囊及子囊帽的大小、形状,次生子囊孢子的大小和形状,参照国内外专著进行鉴定（梁宗琦 2007;Luangsa-Ard et al. 2007）。
菌落形态特征描述（梁宗琦 2007）：将上述分离获得的纯培养物,点接于PDA培养基上,25℃、16L:8D光照培养箱[恒立（中国）实验室设备科技有限公司,型号RG-300]中培养40d后,测定菌落的直径并记录其菌落形态特征。
1.5 寄主蚂蚁鉴定
根据唐觉等（1995）编著的《中国经济昆虫志》、张巍巍和李元胜（2011）编著的《中国生态大图鉴》和虞国跃等（2016）编著的《王家园昆虫》等书籍以及徐正会等（1999）和张智英等（2014）的相关文献进行蚂蚁种类鉴定。
2 结果与分析
2.1 蚁生线虫草形态鉴定
蚁生线虫草罹病虫体一般位于林间的枯枝落叶层,其子座单生,大多从寄主蚂蚁胸部长出,少有头部长出,淡黄色;其子座长根据其寄主的大小,可达1-6cm,其头部卵形,粗2.2-2.8mm。柄多细长,弯曲,粗0.2-0.5mm。子囊壳埋生,卵形,着生于子座中部的较大,外缘的较小,中部子囊壳大小约560×245µm左右。子囊大小约295×3µm,次生子囊孢子近梭形,大小(7.8-12.5)×(1-1.2)µm。该菌在PDA上生长极其缓慢,生长40d,其菌落直径0.76cm,菌落正面橙黄色,反面黄色,菌落凸起,不规则状（图1）。
图1
图1
蚁生线虫草的子座、子囊壳、子囊、次生子囊孢子以及菌落形态
A-D：蚁生线虫草感染寄主蚂蚁的子座形态;E,F：蚁生线虫草子囊壳形态特征;G：蚁生线虫草在PDA培养基上的菌落形态;H-J：蚁生线虫草子囊形态特征;K：蚁生线虫草次生子囊孢子形态特征
Fig. 1
The ascostroma, ascomata, asci, ascospores and colony morphological characteristic of Ophiocordyceps myrmecophila.
2.2 蚁生线虫草的生境分布
2017年7月-2018年9月,在西双版纳自然保护区5种生境中共采集蚁生线虫草感染的罹病虫体1 449头。从生境分布来看,蚁生线虫草主要分布于石灰岩山季雨林和热带丛生竹林,其相对多度分别为51.1%和24.3%;其次为暖热性针叶林,相对多度为15.2%;热带季雨林和季风常绿阔叶林中分布相对较少,其相对多度分别为5.7%和3.7%。从同一生境的石灰岩山季雨林不同海拔带的分布来看,蚁生线虫草主要分布于高海拔地带,而中海拔和低海拔地带相对较少,其相对多度分别为33.7%、9.7%和7.8%（图2）。
图2
图2
不同生境蚁生线虫草的分布规律
KMF(H)：石灰岩山季雨林高海拔样地;KMF(M)：石灰岩山季雨林中海拔样地;KMF(L)：石灰岩山季雨林低海拔样地;TMF：热带季雨林;MEBLF：季风常绿阔叶林样地;TCBF：热带丛生竹林样地;WTCF：暖热性针叶林样地. 下同
Fig. 2
Distribution of Ophiocordyceps myrmecophila in different habitats.
KMF(H): High altitude of karst monsoon forest; KMF(M): Middle altitude of karst monsoon forest; KMF(L): Low altitude of karst monsoon forest; TMF: Tropical monsoon forest; MEBLF: Monsoon evergreen broad-leaved forest; TCBF: Tropical clustered bamboo forest; WTCF: Warm temperate coniferous forest. The same below.
综上所述,蚁生线虫草主要分布于石灰岩山季雨林高海拔地带和热带丛生竹林,而热带季雨林和季风常绿阔叶林分布较少（图2）。
2.3 蚁生线虫草的季节动态
在不同生境中,除季风常绿阔叶林外,蚁生线虫草的季节变化规律基本一致,即7-11月较为流行,12月至次年4月数量较低,5月以后种群数量逐渐回升,但各生境的蚁生线虫草的高峰期不同,石灰岩山季雨林高、中、低海拔蚁生线虫草的高峰期出现在2017年9月和次年7月;热带季雨林高峰期出现在2017年11月和次年6月;暖热性针叶林的高峰期出现在2017年9月和次年7月,热带丛生竹林高峰期出现在2017年7月和次年7月;季风常绿阔叶林高峰期仅在2017年7月出现1次,其后一直处于较低水平（图3）。由此可见,蚁生线虫草的流行期主要为西双版纳的湿热季节（6-10月）和雾凉的11月。
图3
图3
不同生境蚁生线虫草的季节动态
A：石灰岩山地雨林气候;B：热带季雨林;C：暖热性针叶林;D：热带丛生竹林;E：季风常绿阔叶林
Fig. 3
Seasonal variation of Ophiocordyceps myrmecophila occurrence in different habitats.
A: Karst monsoon forest (KMF); B: Tropical monsoon forest (TMF); C: Warm temperate coniferous forest (WTCF); D: Tropical clustered bamboo forest (TCBF); E: Monsoon evergreen broad-leaved forest (MEBLF).
2.4 蚁生线虫草寄主
从5种生境蚁生线虫草侵染的寄主来看,其寄主共涉及4亚科13属16种（图4）,在科水平上,蚁生线虫草侵染寄主较多的为蚁亚科Formicinae,其相对丰度为35.3%,其次依次为猛蚁亚科Ponerinae、臭蚁亚科Dolichoderinae和切叶蚁亚科Myrmicinae,其相对丰度分别为23.7%、22.8%和18.3%。在属水平上,光胸臭蚁属Liometopum和多刺蚁属Polyrhachis相对丰度最高,分别为22.3%和21.3%,其次为齿猛蚁属Odontoponera和弓背蚁属Camponotus,其相对丰度分别为18.0%和11.1%。其余属相对丰度均小于10%,其中大头蚁属Pheidole和臭蚁属Dolichoderus最少,其相对丰度仅为0.6%和0.5%。在种水平上,中华光胸臭蚁Liometopum sinense、双齿多刺蚁Polyrhachis dives和横纹齿猛蚁Odontoponera transversa为优势种,其相对丰度为22.3%、21.3%和18.0%,其余种相对丰度均小于10%,而邻臭蚁Dolichoderus affinis、棒刺大头蚁Pheidole spathifera、塞奇大头蚁Pheidole sagei和爪哇厚结猛蚁Pachycondyla javana,其相对丰度甚至小于1%,分别为0.5%、0.4%、0.2%和0.1%。
图4
图4
不同生境蚁生线虫草的寄主种类
Fig. 4
Ophiocordyceps myrmecophila host species from different habitats.
从不同生境蚁生线虫草寄主分布来看,优势种中华光胸臭蚁L. sinense主要分布于热带丛生竹林和石灰岩山季雨林高海拔地带,其次为石灰岩山季雨林中海拔地带、热带季雨林和暖热性针叶林样地,石灰岩山季雨林低海拔地带和季风常绿阔叶林分布最少;双齿多刺蚁P. dives是大部分生境的优势种,而在热带季雨林和季风常绿阔叶林分布较少。横纹齿猛蚁O. transversa也是大部分生境的优势种,但在石灰岩山季雨林低海拔地带和热带季雨林分布较少（图4）。
3 讨论
本研究发现蚁生线虫草是西双版纳自然保护区中侵染蚂蚁的一种重要虫生真菌,其种群数量较大,该结果与Aung et al.（2008）对泰国清迈热带雨林区的蚁生线虫草的研究结果一致。然而,王四宝等（2004）和陈名君等（2007）分别研究发现在安徽省琅琊山针阔混交林区和安徽省大别山亚热带常绿阔叶林区蚁生线虫草数量极少。西双版纳自然保护区属于热带雨林,气候适宜,降雨丰富,也是我国蚂蚁生物多样性最高的地区（王邵军等 2016）,由此可见,该菌的分布可能与气候和寄主有关。
从蚁生线虫草的季节流行期来看,蚁生线虫草在湿热季6-10月及湿热季节与凉雾季交替的11月较为流行,而该时间段是西双版纳气温最高（约26℃）和降雨量最丰富的时期（Cao et al. 2006）。由此可见,该菌较喜欢生长于气候适宜和降雨丰富的季节。此外,该类真菌的发生流行与寄主具有一定的关系,而本试验未对寄主蚂蚁的流行规律进行研究,因此寄主的流行规律与该菌的流行规律有何关联,还值得进一步的研究。
从不同生境来看,石灰岩山季雨林和热带丛生竹林蚁生线虫草最多,其次为暖热性针叶林采集到标本,而热带季雨林和季风常绿阔叶林相对较少。这一差异可能与石灰岩山季雨林和热带丛生竹林两生境土壤腐殖层较厚、湿度较大有关。然而,本试验未对其小生境下的环境因子进行测定,值得进一步的研究。此外,该菌在暖热性针叶林的分布也较为丰富,而其他一些类群的虫生真菌在该生境的分布较少（李亦菲等 2018;郑亚强等 2019,2020）,据报道松针分泌物能抑制真菌的生长发育（Duchesne et al. 1988）,由此可见,该菌抗逆性可能较强。从不同生境蚁生线虫草寄主分布来看,不同生境寄主种类及数量不同,蚁生线虫草较多的生境,其寄主蚂蚁种类和数量也较为丰富。然而,本试验未对其不同生境寄主蚂蚁进行研究,因此,该菌的分布是否与寄主分布有关还是与其自身的侵染特性有关值得进一步研究。
从蚁生线虫草的海拔分布来看,同一生境的石灰岩山地雨林中,蚁生线虫草主要分布于高海拔区,2017年7月-2018年9月间共发现488株,而中海拔和低海拔地带分布较少（累计发现140株和113株）,这可能由于较高海拔区阳光更为充足、温湿度较适合于蚂蚁和蚁生线虫草的生存和发育。当然,也可能由于中、低海拔区接近村寨,人为活动干扰大,从而引起蚁生线虫草分布较少。此外,从蚁生线虫草侵染寄主海拔分布规律来看,优势寄主存在明显的海拔差异。因此,气候因素、人为活动等因素也有可能影响了寄主的分布从而影响了蚁生线虫草分布,具体何种原因需进一步探讨。
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Spatiotemporal dynamics and host diversity of Isaria fumosorosea in Xishuangbanna Tropical Rain Forests
西双版纳自然保护区白僵菌属虫生真菌多样性
热带森林不同演替阶段蚂蚁巢穴的分布特征及其影响因素
DOI:10.17520/biods.2016088
[本文引用: 1]
为探明热带森林蚂蚁巢穴的分布特征及其影响因素, 采用样方法研究了西双版纳不同演替阶段热带森林定居巢穴蚂蚁的种类及其巢穴的密度、盖度和空间分布特征, 并分析了土壤理化环境与蚂蚁种类总数、巢穴密度及盖度的相关性。结果表明, 不同演替阶段热带森林蚂蚁种类总数、巢穴的密度及盖度大小顺序为: 小果野芭蕉 (Musa acuminata)群落>白背桐(Mallotus paniculatus)群落>思茅崖豆(Mellettia leptobotrya)群落, 并且热带森林的演替类型显著影响蚂蚁种类总数及巢穴密度, 而对巢穴盖度的影响未达到显著水平; 蚂蚁种类总数、巢穴密度与土壤总有机碳和水解氮显著正相关, 与土壤容重和土壤含水率显著负相关, 但所选择的土壤理化指标与巢穴盖度的相关性均未达到显著水平; 蚂蚁巢穴的空间分布呈随机分布格局。我们的数据表明, 不同演替阶段热带森林所形成的植被类型及土壤环境状况共同影响定居的蚂蚁种类总数与筑巢密度。
西双版纳自然保护区不同生境虫生细脚棒束孢生态分布及发生规律
西双版纳自然保护区玫烟色棒束孢分布的时空动态及寄主多样性
