山毛榉叶病的滚雪球效应伤害了有益的根真菌

山毛榉，Fagus grandifolia，是北美的主食，也是许多东北部森林的主要物种。2012年，一种新疾病首次被发现，感染了俄亥俄州东北部的树木。受苦最严重的人的叶子上有黑色的条纹，在春天变得皱巴巴的，革质的。直到2018年，专家们才发现线虫害虫Litylenchus crenatae mccannii在受感染树木的芽中越冬。

当山毛榉叶病穿越非洲大陆时，研究人员仍在全面了解山毛榉叶病的原因和后果。在本周发表在《真菌杂志》(Journal of Fungi)上的一篇新论文中，俄亥俄州柯特兰市霍顿森林与花园(Holden Forest & Gardens)的研究人员发现了这种疾病的一种新的下游效应：受感染树木的根部有较少的有用的真菌互助者，称为外生菌根真菌。

这对树木和它们支持的真菌物种来说都是坏消息。“当你想到这棵树通常从其真菌互助主义者中获得的所有好处时，这是一个非常可怕的故事，”Holden Forest & Gardens研究员，新论文的主要作者Claudia Bashian-Victoroff说。“这些树木已经受到山毛榉叶病的压力，因此失去它们的互利关系会给树木的健康带来额外的压力。

这些互助者，即从土壤中定植树木根部的外生菌根真菌，在树木健康中起着重要作用。它们帮助树木获取养分和水分，最近的研究甚至表明，它们对抵抗土壤中的病原体很重要。

“没有太多的研究可以讲述完整的故事，从它在地面上经历的事情和它在地下经历的事情来看待一棵树的整个生态，”Bashian-Victoroff说。“这是第一篇将山毛榉叶病与菌根真菌的影响联系起来的论文。

为什么叶病会对生活在树根中的真菌产生影响?山毛榉叶病会影响叶子的光合作用能力，这意味着它们不会吸收那么多的二氧化碳，也不会产生那么多的糖。糖不仅是树木的主要能量来源，也是它们为根部的外生菌根真菌提供的能量，以换取其服务。受损的叶子意味着更少的光合作用，更少的糖和更少的外生菌根真菌定植在根部。

研究人员在霍尔顿植物园的研究树木种植园中发现了新的联系，该种植园于2006年种植，是林务局项目的一部分，该项目旨在开发抵抗不同山毛榉疾病山毛榉树皮病的树木。这些树木是从缅因州和密歇根州的股票中种植的，这些树木是为了对旧疾病的潜在抵抗力而选择的。现在，这些树木正在屈服于新的害虫山毛榉叶病，因为它在整个地区传播，不同的树木表现出不同的症状严重程度。

该团队计算了超过70，000个根尖，这些根尖是菌根真菌生长并与树木交换养分的小段细根。他们量化和鉴定了30棵树和两个季节的真菌。他们发现，经过一个完整的生长季节后，秋季的一个关键区别：与症状轻微的树木相比，具有最严重山毛榉叶病症状的树木根部的健康真菌减少了65%以上。

他们还发现，来自密歇根州的树木 - 地理上更接近研究地点，因此更适合生长条件 - 总体上比缅因州的树木具有更多的外生菌根真菌，并且来自两个地区的真菌群落组成明显不同。

如果山毛榉叶病损害了树木与其互助者交往的能力，可能会对森林健康和功能产生级联效应，不仅通过山毛榉树的损失，而且通过真菌多样性的丧失产生影响。

“真菌互助主义者被低估和研究不足，即使在真菌学家中也是如此，”Bashian-Victoroff说。“关于真菌的绝大多数研究都是关于真菌病原体的，比如那些破坏农业系统的病原体。因此，关注真菌以及它们为帮助我们的生态系统所做的工作非常重要。

该研究强调了了解树木与其根共生体之间复杂相互作用的重要性，并强调需要继续研究以制定有效的策略来对抗山毛榉叶病的传播并保护这些重要的森林生态系统。