蒜头果根际细菌群落结构与功能特征对其健康状态的响应

作者：张仲富; 王四海^*; 杨卫; 陈剑

来源：植物生态学报, 2023, 47(07): 1020-1031.

• 蒜头果
• 根际细菌
• 细菌群落
• 细菌功能
• 高通量测序技术

为了解蒜头果(Malania oleifera)植株根际微生物组成和功能特征与蒜头果健康状态的关系,该研究采集了阔叶林、人工种植林和喀斯特森林下的5种不同生境的健康和非健康蒜头果植株根际土壤样品,运用Illumina高通量测序技术进行细菌测序,并用FAPROTAX进行功能预测分析。研究结果表明:1)扩增子序列变异体(ASV)分析结果显示,在门水平上不同生境的细菌组成存在一定差异,其中相对丰度最高的前5个门的细菌类群为酸杆菌门、变形菌门、放线菌门、绿弯菌门和黏菌门。健康植株和非健康植株的根际细菌组成有显著的差异,且细菌群落的优势菌群发生显著的变化。2)非度量多维尺度分析显示不同健康状态蒜头果的根际细菌组成有显著差异,冗余分析结果显示健康植株的样本沿第一轴分布,两轴共解释了25.83%的细菌群落变异,土壤速效磷含量、总钾含量和pH是影响健康植株根际细菌群落物种组成的主要因子。非健康植株的冗余分析结果显示两轴累积解释了51.84%的细菌群落物种组成变异,土壤总钾含量和速效磷含量是影响其物种组成的重要因子。3)相关性热图显示健康植株根际土壤pH、速效磷含量和全钾含量与绿弯菌门、浮霉菌门、Methylomirabilota和Desulfobacterota等主要类群的相对丰度显著相关。非健康植株的土壤pH、速效氮含量、速效磷含量、总磷含量和全钾含量与绿弯菌门、酸杆菌门、Desulfobacterota、Latescibacterota和芽单胞菌门等主要类群的相对丰度显著相关。4) FAPROTAX功能预测结果显示光营养、光能自养、芳香化合物降解、蓝藻细菌和含氧光能自养等细菌功能群相对丰度在健康植株的根际土壤中明显下降,而发酵、尿素分解和人类病原菌等细菌功能群相对丰度则明显升高,说明不同健康状态植株的根际细菌发生了显著的变化。