尹翔正1,2,3,4, 张俊2,3,4*, 姜海燕1*, 罗春生2,3,4,5, 张元明2,3
Xiangzheng Yin1,2,3,4, Jun Zhang2,3,4*, Haiyan Jiang1*, Chunsheng Luo2,3,4,5, Yuanming Zhang2,3
1 College of Forestry, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019
2 Key Laboratory of Ecological Safe and Sustainable Development in Arid Lands, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 83001
3 Xinjiang Key Laboratory of Biodiversity Conservation and Application in Arid Lands, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011
4 Xinjiang Key Laboratory of Forestry and Grassland for Desertification Control and Desert Industry, Institute of Sand control, Xinjiang Academy of forestry, Urumqi 830063
5 Dalian Minzu University College of Environment and Resources, Dalian 116650
摘要: 叶际微生物对宿主植物健康至关重要,但极端干旱区荒漠灌木叶际内生与附生细菌群落的多样性特征及构建的环境机制尚不清楚。本研究以新疆吐鲁番的六种典型荒漠灌木为对象,通过16S rRNA基因多样性分析,并结合主坐标分析、变差分解、结构方程模型及零模型等统计方法,系统分析了叶际内生与附生细菌群落的多样性特征、影响因素及群落构建机制。结果表明,六种典型荒漠灌木的叶际附生细菌群落多样性在不同植物物种间存在显著性差异 (P < 0.05),而内生细菌群落多样性在不同植物物种间差异不显著 (P > 0.05)。此外,叶际细菌群落的多样性在叶片表面(附生)与内部(内生)之间存在显著差异,且内生细菌群落的Shannon多样性指数与 Pielou均匀度指数均显著高于附生细菌群落(P < 0.05)。变差分解分析结果显示,叶片生理对叶际内生细菌群落的独立解释度(35.10%)显著高于叶片形态(13.42%)和叶片养分(0.62%),而叶片形态对叶际附生细菌群落的独立解释度(32.75%)显著高于叶片生理(6.75%)和叶片养分(0.52%)。结构方程模型分析结果显示,无论是叶片表面还是内部,叶片生理化学特性不仅直接作用于细菌群落结构,还通过叶片形态特征间接影响细菌群落结构;同时,叶片形态特征亦可通过作用于细菌群落的α多样性间接影响其群落结构。零模型分析表明,随机性过程在叶际附生(66.67%–93%)与内生(80%–100%)细菌群落的构建中占主导地位,生态漂变是两者构建的驱动力。本研究揭示了极端干旱区荒漠灌木叶际附生细菌群落多样性主要受植物物种身份和叶片形态塑造,且物种间差异显著;而内生细菌群落的多样性则主要受叶片生理特性驱动,物种间差异不显著。此外,随机性过程(特别是生态漂变)在两类群落的构建中均起主导作用。这些发现为理解全球气候变化背景下脆弱荒漠生态系统的生物多样性维持机制提供了新的理论视角。