图/表详细信息

蒙古栎纯林根际与非根际微生物群落结构对土壤碳氮的响应

侯馨博, 赵秀海, 何怀江, 张春雨, 王娟, 任雪莹, 张新娜

生物多样性 2025, 33 (7): 25119-. DOI: 10.17520/biods.2025119

摘要（240）

HTML （15）

PDF（pc）（3373KB）（128）

根际微域是植物-土壤互作的关键界面, 其与非根际微生物群落结构的分异特征及碳氮含量的调控作用共同塑造了森林土壤养分循环的微观格局。本研究通过高通量测序技术, 分析了蒙古栎(Quercus mongolica)纯林根际与非根际土壤微生物群落结构、多样性、功能及其对碳氮含量的响应。结果显示, 根际土壤的特有扩增子序列变体(amplicon sequence variants, ASVs)数量多于非根际。在门水平上, 根际细菌以变形菌门和酸杆菌门为主; 根际真菌群落的子囊菌门丰度显著高于非根际, 而担子菌门则呈现相反趋势。根际土壤中富营养型细菌通过快速利用根系分泌的简单碳源而占主导, 而非根际寡营养型菌群更适应低养分环境; 真菌群落中, 子囊菌门在根际占优势, 非根际以担子菌门为主, 这主要由根际效应(碳源输入)与非根际环境(有机质分解)的异质性驱动。α多样性表明, 根际真菌Shannon多样性指数和Chao1均匀度指数显著高于非根际, 而细菌多样性无显著差异; β多样性表明, 根际与非根际微生物群落组成差异显著。功能预测显示, 蒙古栎林土壤细菌与真菌分别富集于氨基酸合成与呼吸相关代谢通路, 其互补的代谢功能(辅因子合成、碳氮源交换)可能会增强蒙古栎林土壤的物质循环效率。根际土壤富集有机质分解菌(如Candidatus Udaeobacter)和氮循环功能菌(如Bradyrhizobium), 其代谢途径可能以氨基酸生物合成等为主。土壤碳氮梯度通过资源竞争和代谢适应对微生物多样性和丰度产生影响: 根际细菌多样性与有机碳呈正相关, 真菌群落丰度与全碳及C : N显著关联。本研究揭示了蒙古栎根际效应对土壤微生物结构与功能的调控, 可为蒙古栎林的科学管理及东北退化森林的恢复提供参考。

	属 Genus	功能描述 Functional description	相对丰度 Relative abundance		参考文献 References
	属 Genus	功能描述 Functional description	NR	R	参考文献 References
细菌 Bacteria	Candidatus Udaeobacter	有机污染物降解与碳代谢 Degradation of organic pollutants and carbon metabolism	0.043 ± 0.022^A	0.029 ± 0.019^B	童彤等, 2024
	Burkholderia-Caballeronia- Paraburkholderia	有机污染物降解 Degradation of organic pollutants	0.016 ± 0.014^A	0.036 ± 0.033^B	李霏等, 2023
	Candidatus Solibacter	抗重金属 Resistant to heavy metals	0.020 ± 0.005^a	0.018 ± 0.005^b	Puthusseri et al, 2021
	Rokubacteriales	氮呼吸 Nitrogen respiration	0.026 ± 0.026^A	0.008 ± 0.010^B	Reis et al, 2023
	Bradyrhizobium	共生和固氮 Symbiosis and nitrogen fixation	0.014 ± 0.005^a	0.016 ± 0.005^b	汪其同等, 2015
	Acidothermus	纤维素分解 Degrade cellulose	0.010 ± 0.006^A	0.018 ± 0.009^B	Rezaei et al, 2011
	Acidibacter	蛋白质分解 Degrade proteins	0.011 ± 0.004^A	0.015 ± 0.005^B	何庆海等, 2022
	Mycobacterium	致病菌 Pathogenic bacteria	0.010 ± 0.005^A	0.014 ± 0.005^B	Brown-Elliott & Wallace, 2017
	Granulicella	聚合物降解 Polymer degradation	0.006 ± 0.006^A	0.011 ± 0.008^B	Oshkin et al, 2019
	Haliangium	抗植物病原真菌 Resistant to plant pathogenic fungi	0.006 ± 0.003^A	0.009 ± 0.006^B	Kundim et al, 2003
真菌 Fungi	Trichoderma	菌寄生 Mycoparasitism	0.029 ± 0.038	0.069 ± 0.069	Khan et al, 2020
	Geminibasidium	共生 Symbiosis	0.053 ± 0.072^a	0.028 ± 0.044^b	Ren et al, 2021
	Lactarius	抗肿瘤 Anti-tumor	0.010 ± 0.027^a	0.026 ± 0.052^b	王和等, 2018
	Saitozyma	纤维素分解 Degrade cellulose	0.010 ± 0.027^a	0.026 ± 0.052^b	Aliyu et al, 2021
	Cortinarius	共生 Symbiosis	0.001 ± 0.007^a	0.016 ± 0.056^b	Soop et al, 2018

View table in article

表2 根际(R)与非根际(NR)土壤细菌和真菌相对丰度存在显著变化的部分属的功能描述

正文中引用本图/表的段落

在根际与非根际土壤微生物群落相对丰度存在显著差异的属中, 我们选取相对丰度排名前10的细菌属和排名前5的真菌属(表2), 进行功能分析。细菌属按照功能可以归类为有机质分解菌(Candidatus Udaeobacter、Burkholderia- Caballeronia-Paraburkholderia、Acidothermus、Acidibacter、Granulicella)和氮循环功能菌(Rokubacteriales、Bradyrhizobium), 除Candidatus Udaeobacter和Candidatus Solibacter外, 其他细菌属在根际土壤中的相对丰度均高于非根际。真菌属按照功能可以归类为菌寄生菌(Trichoderma)、共生菌(Geminibasidium、Cortinarius)、纤维素分解菌(Saitozyma)和抗肿瘤菌(Lactarius)。除Geminibasidium外, 其余真菌属在根际土壤中的相对丰度均高于非根际。

本文的其它图/表