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极端干旱区荒漠灌木叶际细菌群落多样性特征
生物多样性
2026, 34 (4):
25485-.
DOI: 10.17520/biods.2025485
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6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, 6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, 叶片形态特征也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%-93.33%)与内生(80.00%-100.00%)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。 ![]() View image in article
图5
荒漠灌木叶际细菌群落的构建过程。(a)内生、附生细菌群落的β最近分类单元指数(βNTI)值, 虚线为阈值|2| (>|2|表示偏确定性过程,<|2|表示偏随机性过程); (b)基于零模型分析的确定性过程(同质选择和异质选择)与随机性过程(均质化扩散、扩散限制和生态漂变)对细菌群落构建的相对影响。缩写含义见
正文中引用本图/表的段落
基于βNTI与RCbray指数的分析表明, 叶际内生细菌群落以随机性过程为主导, 其中生态漂变的相对贡献最高(64.00%), 其次为扩散限制(17.00%); 确定性过程(同质选择3.00%, 异质选择6.00%)贡献较低(图5b)。附生细菌群落的构建同样以生态漂变为主(72.00%), 但其同质选择的贡献(8.00%)显著高于内生细菌; 均质化扩散(8.00%)与异质选择(2.00%)的占比较低。总体而言, 两类群落的构建均以随机性过程为主导, 但确定性过程在附生细菌中的作用较内生细菌更强。从各植物物种来看, 无论内生或附生细菌, 其群落构建均以生态漂变为主要过程。内生细菌中, 扩散限制也占有一定比例(0%-53.33%; 附录11)。
本文的其它图/表
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