渍水胁迫下芝麻根际微生物群落结构及多样性响应机制研究

本研究针对渍水胁迫对芝麻生长及土壤微生态的影响，通过16S rRNA和ITS测序技术，系统分析了两种芝麻基因型根际细菌和真菌群落的组成变化，揭示了渍水胁迫下土壤理化性质（pH、AP、AK）与微生物群落结构的关联性，为抗渍栽培策略提供了理论依据。

　　

气候变化导致的极端降雨事件频发，使农作物面临严重的渍水胁迫。芝麻（Sesamum indicumL.）作为重要的耐旱油料作物，对渍水极为敏感，可能导致减产30%-90%。尽管前人研究了渍水对作物生理的影响，但芝麻根际微生物群落的响应机制尚不明确。为此，张鹏宇等人发表在《BMC Microbiology》的研究，首次系统揭示了渍水胁迫下芝麻根际微生物群落的结构变化及其驱动因素。

研究采用16S rRNA和ITS扩增子测序技术（n=5），结合土壤理化性质分析（pH、OM、TN、AP、AK），对比了耐渍品种“武昌九根头”（WC）和敏感品种“遂平小籽黄”（SP）在开花期渍水72小时后的微生物群落差异。

结果如下：

1. 1.
   微生物组成与多样性：共获得44,820个细菌OTU和2,005个真菌OTU，分属33个细菌门和16个真菌门。渍水后细菌中变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）丰度增加，而放线菌门（Actinobacteriota）和酸杆菌门（Acidobacteriota）减少；真菌中子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）增加，被孢霉门（Mortierellomycota）和球囊菌门（Glomeromycota）减少。
   
2. 2.
   Alpha与Beta多样性：渍水显著降低了细菌和真菌的ACE、PD-tree和Shannon指数（p<0.05），PCoA分析显示渍水与对照组群落结构显著分离。
   
3. 3.
   生物标志物分析：LEfSe分析鉴定出82个细菌和66个真菌生物标志物。敏感品种SP在渍水后富集有益菌假单胞菌属（Pseudomonas），而耐渍品种WC富集芽孢杆菌属（Bacillus）和梭菌目（Clostridiales）。
   
4. 4.
   环境因子驱动：RDA分析表明土壤pH和有效磷（AP）是驱动微生物群落变化的关键因子（p<0.05），显著影响厚壁菌门和酸杆菌门的丰度。
   
5. 5.
   共现网络：渍水后细菌互作增强，真菌互作减弱。敏感品种SP的微生物网络以假单胞菌属为枢纽，耐渍品种WC则以多重细菌负相关互作为特征。
   

结论与意义：该研究明确了渍水胁迫通过改变土壤理化性质（如pH、AP）驱动微生物群落重组，敏感品种通过富集有益菌（如Pseudomonas）增强抗性。这一发现为通过调控根际微生态缓解渍水胁迫提供了理论依据，并为后续利用宏基因组等技术解析关键微生物功能奠定了基础。