油茶基因型差异通过根系微生物组与代谢物调控土壤有效磷的机制研究

《Rhizosphere》：Genotypic differences in root-associated microbiomes and metabolites regulate soil available phosphorus in Camellia oleifera

本研究揭示了油茶（Camellia oleifera）磷高效（CL40）与磷低效（CL3）品种通过根系微生物组（如放线菌门Actinobacteriota、球囊菌门Glomeromycota）和代谢物（如新地奥司明、烟酸）的协同作用调控土壤有效磷（AP）的分子机制，为微生物组驱动的土壤磷管理提供了新视角。

　　

^Highlight

本研究通过非靶向代谢组学（LC-MS）和高通量测序技术，揭示了油茶磷高效品种CL40和磷低效品种CL3在根系和根际土壤中代谢谱和微生物群落的差异。整合代谢组与微生物组分析，为解析磷利用效率变异的机制提供了新见解。

^Discussion

磷（P）是作物生长和产量的必需元素。本研究发现，CL40通过富集功能有益微生物类群（如放线菌门Actinobacteriota、球囊菌门Glomeromycota和酸热菌属Acidothermus）并积累与脂质代谢、有机酸和抗氧化剂相关的代谢物（如新地奥司明、烟酸、三乙酸），这些代谢物与微生物丰度呈正相关，并提高了土壤有效磷（AP）。相比之下，CL3表现出更高的微生物α多样性，并上调了与胁迫相关的黄酮类和查尔酮，表明其采取了防御而非营养获取的策略。土壤pH值与微生物群落组成、代谢谱和AP水平显著相关，强调了其作为关键环境驱动因素的作用。

^Conclusion

高磷利用效率品种（CL40）和低磷利用效率品种（CL3）在集约化栽培下采用不同的代谢策略来缓解磷（P）缺乏的影响。CL40通过选择性富集功能微生物群落（包括放线菌门Actinobacteriota、球囊菌门Glomeromycota和酸热菌属Acidothermus），同时调节根际代谢物以适应低磷环境。这些代谢物主要与脂质代谢和有机酸有关，有助于提高磷的有效性。