丛枝菌根真菌的生物强化作用能够改善长期施用生物固体的农田的土壤健康状况

《Applied Soil Ecology》：Arbuscular mycorrhizal fungi bioaugmentation improves soil health in long-term biosolids-amended farmland

绿霉病（GMD）对灵芝（*Ganoderma lucidum*）宿主微生物群的影响及机制研究。通过16S、ITS和18S扩增子测序，分析健康与患病灵芝的根际（bulk soil）、菌丝层（hyphosphere soil）和内菌丝体（endosphere）中细菌、真菌和原生生物群落结构及共现网络。结果显示：健康灵芝微生物群稳定性更高，患病时群落结构更复杂且受确定性过程主导。患病灵芝内原虫（Proleptomons ASV28和Colpoda ASV240）及细菌（Pseudomonas ASV2和ASV22）共现网络更复杂，可能通过拮抗作用或资源竞争影响病害进程。体外实验表明，灵芝多糖和三萜类提取物可促进病原菌（*Trichoderma ganodermatigerum*）生长，提示其可能参与病原侵染机制。研究为通过调控微生物群防控灵芝病害提供新思路。

　　该研究围绕灵芝（*Ganoderma lucidum*）绿霉病（Green Mold Disease, GMD）对灵芝微生物群落的影响展开，旨在揭示灵芝与其相关微生物之间的复杂关系，并探索利用微生物资源进行病害防控的可能性。灵芝作为一种重要的药用真菌，广泛应用于传统中医领域，其具有多种生物活性成分，如多糖和三萜类化合物，这些成分不仅对人类健康有益，还可能对病原微生物产生影响。然而，绿霉病是灵芝栽培过程中最常见的病害之一，严重威胁其产量和质量。因此，理解灵芝微生物群落的变化及其与病原菌之间的相互作用，对于提升灵芝的农业生产力和产品质量具有重要意义。

### 微生物群落的多样性与结构变化

研究发现，健康的灵芝与患病的灵芝在微生物群落的组成和结构上存在显著差异。通过16S、ITS和18S扩增子测序技术，研究人员对灵芝的三种主要环境（表层土壤、菌丝体周围土壤以及灵芝内部）中的细菌、真菌和原生生物进行了分析。结果显示，健康的灵芝在菌丝体周围土壤和内部环境中，其微生物群落的多样性与均匀度均高于患病的灵芝。这表明健康的灵芝具有更强的微生物群落稳定性，可能在抵御病原菌侵袭方面具有更好的适应能力。

在表层土壤中，患病灵芝的微生物群落表现出更高的复杂性，这可能与病原菌的引入以及病原菌对周围微生物的招募有关。例如，研究发现患病灵芝的微生物群落中，一些拮抗性细菌（如*Pseudomonas*的ASV2和ASV22）以及消费者原生生物（如*Proleptomons*的ASV28和*Colpoda*的ASV240）的丰度显著增加。这些微生物可能通过抑制病原菌的生长或消耗病原菌的营养资源，从而在一定程度上缓解灵芝的病情。然而，这种复杂的微生物群落变化也可能导致生态失衡，进一步影响灵芝的生长状态。

### 微生物群落的组装机制

研究还探讨了绿霉病对灵芝微生物群落组装过程的影响。通过中性社区模型（NCM）分析，发现健康的灵芝微生物群落更受随机过程的影响，而患病的灵芝微生物群落则更多受到确定性过程的驱动。这意味着，在健康的灵芝中，微生物的组成可能更多地由环境因素和随机事件决定，而在患病的灵芝中，微生物的分布和丰度可能更多地受到特定生态位和选择压力的影响。这种差异可能与病原菌的入侵和其对灵芝的胁迫有关，从而改变了微生物的群落结构和功能。

此外，研究还分析了微生物群落的稳定性，发现健康的灵芝微生物群落表现出更高的稳定性，而患病的灵芝微生物群落则更容易受到环境变化的影响。这种稳定性可能与微生物之间的相互作用有关，包括共生、竞争和捕食等关系。健康的灵芝可能通过维持微生物群落的平衡，提高自身的抗病能力，而患病的灵芝则可能因为微生物群落的失衡，导致病原菌的过度繁殖和侵袭。

### 微生物共现网络的复杂性

通过共现网络分析，研究进一步揭示了灵芝微生物群落之间的相互作用模式。健康的灵芝微生物群落表现出较为简单的共现网络结构，而患病的灵芝微生物群落则呈现出更高的复杂性。这种复杂性可能源于病原菌的引入以及其对微生物群落的扰动。共现网络分析显示，患病的灵芝微生物群落中，细菌、真菌和原生生物之间的相互作用更加频繁，且存在更多的负相关关系。这表明，在患病状态下，微生物之间的竞争关系增强，可能导致生态系统的不稳定。

同时，研究还发现，健康的灵芝微生物群落具有更高的模块性，这意味着其内部的微生物之间形成了较为稳定的相互作用模式，有助于维持生态平衡。而在患病的灵芝中，模块性降低，微生物之间的联系更加松散，可能反映出其对病原菌的响应机制更为复杂。这种变化可能为理解灵芝如何应对病原菌提供新的视角。

### 微生物群落的潜在功能

研究还通过实验验证了灵芝提取物对病原菌*Trichoderma*的影响。结果表明，灵芝的多糖和三萜类提取物能够促进*Trichoderma*的生长，尤其是在不同浓度和不同时间段内。这说明灵芝的某些成分可能被病原菌利用，作为其生长和繁殖的营养来源。这一发现不仅揭示了病原菌如何影响灵芝的生长环境，还可能为开发新的生物防治策略提供理论依据。

此外，研究还指出，健康的灵芝微生物群落中，某些核心微生物（如*Ganoderma*的ASV1和ASV2）的丰度显著高于患病的灵芝。这些核心微生物可能在维持灵芝健康方面发挥关键作用，例如通过抑制病原菌的生长或促进灵芝的生长。因此，识别和利用这些核心微生物，可能成为提升灵芝抗病能力的重要手段。

### 未来研究方向与应用前景

尽管本研究为理解灵芝微生物群落与绿霉病的关系提供了重要的数据支持，但仍有许多问题值得进一步探索。例如，不同环境因素如何影响灵芝微生物群落的组成和功能，以及如何通过调控微生物群落来实现对绿霉病的有效防控。此外，灵芝提取物在实际栽培环境中的应用效果仍需通过田间试验进行验证。

本研究的结果表明，灵芝的微生物群落不仅是其健康状态的重要指标，还可能成为病害防控的潜在资源。通过引入有益微生物或调控现有微生物群落的组成，可以有效抑制病原菌的生长，提高灵芝的产量和质量。这为灵芝的可持续栽培提供了新的思路，同时也为其他作物的微生物管理提供了借鉴。

总之，本研究通过多维度的分析方法，揭示了灵芝微生物群落与绿霉病之间的复杂关系，为理解微生物在宿主健康中的作用提供了新的视角。未来的研究应进一步探索微生物群落调控的具体机制，并将其应用于实际生产中，以实现更高效的病害防控和更高的农业生产力。