气孔特征与叶片微生物群落的多样性和组成具有相关性

《New Phytologist》：Stomatal traits covary with leaf mycobiome diversity and composition

植物通过叶部特征调控微生物群落的机制研究。采用黑杨双环境对比试验，分析6项叶部性状（气孔长度/密度、C/N比、叶厚/干重/比叶面积）与叶部真菌群落的关系，发现气孔较长的稀疏分布显著提升真菌多样性及物种相似性，环境因素起调节作用，揭示气孔性状可能作为植物-微生物互作的普遍调控机制。

　　

摘要

• 植物对其微生物组的控制范围是进化生物学和农业领域的一个核心问题。已知叶片特征会影响病原体的定殖和疾病的发展，但它们对那些主要非致病性真菌（这些真菌也定殖在植物叶片上）的影响仍是一个未解之谜。
• 我们使用模式树种Populus trichocarpa（黑杨）的互惠共园实验，研究了两种截然不同环境下的叶片特征与叶片真菌群落之间的关系。我们测量了六种叶片特征（气孔长度、气孔密度、碳氮比、叶片厚度、叶片干物质含量和比叶面积），并通过真菌标记基因测序技术，分析了在湿润和干旱共园中重复种植的57个树基因型的叶片真菌群落（共809棵树）。
• 一些叶片特征与叶片真菌群落存在共变关系，但其中一种关系尤为显著：叶片气孔较长且分布较稀疏的植物基因型，其叶片上寄生的真菌种类更为丰富且多样性更高，而叶片气孔较短且分布较密集的植物基因型则不然。
• 尽管这些关系受到植物来源地和生长环境的影响，但它们表明气孔特征可能是植物与叶片真菌群落相互影响的一种普遍机制。

数据可用性

与本研究相关的数据和代码已存档在Figshare平台（doi: 10.6084/m9.figshare.30338440）。测序数据则保存在国家生物技术信息中心的Sequence Read Archive数据库中（BioProject访问号：PRJNA896565）。