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为探究土壤 pH 胁迫对蓝莓根系微生物组结构及互作的影响，研究人员分析不同 pH 条件下其组成、组装过程及网络特征。发现 pH 影响菌群落结构，随机过程主导组装，低 / 高 pH 下根际网络复杂性高但稳定性低，鉴定出 24/29 个关键类群，为利用关键微生物增强植物抗性奠定基础。
蓝莓作为广受喜爱的浆果，其生长对土壤环境尤其是 pH 值极为敏感。在自然和农业生产中，土壤酸化或碱化问题普遍存在，而蓝莓适宜生长的 pH 范围狭窄（4.0–5.5），超出这一范围会导致植株生长受阻、产量和品质下降。尽管根系微生物组被认为是植物应对环境胁迫的 “第二基因组”，但土壤 pH 胁迫如何影响蓝莓根系相关微生物的组成、互作网络及稳定性，长期以来并不明确。揭示这些机制，对于通过调控微生物组提升蓝莓抗逆性具有重要意义。
为此，来自南京溧水的研究团队开展了相关研究，旨在解析土壤 pH 胁迫下蓝莓根系微生物组的变化规律。研究成果发表在《Applied Soil Ecology》，为理解非生物胁迫下植物 - 微生物互作提供了新视角。
研究采用温室盆栽实验，以两年生兔眼蓝莓 “Brightwell” 为材料，设置不同土壤 pH 处理，采集根际和内生微生物样本。主要技术方法包括：通过高通量测序分析细菌和真菌群落组成，利用零模型分析群落组装过程中的随机与确定性过程贡献，构建跨界共现网络（co-occurrence network）分析微生物互作关系，并通过网络拓扑特征评估稳定性，最后结合关键类群（keystone taxa）鉴定筛选潜在功能微生物。
生长表型与微生物群落结构对土壤 pH 的响应
研究发现，低 pH 和高 pH 条件均显著抑制蓝莓生长，表现为根、茎、叶生物量减少，茎粗和冠幅缩小，叶片形态异常且叶绿素含量降低。相关性分析表明，这些生长指标与微生物群落组成密切相关，暗示根系微生物组在逆境适应中起关键作用。
根系微生物组的群落结构与 pH 的关联
土壤 pH 是驱动微生物群落结构变化的关键因子。在细菌群落中，变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）为优势类群，其相对丰度随 pH 变化显著波动；真菌群落中，子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）占主导，其中 Ericoid mycorrhiza（ErM）真菌所属的柔膜菌目（Helotiales）在适宜 pH 条件下的根内生菌中丰度更高，表明其对蓝莓根系的共生功能可能依赖于酸性环境。
群落组装过程中的随机与确定性机制
零模型分析显示，不同 pH 条件下细菌和真菌群落组装均以随机过程（stochastic processes）为主导，尤其是真菌群落受随机漂移（stochastic drift）影响更大。这意味着在 pH 胁迫下，微生物群落的构建更多受偶然因素（如扩散限制、生态漂变）驱动，而非环境选择的确定性过程。
跨界共现网络的复杂性与稳定性
共现网络分析表明，与适宜 pH 条件相比，低 pH 和高 pH 胁迫下根际网络的节点数、边数和平均度更高，显示微生物互作复杂性增强，但模块化（modularity）降低且正相关性比例上升，导致网络稳定性下降。这可能是因为胁迫条件下微生物为争夺有限资源而竞争加剧，正反馈环路增多，削弱了群落抵抗扰动的能力。
关键类群的鉴定与功能预测
研究在根际和内生菌中分别鉴定出 24 个和 29 个关键类群，包括 ErM 真菌、芽孢杆菌（Bacillus）、链霉菌（Streptomyces）等。这些类群在网络中具有高连接度，可能通过调控营养循环、拮抗病原菌或增强宿主抗逆性发挥核心作用。例如，ErM 真菌可通过改善养分吸收帮助蓝莓适应酸性土壤，而芽孢杆菌属细菌则可能通过分泌植物激素促进生长。
研究结论与意义
本研究系统揭示了土壤 pH 胁迫通过重塑群落组成和增强跨界网络复杂性影响蓝莓根系微生物组，但伴随网络稳定性下降的双重效应。首次明确了随机过程在胁迫条件下微生物群落组装中的主导作用，并筛选出一批潜在的关键功能类群。这些发现不仅深化了对非生物胁迫下植物 - 微生物互作机制的理解，也为通过靶向调控关键微生物（如 ErM 真菌和促生细菌）优化蓝莓根系微生态、提升抗逆性提供了理论依据和实践方向。未来研究可进一步探索关键类群的功能机制及其在田间条件下的应用潜力，推动微生物菌剂在蓝莓可持续生产中的开发与利用。
