人工建立Hebeloma hiemale与蒙古栎共生关系对根际微生物组的影响机制研究

本研究针对人工建立的Hebeloma hiemale-蒙古栎（Quercus mongolica）外生菌根（ECM）共生体系如何调控根际微生物组这一科学问题，通过高通量测序技术揭示了ECM真菌接种显著改变细菌群落多样性（如降低Chao指数）并富集功能有益菌属（如Bacillus），同时重塑真菌群落结构（如抑制Fusarium病原菌）。该成果发表于《Scientific Reports》，为理解植物-微生物互作的多物种协同机制提供了新视角，对退化环境生态修复具有潜在应用价值。

　　

森林生态系统中，外生菌根（Ectomycorrhizae, ECM）真菌与宿主植物形成的共生关系被誉为"地下互联网"，但人工建立的ECM共生体系如何影响根际微生物组这一关键科学问题仍悬而未决。蒙古栎（Quercus mongolica）作为我国东北地区重要的生态经济树种，其与Hebeloma hiemale的共生机制研究不仅关乎森林生产力提升，更对重金属污染土壤修复具有战略意义。沈阳农业大学等单位的研究团队通过创新性实验设计，首次系统揭示了ECM真菌对根际微生物组结构与功能的调控规律，相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用温室控制实验，将蒙古栎幼苗分为对照组（CK）和两个H. hiemale接种组（Hh1: 10⁷孢子/mL，Hh2: 10⁸孢子/mL），150天后采集根际土壤样本。关键技术包括：（1）Illumina MiSeq PE300平台进行16S rDNA（细菌）和ITS rDNA（真菌）高通量测序；（2）PICRUSt2和FUNGuild功能预测分析；（3）基于Bray-Curtis距离算法的非度量多维标度（NMDS）群落结构解析。

微生物多样性分析
α多样性指数显示，Hh2组细菌Chao指数较CK组降低27.3%（P<0.01），表明ECM真菌显著压缩细菌生态位。有趣的是，真菌群落呈现"量增质变"特征：Chao指数上升但Shannon指数下降，暗示H. hiemale优先促进特定功能类群（如子囊菌门Ascomycota）的增殖。

细菌群落重构
Ternary plot分析发现Hh2组芽孢杆菌（Bacillus）相对丰度提升8.6倍，该菌株兼具磷溶解和生防功能。特别值得注意的是，固氮菌群Allorhizobium-Neorhizobium在ECM组显著富集（P<0.05），通过FAPROTAX预测其氮固定功能增强2.1倍，完美诠释了ECM真菌"氮获取助手"的角色。

真菌功能转化
FUNGuild预测显示Hh2组病原真菌（如镰刀菌Fusarium）丰度降低64%，而汞挥发菌Lecythophora增加3.2倍。这种"抑病促修复"的双重效应，可能与H. hiemale分泌的独脚金内酯类化合物相关。

跨域互作网络
Spearman相关性分析揭示Hebeloma与盘菌目（Peziza）存在显著正相关（r=0.82, P<0.001），二者可能协同抑制木霉菌（Trichoderma）等竞争性真菌，形成"ECM-益生菌"防御联盟。

该研究首次阐明人工ECM共生体系通过三重机制促进宿主适应：① 富集Bacillus等PGPR（植物根际促生菌）；② 激活细菌糖酵解途径（如glyoxylate循环上调）；③ 构建抑病型真菌群落。这些发现不仅为退化林地生态修复提供了理论依据，更开创了"ECM-微生物组"联合调控的新思路。未来研究可进一步解析H. hiemale分泌物的化感作用机制，推动其在重金属污染修复中的应用。