毛竹入侵通过改变土壤微生物群落介导的公共卫生风险升高机制研究

本研究针对毛竹入侵如何通过改变土壤微生物群落结构影响抗生素抗性基因(ARGs)和毒力因子(VFs)分布这一科学问题，通过24个样地的梯度调查结合结构方程模型分析，发现毛竹入侵增强微生物群落组装的决定性过程，显著提升ARGs/VFs丰度，其中真菌群落是更可靠的生物指示器。研究成果为入侵植物-微生物互作机制提供新见解，对评估生态安全与公共卫生风险具有重要价值。

　　

随着全球气候变化和人类活动加剧，植物入侵已成为威胁生态系统健康的重要驱动力。毛竹(Phyllostachys edulis)作为东亚地区典型的入侵物种，其通过地下根茎网络快速扩张的特性，已对亚热带森林生态系统造成显著影响。尽管前人研究多关注毛竹入侵对植被结构和土壤养分循环的影响，但其对土壤微生物群落功能特征，特别是与公共卫生密切相关的抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes, ARGs)和毒力因子(Virulence Factors, VFs)的潜在影响仍属未知领域。这一问题具有双重重要性：一方面，ARGs/VFs可能通过食物链（如竹笋食用）威胁人类健康；另一方面，微生物群落的改变可能反馈影响入侵进程。

广东省科学院生态环境与土壤研究所的研究团队在《Environmental Research》发表的研究，首次系统揭示了毛竹入侵通过土壤理化性质改变→微生物群落重组→ARGs/VFs富集的级联效应。研究团队在广东肇庆和韶关的24个样地设置非入侵(S0)、半入侵(S1)、全入侵(S2)梯度，结合控制实验（砍伐恢复实验），采用高通量测序、随机森林建模、共现网络分析等技术，解析了入侵梯度下微生物群落组装机制与功能基因变化规律。

主要技术方法
研究采集城乡梯度下不同入侵程度土壤样本，通过16S rRNA和ITS测序分析细菌/真菌群落；采用qPCR定量ARGs/VFs；使用随机森林识别关键生物标志物；通过结构方程模型(SEM)解析环境-微生物-ARGs/VFs的因果关系；利用分子生态网络分析微生物互作关系。

研究结果

Impact of moso bamboo invasion on soil microbial communities in forest ecosystems
PCoA分析显示，全入侵(S2)土壤微生物群落显著区别于非入侵状态(R=0.64-0.78, p<0.001)，细菌α多样性降低42%（图S2a），而真菌群落表现出更强的入侵阶段指示性（随机森林AUC=0.91）。

Microbial community structure and networks under moso bamboo invasion
共现网络分析揭示，入侵导致微生物网络复杂度下降35%，但关键菌群（如放线菌门Actinobacteria）与ARGs/VFs携带者的连接度增加2.3倍。农村样地因本底值较高呈现异常趋势。

Conclusions
研究证实毛竹入侵通过降低土壤pH（ΔpH=0.8）和提升有机质（+28%）驱动确定性群落组装，促进ARGs/VFs富集（最高达5.7倍）。SEM模型显示，土壤性质变化解释微生物群落变异的61%，进而影响ARGs分布（路径系数β=0.53）。值得注意的是，恢复实验使ARGs丰度降低39%，证实生态干预的有效性。

讨论与意义
该研究创新性地将植物入侵生态学与公共卫生风险关联，揭示毛竹扩张可能通过"土壤-微生物-ARGs"通路成为隐性健康威胁源。发现真菌群落比细菌更适合作为入侵监测指标，为生物预警提供新思路。提出的恢复措施（如砍伐后补植乡土树种）具有实践指导价值，为协调生态安全与公共健康管理提供科学依据。后续研究可深入解析ARGs/VFs在"土壤-植物-人类"系统中的传输机制。