贵州自然再生闽楠幼苗根际土壤与根系丛枝菌根真菌群落组成及驱动因子研究

这篇研究通过Illumina MiSeq测序技术，首次系统揭示了贵州自然再生闽楠（Phoebe bournei）幼苗根际土壤与根系中丛枝菌根真菌（AMF）的群落结构特征，发现Glomus为优势属，且土壤总磷（TP）、总氮（TN）是驱动AMF群落变异的关键因子。研究为亚热带森林生态修复及菌根化育苗提供了理论依据，凸显了AMF在维持植物生长与生态系统稳定性中的核心作用。

　　

摘要

丛枝菌根真菌（AMF）在亚热带森林生态系统中具有促进植物生长、维持生物多样性的关键作用。本研究聚焦中国特有树种闽楠（Phoebe bournei）幼苗，通过高通量测序分析其根际土壤与根系中AMF的群落组成，发现Glomeromycota门下的4目7科9属共305个OTUs，其中Glomus相对丰度最高（86.74%）。土壤性质（如TP、TN）对AMF群落结构的解释度显著高于地理变量，揭示了AMF与宿主协同适应环境胁迫的机制。

引言

AMF（Glomeromycota）通过与植物根系形成共生体，增强宿主养分吸收（如磷、氮）及抗逆性。闽楠作为亚热带常绿阔叶林的关键种，其幼苗再生依赖AMF的共生支持，但自然群落中AMF的多样性驱动机制尚不明确。研究选取贵州7个自然群落，结合土壤理化分析与分子生态学手段，解析AMF群落的生态功能。

结果

根际土壤性质
采样点土壤呈酸性（pH 4.53–6.14），石阡（SQ）的TP、TN、速效磷（AP）含量最高，而榕江（RJ）最低，显示显著的空间异质性。

AMF群落特征
根系与根际土壤共享210个OTUs，但根际网络复杂度更高（93节点vs 82节点），负相关性更强（22.63% vs 13.68%）。Glomus在两类样本中均占主导，而Scutellospora和Sclerocystis仅存于根际土壤。

环境驱动分析
VPA表明土壤属性解释根系AMF变异的31.85%，显著高于地理变量（14.88%）。RDA进一步确认TP（F=5.2, P<0.05）和TN（F=5.1, P<0.05）是核心驱动因子。

讨论

生态适应性
Glomus的广适性使其在多种生态系统中占优，而Acaulospora和Archaeospora对低磷土壤的适应性提示其在菌剂开发中的潜力。

环境调控机制
“碳权衡模型”解释了高磷土壤中AMF多样性下降的现象：宿主碳分配减少导致AMF间竞争加剧。此外，海拔升高显著降低根际AMF丰富度，但Gigaspora和Archaeospora表现出高海拔适应性。

材料与方法

研究采用巢式PCR扩增AMF的18S rRNA基因（引物AML1/AML2→AMV4.5NF/AMDGR），通过MiSeq平台测序。数据分析涵盖α多样性指数（Chao1、Shannon）、PCoA及共现网络构建（Gephi）。

结论

本研究阐明了土壤TP、TN对闽楠-AMF共生系统的调控作用，为亚热带森林恢复及菌根化育苗提供了物种资源与理论支撑。未来可针对性筛选高效AMF菌株，优化闽楠人工林培育策略。