蓝莓叶际微生物组的组织特异性核心群落及其在不同品种和年份间的稳定性研究

本研究针对蓝莓叶际微生物组的组成和功能认知空白，通过多组织、多品种、跨年度的宏条形码测序分析，揭示了蓝莓果实和叶片表面及内部组织的特异性微生物群落结构，发现植物品种是决定微生物组构成的首要因素，并鉴定出各组织的核心微生物群。该研究为开发靶向微生物组管理策略提供了理论基础，对提升蓝莓健康生产和果实品质具有重要意义。

　　

蓝莓作为全球重要的经济作物，其果实不仅富含营养，还在医药和化妆品领域具有广泛应用价值。然而，人们对蓝莓地上部分微生物群落的认识仍存在显著空白。这些微生物不仅影响果实品质（如口感、质地和保质期），还在果实衰老和采后贮藏过程中发挥关键作用。特别是在气候变化背景下，了解年度气候波动如何影响蓝莓微生物组对开发稳定的生物防治策略至关重要。

意大利Edmund Mach基金会（Fondazione Edmund Mach）的研究团队在《BMC Plant Biology》发表的研究中，通过对10个蓝莓品种的叶片、果实表面和果肉进行为期两年的采样，采用ITS和16S rRNA基因测序技术，系统分析了真菌和细菌群落的组成特征。研究发现不同组织具有独特的微生物群落，植物品种是决定微生物组构成的首要因素，并鉴定出各组织的核心微生物群，这些核心类群在每个植物的微生物组中占据主导地位。

研究采用了宏条形码（Metabarcoding）技术对ITS1和16S rRNA V3-V4区进行测序，使用MICCA流程进行生物信息学分析，通过DESeq2进行差异丰度分析，并运用SPRING方法构建微生物共现网络。样本来自同一实验田的10个蓝莓品种，连续两年采集叶片、果实表面和果肉组织。

研究结果部分：

1. 分类学特征揭示附生和内生生态位的组成差异
   研究发现蓝莓不同组织具有独特的微生物群落结构。真菌以子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）为主，其中果实内部以担子菌为主，而叶表和果表则以子囊菌为主。细菌则以变形菌门（Proteobacteria）占优势，其次是放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）。

2. α多样性显示细菌和真菌在不同植物生态位中的对比模式
   果实内部的微生物丰富度显著低于叶表和果表。有趣的是，叶片表面的真菌多样性高于果实表面，而细菌多样性则呈现相反趋势，表明真菌和细菌群落可能受到不同生态因子的调控。

3. β多样性显示植物组织和基因型对微生物群落的显著影响
   组织类型是决定微生物组成的最主要因素，其次是植物品种，而年度气候波动的影响相对较小。内生群落与附生群落差异显著，但叶表和果表群落较为相似。

4. 普遍存在的类群在所有组织的微生物组读段中占很大比例
   研究发现每个组织的微生物组主要由少数广泛分布的类群主导。在属水平上，超过90%的样本中存在的类群占据了微生物组的主要部分，这种现象在真菌中尤为明显。

5. 微生物群落在不同植物品种和组织间共享一组核心微生物类群
   研究定义了组织特异性核心微生物组，发现各组织的核心微生物组在两年间保持超过50%的相似性。核心微生物中既包括普遍存在的类群（如真菌中的Davidiella和Botrytis，细菌中的Massilia和Methylobacterium），也包括组织特异性类群。

6. 共现网络识别真菌和细菌类群间的负相关关系
   网络分析发现细菌和真菌群落形成两个相对独立的子网络。大多数正相关发生在同一界内（细菌-细菌或真菌-真菌），而负相关主要发生在跨界之间（细菌-真菌）。

研究结论部分：
该研究首次系统描绘了蓝莓地上部分微生物组的组成特征，揭示了植物品种在塑造微生物群落中的主导作用。鉴定出的核心微生物群为开发靶向微生物管理策略提供了重要靶点，其中既包含已知的植物病原菌（如Botrytis cinerea），也包含具有生物防治潜力的类群（如Cryptococcus和Aureobasidium）。跨年度的稳定性分析表明，核心微生物组在多年生植物中保持相对稳定，这对开发长效的生物防治方案具有重要意义。研究建立的微生物共现网络为理解跨界微生物互作提供了新视角，其中发现的负相关关系可能反映了养分竞争等生态过程。这些发现不仅对提升蓝莓栽培管理具有直接应用价值，也为理解多年生植物与微生物的长期共生关系提供了理论框架。