野生与栽培水稻内生微生物群落的结构差异及其在可持续农业中的潜在应用

本研究通过宏基因组测序比较了中国特有野生稻（Oryza officinalis和O. meyeriana）与栽培稻叶片内生微生物的群落结构差异，发现野生稻具有更复杂的核心微生物组（如Dechloromonas、Listeria）和更高丰度的代谢通路（KEGG二级分类）。研究揭示了野生稻通过招募特定微生物（如固氮菌Bradyrhizobium）增强抗逆性的机制，为利用祖先种质资源改良作物提供了理论依据。

　　

微生物群落结构与多样性分析
通过α多样性指数（Shannon和Chao1）发现，野生稻O. granulata的微生物多样性显著高于栽培稻（P < 0.01）。在门水平上，Pseudomonadota（占比>60%）、Bacillota和Actinomycetota为优势菌群，其中栽培稻的Pseudomonadota丰度高达84.83%。LEfSe分析显示，Gammaproteobacteria在栽培稻中特异性富集（LDA=5.51），而O. officinalis以Bacilli（LDA=4.83）和Betaproteobacteria（LDA=4.58）为特征。

核心微生物组的生态功能
Venn分析鉴定出48个核心物种，包括Dechloromonas sp. H13（18.47%）和Salmonella enterica（13.64%）。值得注意的是，野生稻特有菌株如Ligilactobacillus salivarius（O. meyeriana，LDA=4.46）和Acinetobacter baumannii（O. officinalis，LDA=4.41）具有促生潜力。尽管检测到病原菌属（如Salmonella），但其可能以非活性状态存在，需通过培养实验进一步验证。

共现网络与功能预测
野生稻的微生物网络复杂度显著高于栽培稻，O. meyeriana网络包含401条边（栽培稻为288条），且正相关性占比更高。KEGG注释显示，野生稻次级代谢产物合成通路丰度是栽培稻的5倍，其中O. officinalis在能量代谢（ko00195）和氧化磷酸化（ko00190）通路上表现突出。随机森林模型鉴定出脂质代谢（O. meyeriana）和辅因子代谢（O. officinalis）为关键差异通路。

特殊菌群的生态意义
O. meyeriana叶片中检测到2.12%的Candidatus Bathyarchaeota，其木质素代谢能力可能与宿主高木质化脉管结构相关。Bradyrhizobium在O. meyeriana中丰度达5.94%，但其固氮功能需通过结瘤基因簇检测确认。

方法论局限与展望
研究受限于样本量（n=3/组）和环境干扰因素，未来需结合宏转录组验证KEGG预测通路。分离培养潜在功能菌株（如Acinetobacter和Streptomyces）将有助于开发微生物肥料，推动可持续农业发展。