热胁迫与土壤温度梯度对番茄根系真菌群落构建的影响及其生态适应性研究

这篇综述通过TGRooZ（Temperature Gradient Root Zone）系统模拟自然土壤温度梯度，揭示了高温胁迫下番茄根系真菌群落的差异化组装机制。研究发现根际（rhizosphere）与根表（root-associated）真菌群落呈现显著分区：根际保持较高多样性，而根表富集了耐热特化类群（如Olpidiomycota）。研究强调传统均一温度实验（36HT）会扭曲微生物群落结构，提出温度梯度系统（36TGRooZ）能更真实反映田间条件，为作物耐热微生物组育种提供新思路。

　　

热胁迫与土壤温度梯度塑造根系真菌群落

1 引言

气候变暖导致极端高温事件频发，威胁作物产量与粮食安全。植物通过遗传机制与微生物组互作（如根际微生物组rhizosphere microbiome）协同应对高温。传统研究多采用均一温度处理（如36HT），但自然土壤存在温度梯度（表层36°C至深层24°C）。TGRooZ系统首次模拟该梯度，揭示根系真菌群落对热胁迫的响应更接近田间实际。

2 材料与方法

番茄"Moneymaker"种植于梯度温度装置（36TGRooZ），设置三组处理：均一24°C（24HT）、均一36°C（36HT）和梯度36°C/24°C（36TGRooZ）。通过ITS1测序分析根际与根表真菌群落，采用DADA2流程和Qiime2平台进行生物信息学分析，结合ANCOM与ALDEx2方法鉴定差异类群。

3 结果

3.1 分类学特征

根际以_Ascomycota（子囊菌门）为主，而根表在24HT和36TGRooZ下富集_{Olpidiomycota}（油壶菌门）。均一高温（36HT）导致根表真菌组成趋同于根际，表明温度梯度对群落分选至关重要。

3.2 多样性分析

根际Shannon指数在24HT下最高（7.6），而36TGRooZ根表多样性显著降低（2.95）。PCoA分析显示温度梯度使根表群落独立聚类，与均一高温组分离。

3.3 差异类群

36TGRooZ根表特异性富集耐热真菌如_{Cladosporium sphaerospermum}（产赤霉素）和_{Metacordyceps chlamydosporia}（线虫生防菌），而病原菌_Alternaria（链格孢属）丰度降低。

4 讨论

土壤温度梯度通过双重机制调控真菌群落：1）直接筛选耐热类群（如_{Mortierellomycota}）；2）介导地上部-根系信号传导（依赖HY5-auxin通路）。TGRooZ系统克服了传统均一加热的局限性，为解析植物-微生物互作提供了生态真实性的研究框架。未来需验证这些真菌是否通过分泌应激代谢物（如CERs）或激活免疫通路（如SA/JA）增强宿主耐热性。