施肥与嫁接组合调控桑树根际微生物组及根系代谢物的协同效应研究

本研究通过将三种桑树接穗(WHQ/DLS/YS)嫁接到Guiyou62砧木上，系统揭示了施肥与嫁接组合对桑树生长、土壤微生物群落(16S rRNA测序)及根系代谢组(非靶向代谢组学)的协同调控机制。发现施肥虽提高生物量但降低微生物多样性，同时显著上调L-脯氨酸(L-proline)、亚叶酸(Folinic acid)等关键代谢物，为优化桑树栽培提供了新见解。

　　

Highlight

本研究揭示了施肥与不同嫁接组合对桑树根系代谢和微生物群落的协同调控作用。施肥显著提高了生物量产量，但导致微生物多样性下降，特别是在根际区域。优势细菌属如鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和根瘤菌属(Rhizorhapis)在施肥条件下丰度增加，而真菌群落受影响较小。

Discussion

本研究提供了全面证据，表明施肥和砧穗组合通过协同作用调控桑树生长、土壤养分动态、根系代谢谱和根际微生物群落。值得注意的是，施肥显著提高了生物量产量，但以微生物多样性下降为代价。嫁接在同一砧木上的3种不同接穗引发了独特的代谢和微生物响应模式，表明接穗基因型对地下互作具有重要调控作用。

Conclusion

我们的结果表明，嫁接和施肥通过调控根系代谢和微生物组结构的交互作用共同影响桑树生长表现。接穗特异性调控根系分泌物和微生物招募的发现，为设计具有优化养分获取和抗逆性的嫁接系统提供了新思路。未来研究应通过微生物接种实验和代谢组-表型关联分析，验证关键代谢物(如葫芦巴碱)和微生物(如蛭弧菌属Bdellovibrio)的功能作用。