大叶藻根系分泌物介导的根际微生物组装配机制及其对海草床修复的生态意义

本研究通过宏基因组学与代谢组学联用技术，揭示大叶藻（Zostera marina）通过富含有机酸和酚类化合物的根系分泌物驱动根际微生物群落装配的机制，发现根际微生物在氮/硫循环（N/S cycling）等功能上呈现高度特化，为海草床退化生态系统的微生物组辅助修复（microbiome-assisted rehabilitation）提供理论依据。

　　

^研究亮点

^{研究地点与采样}

本研究于2024年4月在中国山东省荣成市天鹅湖（37°21′N, 122°34′E）海草床进行采样（图S1）。选取4个采样点采集具有完整根系的大叶藻（Z. marina），根际样品（RSA）取自根系表面附着土壤，对照沉积物（BSA）采自附近无海草区域。

^土壤性质

根际（RSA）pH值（8.0 ± 0.2）略低于对照沉积物（BSA, 8.3 ± 0.1）（图1a，表S1）。RSA有机质含量（1.2% ± 0.3%）稍高于BSA（1.0% ± 0.2%）（图1b，表S1）。RSA中有效氮和有效钾含量显著更高，分别是对照的1.5倍和1.3倍（图1c-e，表S1）。RSA有效磷含量（14.5 ± 2.1 mg/kg）也显著高于BSA（10.2 ± 1.8 mg/kg）（图1f，表S1）。

^讨论

植物根际群落的功能调控主要受根系分泌代谢物组成的支配，这些化合物在微生物招募中起关键作用（Sasse et al., 2018; Bai et al., 2022）。研究证实这些化合物能吸引有益微生物并塑造根际微生物组装配，从而增强植物对环境胁迫的抵抗力（Zhong et al., 2022; Wang et al., 2024; Xun et al., 2024）。

^结论

本研究阐明了大叶藻根际微生物组装配的机制基础，揭示了宿主介导的分泌物信号在塑造根际微生物群落中的关键作用。研究表明大叶藻根际拥有能主动识别并利用其根系分泌物的特化微生物群落。这些发现的分泌物-微生物互作为微生物组工程提供了有前景的靶点，可助力退化海草生态系统的修复。