干旱-复水循环中构树根系有机酸分泌调控根际菌群动态的机制与生态适应意义

来自中国多地域的研究团队针对构树(Broussonetia papyrifera)在干旱-复水过程中根系有机酸分泌与根际微生物互作机制这一空白，通过控制土壤田间持水量梯度（75%、50-60%、25-35%），量化了干旱不同阶段及复水后根系有机酸（如苹果酸、乙酸、草酸）分泌动态、土壤养分与细菌群落结构变化。研究发现干旱胁迫显著提升有机酸分泌率并改变菌群组成，复水后分泌率呈先降后升趋势，微生物部分恢复但群落稳定性未完全逆转。该研究揭示了植物通过磷转化介导的有机酸分泌调控微生物群落以增强抗旱性的新机制，对生态恢复具有重要理论价值。

　　

根系分泌物（特别是有机酸）在植物-微生物互作和植物抗旱性中扮演关键角色。然而，关于构树（Broussonetia papyrifera）在干旱-复水循环中根系有机酸分泌的调控及其与根际细菌的复杂互作机制此前尚未明确。研究团队选取中国三个产地（贵州、河南、山东）的构树，在三种干旱强度（土壤田间持水量超过75%、50-60%、25-35%）下进行实验，于干旱开始后第7、14、28天及复水后第7、14天定量分析了根系有机酸分泌、土壤养分和根际细菌群落组成。结果表明：干旱促使总有机酸分泌速率上升，其中苹果酸（malic acid）、乙酸（acetic acid）和草酸（oxalic acid）显著增加，同时根际细菌群落结构发生转变，网络稳定性降低。复水7天后有机酸分泌速率下降，但14天后再度上升，且多数干旱期间减少的微生物物种与互作关系呈现恢复迹象。然而，群落结构和网络稳定性未能完全回归干旱前状态。根际微生物组通过植物介导的根系分泌物调整（尤其是草酸和乙酸）响应干旱胁迫，这一过程与土壤磷（P）转化密切相关。本研究强调植物通过增加有机酸分泌及响应根际微生物组变化以提升抗旱能力，且干旱对根系分泌物和微生物群落的短期影响具有不可逆性。