德国不同气候区欧洲白蜡树叶片细菌微生物组核心群落及其环境调控因素分析

《Environmental Microbiome》：The core taxa connectivity in leaf microbiomes in ash trees stands is modulated by host-related and environmental factors

　　

摘要

背景

森林覆盖着陆地表面的大面积区域，在气候调节和生物多样性保护中发挥着关键作用。树木相关微生物群落是森林生态系统的组成部分，对植物功能、胁迫耐受性以及与环境的相互作用具有重要贡献。然而，在大的环境梯度下，塑造森林树木叶圈微生物组群落的因素仍研究不足。在此，我们调查了德国不同气候区的Fraxinus excelsior（欧洲白蜡树）的叶片细菌微生物组，以识别其核心微生物组，并确定在大的环境梯度下环境因素和宿主相关因素对塑造森林树木叶圈微生物组群落的相对重要性。因此，在德国各地的12个采样点各采样30棵白蜡树，评估其叶片微生物组、叶片理化性质及一系列生境参数。

结果

共检测到755个属。仅Hymenobacter、Massilia和Sphingomonas三个属在所有采样点中占主导地位。地理位置、降水量、树龄以及叶片和土壤化学参数是显著因素，解释了不同采样点微生物组群落结构间22.1%的变异。确定了七个属作为F. excelsior的核心叶片微生物组。每个采样点评估的核心微生物组通常更多样，且在不同采样点之间存在差异。按采样点划分的复杂共存网络及其确定的六个核心细菌类群证明了它们对当地核心微生物组的重要性。然而，不同采样点之间的网络复杂度存在显著差异。

结论

我们的研究结果清楚地表明，在所有采样点均存在白蜡树叶片核心微生物组，但在不同采样点中与微生物组其他成员的互联方式各异。网络分析显示，不太频繁的属作为核心类群发挥重要作用。此外，我们还能证明生物和非生物因素对白蜡树叶圈微生物组的调节作用。优化核心微生物组对于未来提高植物对植物病害（如白蜡树枯萎病）的耐受性可能至关重要。