盐生植物沿盐度梯度的物种特异性根际盐度分化与非线性微生物网络重组

《Plant and Soil》：Species-specific rhizosphere salinity differentiation and nonlinear microbial network reorganization along salinity gradients in halophytes

　　

摘要

目的

土壤盐分强烈制约干旱地区的植物和微生物群落，然而根际盐分分化如何与植物耐盐策略和微生物重组相关联仍不清楚。

方法

我们沿着中国西北干旱区的自然盐度梯度，研究了八个本土植物物种（包括六个分布于多个盐度水平的盐生植物）。利用理化指标测定、细菌16S rRNA基因和真菌ITS扩增子测序、阈值指示类群分析（TITAN）、共现网络分析、边际PERMANOVA、变异分解以及基于FAPROTAX和FUNGuild的功能推断方法，对成对的根际土和 bulk 土壤进行了分析。

结果

根际盐分分化表现出强烈的物种依赖性，可分为三种表型：晚期转变型、早期转变型和持续避盐型。背景电导率（EC）与根际土和 bulk 土壤中的细菌和真菌群落组成均显著相关，而植物物种身份仅在根际群落中显示出显著的独立关联。随着盐度升高，相对耐盐性较差的类群被耐盐类群所替代，同时发生宿主依赖性的微生物重组。预测的细菌功能潜力和真菌生态类群在不同宿主物种和盐度水平之间发生了重新分配，而非均匀下降。微生物网络拓扑结构也发生了非线性的重组。

结论

根际盐分表型与微生物重组密切相关。背景盐分在根际土和 bulk 土壤中均施加了环境过滤作用，而宿主相关过程则贡献了额外的根际特异性信号。这些发现推进了对植物–微生物盐渍化响应的理解，并为干旱盐碱地的生态管理提供了依据。