根系形态特征与根系分泌物介导不同植物功能群对食草行为根际微生物群落的差异化响应

《Journal of Plant Ecology》：Divergent rearrangements of rhizosphere microbiomes to aboveground herbivory in Fibrous and Taproot Plants

　　

摘要

地上昆虫的食草行为可以改变地下生态过程、根系动态以及相应的根际微生物群落。尽管许多研究已经探讨了根际微生物对食草行为的响应，但具有不同根系结构和根系分泌物的植物家族之间的差异仍不甚清楚。在这里，我们研究了在机械损伤和Spodoptera litura取食处理下，菊科（纤维根植物）和茄科（直根植物）的根际微生物如何受到食草行为的影响。我们分析了根系形态特征、根际微生物群落和根系分泌物之间的关系。研究结果表明，根系形态特征决定了这两类植物之间不同的微生物响应模式：在处理后的第3天和第6天，菊科植物的微生物多样性、群落组成和网络复杂性随着食草强度的增加而下降，而在茄科植物中则有所增加。这两种植物的调节策略具有特异性：菊科植物主要通过特定的根系特征（如根长）来响应食草行为，而茄科植物则依赖于根系形态和槲皮素分泌的综合变化。槲皮素的空间时间动态表现也有所不同：在菊科植物中，槲皮素在处理第6天恢复到对照组水平；而在茄科植物中，即使在中度至高度食草条件下，槲皮素的水平仍受到抑制。我们的研究增强了人们对地上与地下相互作用的理解，并为通过根系特征和根系分泌物预测不同植物功能群中食草行为对根际群落影响提供了机制基础。

图形摘要

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