摘要
杂交水稻的产量高于常规水稻，但根际微生物组在此产量优势中的作用尚不明确。我们开展了一项单点田间试验，将三个杂交水稻品种与一个常规品种进行对比。我们检验了杂交水稻品种是否与不同的根际微生物联合体相关联，以及这些联合体是否与土壤养分有效性和产量相关。结果表明，杂交品种产量显著高于常规品种。在抽穗期和成熟期分别采集根际土壤样品。我们整合了16S rRNA和宏基因组测序、土壤理化性质及酶活性分析以及结构方程模型，以探索水稻基因型、微生物群落、养分有效性与产量之间的关联。杂交水稻表现出更高的产量和千粒重（甬优1540：69.76 g/株，26.85 g）。基因型相关的微生物组差异在抽穗期最为显著：杂交稻富集Pseudomonadota（假单胞菌门）和Chloroflexota（绿弯菌门），但贫化Acidobacteriota（酸杆菌门）；属水平的Geobacter（地杆菌）、Anaeromyxobacter（厌氧弯杆菌）和Burkholderiaceae（伯克霍尔德氏菌科）富集。杂交稻根际土壤具有更高的速效磷和钾含量（粳优165：抽穗期磷+62.8%、钾+24.7%；成熟期磷+18.4%、钾+350.8%）。宏基因组分析揭示了与固氮、铁载体生物合成和硫循环途径相关的基因丰度更高。固氮基因丰度与碱解氮相关（r = 0.66），铁载体生物合成与速效磷相关（r = 0.73），硫酸盐还原与速效钾相关（r = 0.61）。酶活性呈现基因型和生育时期依赖的模式。结构方程模型支持了一条顺序关联路径：基因型 → 微生物群落（β = 0.58）→ 土壤养分综合指标（β = 0.52）→ 籽粒产量（β = 0.44）。基因型通过微生物组和养分对产量的间接效应显著（β = 0.13），而直接效应不显著。所检测杂交品种中观察到的产量优势伴随着品种相关的根际微生物组差异，这些差异与关键生长阶段的养分生物有效性增强相关。这些相关性发现提示了一条潜在的地下生态路径，将品种身份、根际微生物组功能潜力、养分有效性与产量联系起来；然而，它们并不能证明微生物组在杂交水稻产量优势中起因果作用。鉴于单点、单年试验设计且仅使用一个常规对照品种，这些结果应视为初步结果，需要在更广泛的基因型组合和环境条件下进行验证。需要实验验证来检验所假设的微生物关联。
