摩洛哥干旱地区一种野生植物的丛枝菌根真菌及其相关微生物组的系统发育聚类与生态相互作用

《Mycorrhiza》：Phylogenetic clustering and ecological interactions of arbuscular mycorrhizal fungi and their associated microbiome of a spontaneous plant across Moroccan drylands

　　本研究沿摩洛哥700公里样带调查荒漠生态系统根系与土壤中丛枝菌根真菌（AMF）多样性及互作。揭示AMF群落在土壤氮磷钾、降水及海岸距离梯度下的分布规律，并发现Septoglomus等物种作为网络枢纽，Rhizophagus等通用种促进跨界互作。创新生物信息学方法为干旱区AMF研究提供新工具。

　　

摘要

丛枝菌根真菌（AMF）在干旱生态系统中普遍存在，但它们在空间和生态梯度上的分布及群落结构在区域尺度上的研究仍不够充分。本文以本地野生植物Malva sylvestris L.为研究对象，探讨了干旱生态系统中AMF的分布模式、系统发育结构及其与根际微生物组的相互作用。采样工作沿着一条从大西洋海岸延伸至摩洛哥内陆的700公里样带进行，该区域主要为半干旱生态系统。通过对根部和土壤样本的LSU rDNA区域进行扩增子测序，发现AMF群落具有高度多样性，包含十个科，如Domikaceae、Diversisporaceae、Entrophosporaceae、Sclerocystaceae和Septoglomeraceae等，其中最常见的属为Dominikia、Entrophospora、Funneliformis和Rhizophagus。AMF的α多样性随土壤磷（P）和氮（N）含量的增加而降低，但随着土壤钾（K）、降水量以及距离海岸线的增加而升高。根际AMF群落的差异主要受距离海岸线、平均温度（MAT）和降水量的影响，而根部的AMF群落结构则主要受土壤磷、氮和碳含量的调控。根际AMF群落的组装过程主要受总氮（N）和总磷（P）的影响：总氮决定了局部AMF群落的结构（表现为正的最近类群指数），而土壤磷含量的变化则加剧了不同地点之间的群落更替（表现为正的β最近类群指数）。此外，网络拓扑结构与土壤磷和温度呈负相关，与降水量呈正相关。一些特化型的AMF类群，尤其是Septoglomus和Funneliformis，在根际真菌网络中起核心作用；而像Rhizophagus和Entrophospora这样的广布型菌株则促进了跨界的微生物关联，与Rhizobium、Sphingomonas和Caulobacter等菌类有较强的相互作用。总体而言，本研究加深了我们对干旱生态系统中AMF生态学的理解，并引入了一种创新的生物信息学方法，为探索菌根多样性和功能提供了新的途径。