AMF（抗霉菌真菌）对甘薯植株生长表现及根际微生态的影响取决于土壤中钾元素的可用性：存在共性策略也存在差异性策略

《Plant and Soil》：AMF modulation of sweet potato plant performance and rhizosphere microecology depends on soil potassium availability: shared and differential strategies

　　甜薯钾营养与丛枝菌根真菌互作机制研究整合植物生长、营养吸收、根际代谢组学和细菌群落分析，揭示土壤钾水平与AMF对甜薯生长及根际微生态的调控作用：低钾时AMF增强根系生长和钾吸收，富集Haliangium等有益菌；高钾时AMF优化磷吸收并调节根际分泌物。AMF通过代谢重编程和微生物群落调控实现土壤钾依赖性适应性，为联合接种与钾管理提供理论依据。

　　

摘要

背景

甘薯是一种喜钾作物，其钾（K）营养主要依赖于丛枝菌根真菌（AMF）的共生关系。然而，土壤钾的有效性以及AMF接种对甘薯植株生长和根际微生态的相互作用机制尚不清楚。

方法

我们综合研究了植株生长、养分吸收、根系分泌物代谢组学以及细菌群落分析，以阐明土壤钾和AMF的调控作用，并在不同钾含量条件下识别出它们共同的和差异性的作用机制。

结果

土壤钾的有效性主导了根际微生态的重组，促进了Chloroflexi、Methylomirabilota、Desulfobacterota、Latescibacterota、Nitrospirota、MBNT15和NB1j等菌群的富集，这些菌群参与了碳、氮和硫的循环过程。同时，这些菌群还上调了信号传导途径及初级和次级代谢途径，从而增强了根系生长和防御能力。AMF则精细调节了根际微生态，并在改善甘薯的根系生长及氮、磷、钾吸收方面发挥了核心作用。在低钾土壤中，AMF主要促进了根系生长和养分吸收（尤其是钾的吸收），帮助植物适应低钾环境，并丰富了有益微生物（如Haliangium）的数量；而在高钾土壤中，AMF进一步促进了整个植株的生长和养分吸收（尤其是磷的吸收），同时通过调节根系分泌物来优化资源分配。在两种钾含量条件下，AMF均持续激活了生长素合成，并通过根系分泌物（如吲哚-2-羧酸、L-阿拉伯糖醇、生长素）丰富了Planctomycetota菌群，进而促进了根系生长和养分吸收。

结论

AMF介导的适应性表现出了对土壤钾含量的依赖性：在低钾土壤中表现为抗逆适应，在高钾土壤中则表现为生长优化。通过整合养分吸收、代谢重组和微生物富集的作用，AMF提高了甘薯的适应性和生长表现，为AMF接种与针对性钾管理相结合提供了理论依据。

背景

甘薯是一种喜钾作物，其钾（K）营养主要依赖于丛枝菌根真菌（AMF）的共生关系。然而，土壤钾的有效性以及AMF接种对甘薯植株生长和根际微生态的相互作用机制仍不清楚。

方法

我们综合研究了植株生长、养分吸收、根系分泌物代谢组学以及细菌群落分析，以阐明土壤钾和AMF的调控作用，并在不同钾含量条件下识别出它们共同的和差异性的作用机制。

结果

土壤钾的有效性主导了根际微生态的重组，促进了Chloroflexi、Methylomirabilota、Desulfobacterota、Latescibacterota、Nitrospirota、MBNT15和NB1j等菌群的富集，这些菌群参与了碳、氮和硫的循环过程。同时，这些菌群还上调了信号传导途径及初级和次级代谢途径，从而增强了根系生长和防御能力。AMF则精细调节了根际微生态，并在改善甘薯的根系生长及氮、磷、钾吸收方面发挥了核心作用。在低钾土壤中，AMF主要促进了根系生长和养分吸收（尤其是钾的吸收），帮助植物适应低钾环境，并丰富了有益微生物（如Haliangium）的数量；而在高钾土壤中，AMF进一步促进了整个植株的生长和养分吸收（尤其是磷的吸收），同时通过调节根系分泌物来优化资源分配。在两种钾含量条件下，AMF均持续激活了生长素合成，并通过根系分泌物（如吲哚-2-羧酸、L-阿拉伯糖醇、生长素）丰富了Planctomycetota菌群，从而促进了根系生长和养分吸收。

结论

AMF介导的适应性表现出了对土壤钾含量的依赖性：在低钾土壤中表现为抗逆适应，在高钾土壤中则表现为生长优化。通过整合养分吸收、代谢重组和微生物富集的作用，AMF提高了甘薯的适应性和生长表现，为AMF接种与针对性钾管理相结合提供了理论依据。