长叶红砂叶际细菌和真菌群落对季节变化的响应特征

摘要

【背景】植物叶际(phyllosphere)定殖着丰富多样的微生物,叶际微生物通过发挥特定功能在逆境下生存,影响寄主植物的生理生态特性并受环境异质性的影响。【目的】植物叶际微生物群落是动态的,认识季节更替对植物叶际微生物群落结构的影响,对于加深对植物-微生物-环境相互作用的理解具有积极意义。【方法】以鄂尔多斯荒漠草原泌盐盐生植物长叶红砂为研究对象,分别测定春季、秋季植物叶片表面理化特性,并结合叶际细菌、真菌高通量测序结果进行综合分析。【结果】长叶红砂冠下土壤含水率、pH、电导率等指标在季节更替下存在显著差异,叶片表面Na+、K+和电导率值存在显著差异;进一步分析发现,叶际细菌分类操作单元(operational taxonomic unit,OTU)、Shannon、Chao1和ACE(abundance-based coverage estimator)指数与土壤和叶片表面盐分含量呈正相关;春季叶际蓝细菌门和拟杆菌门保持了较高的相对丰度,而秋季叶际变形菌门、放线菌门、子囊菌门的相对丰度则高于春季;其中,叶际Bradyrhizobium、Novosphingobium和Edaphobaculum菌属与叶片表面盐分存在显著正相关,Modestobacter、Adhaeribacter、Bacillus等菌属则与叶片表面盐分存在负相关。【结论】季节更替引发的长叶红砂冠下土壤水盐异步变化,增加了长叶红砂叶片表面盐分的积累,进一步影响了叶际微生物多样性和群落组成。本结果揭示了长叶红砂叶际细菌和真菌群落对季节变化的响应特征,为进一步阐明逆境下植物叶际微生物群落的组装策略提供理论参考。