树种菌根类型与根系性状对根际微生物网络复杂性的影响 植物生态学报    2025, 49 (4): 573-584.   DOI: 10.17521/cjpe.2024.0001

图2 不同菌根类型树种根际微生物群落组成(平均值±标准误)。*代表菌根类型间相对丰度差异显著(p < 0.05)。AM, 丛枝菌根; EcM, 外生菌根。

正文中引用本图/表的段落

根际细菌序列主要有: 变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、放线菌门(Actinobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和疣微菌门(Verrucomicrobiota); 真菌序列主要有: 子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、罗兹菌门(Rozellomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)。在根际细菌群落中, EcM树种拟杆菌门的丰度显著高于AM树种(图2A); 在根际真菌群落中, AM树种罗兹菌门的丰度显著高于EcM树种(图2B)。两类菌根树种根际微生物的丰富度、Shannon多样性指数和Chao1多样性指数均无显著差异(图3)。在网络分析中, AM树种根际微生物网络的点、边、平均度、平均路径长度(708、3 069、8.67、1.14)均低于EcM树种(777、4 767、12.26、3.85), 平均聚类系数和模块化程度(0.96、0.91)高于EcM树种(0.63、0.65) (图4), 群落凝聚力方面, EcM根际细菌群落的负凝聚力显著高于AM树种(图5B), 真菌群落凝聚力无显著差异(图5C、5D), 总体而言, EcM树种的根际微生物网络更复杂。

不同菌根类型树种根际拟杆菌门和罗兹菌门相对丰度差异显著, EcM树种根际拟杆菌丰度高于AM树种(图2)。这与Singavarapu等(2022)在中国亚热带森林的研究结果相一致, 这可能是由于EcM树种较低质量的凋落物在分解过程中产生更多有机酸(Phillips et al., 2013), 增加根际矿质养分含量, 营造更适宜拟杆菌门生长的环境(Liu et al., 2018)。相反, EcM树种根际罗兹菌门低于AM树种(图2), 尽管罗兹菌门广泛分布在淡水及土壤生态系统中, 但目前的认知停留在其中营寄生生活的分类群(如Rozella属)上(Gleason et al., 2012), 菌根类型对该门类的影响机制并不明确。AM树种和EcM树种的细菌与真菌群落多样性差异均不显著(图3)。过去的研究发现, 与AM林分相比, EcM林分土壤细菌多样性无显著差异但真菌多样性更低(Singavarapu et al., 2022)。这是由于AM林分凋落物质量通常高于EcM林分(Midgley et al., 2015), 养分周转速率更高, 塑造了更高丰度及多样性的腐生真菌群落(Eagar et al., 2022)。相反地, EcM林分较低的凋落物质量降低了养分周转速率, 树种更依赖EcM直接获取凋落物中的有机养分, 从而加剧了土壤腐生微生物的养分限制, 降低了腐生真菌的生物量、多样性及碳分解功能(Fernandez & Kennedy, 2016; Fang et al., 2020)。然而, 本研究在AM与EcM树种天然混交林中开展, 相同的养分环境可能促使两种树种采用相同的与土壤腐生真菌的互作策略, 促使树木根系从土壤中募集到更相似的腐生真菌群落。

本文的其它图/表

• 表1 采集树种的胸径状况(平均值±标准误)
  
• 图1 12个树种的根系性状及菌根类型效应(平均值±标准误)。AM, 丛枝菌根; EcM, 外生菌根。Am, 色木槭; AT, 青楷槭; BP, 白桦; EA, 卫矛; FM, 水曲柳; JM, 胡桃楸; LG, 落叶松; PA, 黄檗; PD, 山杨; PK, 红松; QM, 蒙古栎; UD, 春榆。不同小写字母代表不同树种间差异显著(p < 0.05)。括号内的百分数为不同菌根树种的变异系数; *代表混合效应模型中菌根类型效应的显著性水平: **, p < 0.01; ***, p < 0.001。
  
• 图3 不同菌根类型树种根际微生物群落多样性(平均值±标准误)。AM, 丛枝菌根; EcM, 外生菌根。Am, 色木槭; AT, 青楷槭; BP, 白桦; EA, 卫矛; FM, 水曲柳; JM, 胡桃楸; LG, 落叶松; PA, 黄檗; PD, 山杨; PK, 红松; QM, 蒙古栎; UD, 春榆。不同小写字母代表不同树种间差异显著(p < 0.05)。
  
• 图4 不同菌根类型树种根际微生物网络。点的大小代表微生物类群度的大小。AM, 丛枝菌根; EcM, 外生菌根。
  
• 图5 不同菌根类型树种根际微生物群落复杂性(平均值±标准误)。AM, 丛枝菌根; EcM, 外生菌根。Am, 色木槭; AT, 青楷槭; BP, 白桦; EA, 卫矛; FM, 水曲柳; JM, 胡桃楸; LG, 落叶松; PA, 黄檗; PD, 山杨; PK, 红松; QM, 蒙古栎; UD, 春榆。不同小写字母代表不同树种间差异显著(p < 0.05); *代表混合效应模型中菌根类型效应显著(p < 0.05)。
  
• 表2 不同菌根类型树种根际微生物多样性、群落复杂性与根系性状的联系