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

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

正文中引用本图/表的段落

树种菌根类型显著影响根系性状与根际微生物群落间的相关性(表2)。具体来讲, AM树种的比根长与细菌中拟杆菌门的相对丰度显著正相关, 与细菌群落丰富度、Shannon-Wiener多样性指数显著负相关, 与细菌群落负凝聚力显著正相关; EcM树种的比根长与真菌中罗兹菌门的相对丰度显著正相关, 根直径与细菌群落丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和Chao1多样性指数显著负相关, 根氮磷比与真菌群落正凝聚力呈显著正相关关系。

在微生物群落组成、多样性与复杂性的联系上, AM与EcM树种仍有显著差异(表2)。AM树种根际拟杆菌门丰度与细菌群落负凝聚力显著正相关, 罗兹菌门丰度与细菌Shannon-Wiener多样性指数、负凝聚力显著正相关, 细菌丰富度与真菌群落正、负凝聚力显著正相关, 细菌Chao1多样性指数与真菌群落负凝聚力显著正相关, 真菌Shannon-Wiener多样性指数与真菌群落正、负凝聚力显著负相关, 细菌多样性与细菌凝聚力不存在显著相关关系; EcM树种根际拟杆菌门丰度与细菌群落正、负凝聚力显著正相关, 罗兹菌门丰度与细菌丰富度、细菌Chao1多样性指数、真菌丰富度、真菌Shannon- Wiener多样性指数显著正相关, 细菌丰富度、Chao1多样性指数与细菌群落正凝聚力显著正相关, Shannon-Wiener多样性指数与细菌群落负凝聚力显著负相关, 真菌Shannon-Wiener多样性指数和真菌群落负凝聚力显著负相关, 除细菌Chao1多样性指数与真菌丰富度显著正相关外, 细菌和真菌群落之间的多样性和复杂性无显著相关关系。

不同菌根类型树种根际细菌网络复杂性(负凝聚力)差异显著(图5B)。以往研究发现, 树种菌根类型是温带和北方森林中土壤微生物群落多样性的影响因子(Bahram et al., 2020; Singavarapu et al., 2022), 但目前菌根类型对微生物网络性质影响尚不清楚。Tanunchai等(2023)对9种温带树种凋落叶原位分解的研究发现, 参与EcM树种凋落物分解的微生物群落负相关连接占比高于AM树种凋落物。本研究中EcM树种根际细菌群落负凝聚力与复杂性较高, 该结果与上述研究一致。树木菌根类型可能通过以下途径影响细菌网络复杂性: 首先, EcM树种根际拟杆菌门的相对丰度显著高于AM树种(图5B), 且拟杆菌门的相对丰度与细菌网络复杂性显著正相关(表2), 说明拟杆菌门相对丰度差异在一定程度上引起不同菌根类型树种根际细菌群落负凝聚力与复杂性的变异; 其次, 两类菌根树种养分获取策略的差异也可能引起细菌网络复杂性的变化, AM树种较EcM树种形成更多细根, EcM树种较AM树种能生产更多菌根菌丝(Chen et al., 2016), 这意味着AM树种可能更多通过细根作用于根际细菌群落, 而EcM树种更丰富的菌根菌丝为细菌提供了多样的栖息地(Brzostek et al., 2015; Brabcová et al., 2016), 这将增强细菌群落多样性与复杂性的联系。本研究中AM树种的细菌负凝聚力与比根长显著正相关, EcM树种的细菌负凝聚力与根系性状无显著相关性, 但与细菌Shannon指数显著负相关的结果(表2)佐证了这一观点。

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。
  
• 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)。