不同銀杉種群根際土壤微生物群落結構與功能差異

摘要：[目的]通過探究不同銀杉種群根際土壤微生物群落的結構及功能差異，旨在探討根際土壤微生物群落對銀杉生長發(fā)育的影響。[方法]以廣西桂林花坪國家級自然保護區(qū)的紅灘、謝塘灣和野豬塘3個銀杉種群為研究對象，提取其根際土壤微生物總DNA，進行宏基因組測序，比較分析銀杉人工種群（紅灘）與自然種群（謝塘灣、野豬塘）根際土壤微生物群落結構與功能之間的差異，并探索造成該差異的主導土壤環(huán)境因子。[結果]（1）銀杉人工種群和自然種群根際土壤微生物群落結構存在顯著差異，主要表現(xiàn)在相對豐度占比最大的3個菌門，即變形菌門、放線菌門和酸桿菌門；（2）土壤pH值和TK含量是造成銀杉人工種群和自然種群根際土壤微生物群落結構差異的主導因子；（3）銀杉人工種群和自然種群根際土壤微生物群落功能存在顯著差異，主要表現(xiàn)在甘氨酸的生物合成和代謝（Glycan biosynthesis and metabolism）、寄生蟲傳染?。↖nfectious disease： parasitic）、其他氨基酸代謝（Metabolism of other amino acids）等方面；（4）土壤pH值和TK含量是造成銀杉人工種群和自然種群根際土壤微生物群落功能差異的主導因子。影響銀杉根際土壤微生物群落結構與功能的土壤環(huán)境因子具有一致性。[結論]銀杉的根際土壤微生物群落結構與功能在自然種群中表現(xiàn)得比人工種群的更復雜，但兩類種群中影響其結構與功能的主導土壤環(huán)境因子是一致的，在實施銀杉種苗野外回歸種植時，應充分考慮根際土壤微生物群落對銀杉種苗生長的影響。

關鍵詞：宏基因組；根際土壤微生物；群落結構；功能差異；銀杉

中圖分類號：S154.36 文獻標識碼：A 文章編號：1001-1498（2025）01-0073-13

銀杉（Cathaya argyrohylla Chun et Kuang）屬松科（Pinaceae）銀杉屬（Cathaya），是20世紀五十年代初在廣西花坪林區(qū)首次發(fā)現(xiàn)的“活化石”植物，于1958年在蘇聯(lián)植物學雜志上正式發(fā)表，是我國特有的珍稀瀕危植物。多數(shù)銀杉生長在海拔940～1870 m的狹窄山脊或帽狀石山的頂部甚至是懸?guī)r、絕壁隙縫間，土壤貧瘠，自然更新極差，惡劣的生長環(huán)境極大的制約著銀杉種群的發(fā)展壯大。因此，人T繁育已成為銀杉保護及種群恢復的重要方法。然而，銀杉生長對土壤理化環(huán)境需求特征尚不清楚，尤其是其土壤微生物環(huán)境的特征還缺乏系統(tǒng)深入的研究，導致銀杉種苗繁育以及回歸種植等重要保護措施缺少相應的理論指導，因此，深入研究銀杉根際土壤微生物群落結構與功能，對認識和利用根際土壤微生物促生銀杉的機制，提高銀杉保護能力與種群恢復成效具有重要意義。

目前，對植物人工種群和自然種群根際土壤微生物群落的結構與功能研究，主要集中在農業(yè)種植和林業(yè)生產上，且結果不盡相同。例如，F(xiàn)ANG等通過研究野生和栽培人參根際微生物群落的多樣性和結構，發(fā)現(xiàn)人參的種群類型對根際微生物群落有很大影響，林下野人參和野人參的根際微生物群落組成相似，而野人參和農田栽培人參的根際微生物群落組成存在顯著差異；TIAN等通過對栽培大豆和野生大豆連作根際微生物群落結構的研究，表明野生大豆和栽培大豆在各傳代中的細菌和真菌群落組成存在顯著差異；SONG等對野生和栽培白術根際土壤微生物群落的組成、多樣性和功能進行研究，發(fā)現(xiàn)不同生境的根際微生物豐度不同，野生白術的細菌和真菌豐度高于人工栽培的白術；CHENG等對中國福建省泰寧縣的錐栗人工林和天然林根際微生物組進行研究，揭示了酸桿菌門（Actinomycetota）、變形菌門（Pseudomonadota）和放線菌門（Actinomycetota）為3個優(yōu)勢菌門，其豐度受不同林型和栽培品種的影響，變形菌和放線菌在天然林中富集，而酸桿菌在人工林中富集，同時，天然林的功能基因多樣性和功能豐度均高于人工林。