甘青青蘭根際土壤理化性質(zhì)及微生物群落結(jié)構(gòu)特征分析

張二豪 劉盼盼 何萍 簡閱 徐雨婷 陳誠欣 祿亞洲 蘭小中 索朗桑姆

摘要：為研究甘青青蘭根際土壤理化性質(zhì)與根際土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)組成特征，以西藏自治區(qū)工布江達(dá)縣（GB）、卡諾區(qū)（KR）和洛隆縣（LL）的甘青青蘭根際土壤微生物為研究對象，采用Illumina MiSeq高通量測序技術(shù)對根際土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行分析，同時(shí)測定根際土壤的理化性質(zhì)，并與根際土壤核心微生物菌群進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，不同地區(qū)甘青青蘭根際土壤理化性質(zhì)差異顯著。甘青青蘭根際土壤共獲得3 900個(gè)細(xì)菌OTUs和1 990個(gè)真菌OTUs，不同地區(qū)間土壤微生物多樣性存在明顯差異。在門水平，GB、KR 和LL 樣品的優(yōu)勢細(xì)菌門均為放線菌門（Actinobacteria），GB 樣品的優(yōu)勢真菌門是擔(dān)子菌門（Basidiomycota），KR和LL樣品的優(yōu)勢真菌門是子囊菌門（Ascomycota）；在屬水平，不同地區(qū)甘青青蘭根際土壤優(yōu)勢微生物菌群存在明顯差異。主成分分析顯示，不同地區(qū)甘青青蘭根際土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)組成差異較大。核心微生物菌群分析表明，甘青青蘭根際土壤核心細(xì)菌菌群有257個(gè)屬；核心真菌菌群有102個(gè)屬。相關(guān)性分析表明，核心微生物菌群的改變與根際土壤理化因子間存在不同程度的相關(guān)性，且土壤全鉀、全磷、全氮、速效鉀和速效氮含量是影響甘青青蘭根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成的重要因子。綜上所述，不同地區(qū)甘青青蘭根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成存在顯著差異，且根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化與土壤理化因子密切相關(guān)，為甘青青蘭人工種植及篩選有益微生物菌群提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：甘青青蘭；土壤理化性質(zhì)；高通量測序；微生物群落；核心微生物；相關(guān)性分析

doi：10.13304/j.nykjdb.2022.0741

中圖分類號：S154.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008‐0864（2024）03‐0201‐13

甘青青蘭（Dracocephalum tanguticum Maxim.）又名“唐古特青蘭”，是唇形科（Lamiaceae）青蘭屬（Dracocephalum）的一種多年生草本植物，主要分布在海拔1 900～4 600 m的西藏東南、青海東部和四川西部等地。甘青青蘭作為一種藏醫(yī)藥臨床常用藏藥材，具有清熱解毒、止咳化痰、和胃舒肝等功效[1]。研究表明，甘青青蘭含有豐富的藥用化學(xué)成分，如黃酮及黃酮苷類、萜類、揮發(fā)油、多糖和無機(jī)元素等[2-4]，具有抗缺氧、降血糖、抗菌和消炎等藥理活性[5-8]。

藥用植物的品質(zhì)與植物品種、根際土壤微生物、土壤理化性質(zhì)及氣候等因素密切相關(guān)[9‐10]。根際土壤是指受植物根系及根系分泌物影響的離根軸數(shù)毫米的微區(qū)域，根際土壤微生物是根際土壤微生態(tài)的重要組成部分，在物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)換、植物生長發(fā)育、抗病和抗逆境等方面扮演重要角色[11]。研究表明，紫萁小菇（Mycena osmundicola）和蜜環(huán)菌（Armillariella mellea）能促進(jìn)天麻（Gastrodia elata Bl.）種子的萌發(fā)[12]；假單胞菌屬（Pseudomonas）、醋桿菌屬（Acrtobacter）、腸桿菌屬（Enterobacter）和芽孢桿菌屬（Bacillus）等能促進(jìn)藥用植物對土壤養(yǎng)分的吸收和利用，進(jìn)而促進(jìn)植物的生長發(fā)育[11]。Kim等[13]從人參根際分離的解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）AK‐0能抑制人參銹腐病菌（Cylindrocarpon destructans）的繁殖。Egamberdieva 等[14] 研究表明根瘤菌（Mesorhizobium sp.）和假單胞菌（Pseudomonasextremorientalis）能增強(qiáng)甘草對鹽的耐受性。研究表明，叢枝菌根真菌能促進(jìn)藥用植物中酚類、萜類和生物堿的合成和積累[15]；枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）能提高黨參的生物量[16]；印度梨狀芽孢桿菌能促進(jìn)藥用植物黃花蒿中青蒿素的合成[17]。根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化與土壤理化性質(zhì)密切相關(guān)。研究表明，土壤養(yǎng)分含量、pH和含水率是影響珍珠豬毛菜根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成的重要因子[18]；土壤pH及氮、磷含量等影響喜馬拉雅紫茉莉根際土壤細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)及多樣性[19]。因此，研究藥用根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成及根際土壤理化性質(zhì)，對藥材種植及分離篩選益生微生物類群具有重要意義。

甘青青蘭作為一種傳統(tǒng)藏藥材，其相關(guān)研究主要集中在其藥用化學(xué)成分及藥理學(xué)活性等方面，而有關(guān)根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成及土壤理化性質(zhì)的研究尚未見報(bào)道。為進(jìn)一步探討甘青青蘭根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成差異與土壤理化性質(zhì)的關(guān)聯(lián)性，本研究采用高通量測序技術(shù)結(jié)合土壤理化性質(zhì)測定，對3個(gè)地區(qū)的甘青青蘭根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行分析，旨在揭示其核心微生物類群與土壤理化性質(zhì)間的關(guān)系，以期為甘青青蘭人工種植和益生微生物的篩選提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣本采集

2020 年8 月于西藏昌都市卡若區(qū)（Karuo，KR）、昌都市洛隆縣（Luolong，LL）和林芝市工布江達(dá)縣（Gongbujiangda，GB）分別采集2年生甘青青蘭根際土壤樣品（表1）。在每個(gè)采樣點(diǎn)，根據(jù)隨機(jī)采樣原則，隨機(jī)選擇9株長勢良好的甘青青蘭植株，采用“抖根法”收集根際土壤樣品，每個(gè)采樣點(diǎn)3個(gè)重復(fù)，并過直徑為2 mm的過濾篩以除去殘枝落葉，裝入無菌袋并混合均勻，置于液氮中并帶回實(shí)驗(yàn)室，-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 根際土壤理化性質(zhì)分析

參照《土壤農(nóng)化分析》[20]操作方法測定根際土壤pH、總磷（total phosphorus，TP）、速效磷（available phosphorus， AP）、總鉀（total potassium，TK）、速效鉀（available potassium，AK）、總氮（totalnitrogen，TN）、速效氮（available nitrogen，AN）和土壤有機(jī)質(zhì)（soil organic matter，SOM）含量。

1.3 根際土壤樣品總DNA 提取、PCR 擴(kuò)增及Illumina 測序

根據(jù)土壤基因組DNA提取試劑盒（TIANGEN）操作說明提取根際土壤細(xì)菌和真菌總DNA，1%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA質(zhì)量，用紫外分光光度計(jì)NanoDrop ND-2000（Thermo Scientific， Wilmington，USA）測定DNA 含量和純度。利用通用引物338F（5-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3）和806R（5-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3）擴(kuò)增細(xì)菌16S rRNA 基因V3～V4 區(qū)，利用通用引物ITS1F（CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA）和ITS2R（GCTGCGTTCTTCATCGATGC）擴(kuò)增真菌內(nèi)源轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)（internally transcribed spacer，ITS）。PCR體系為20 μL，包含2×Taq PCR MasterMix 10 μL、10 mmol·L-1正反向引物各1 μL、基因組DNA模板1 μL、ddH2O 7 μL。PCR 程序：94 ℃ 5 min；94 ℃30 s，55 ℃ 30 s，72 ℃ 1 min，35 個(gè)循環(huán)；72 ℃10 min，4 ℃保存。2%瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR擴(kuò)增產(chǎn)物，膠回收擴(kuò)增產(chǎn)物后委托上海派森諾科技股份有限公司進(jìn)行高通量測序。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用QIIME2（2019.4）對Illumina MiSeq 測序數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、拼接和質(zhì)控；在97%相似度水平下，利用Vsearch（v2.13.4）對高質(zhì)量序列進(jìn)行OTU（operational taxonomic unit）聚類分析；基于Greengenes 數(shù)據(jù)庫（Release 13.8，http：//greengenes.secondgenome. com/）和UNITE 數(shù)據(jù)庫（Release8.0，https：//unite.ut.ee/）分別對根際土壤細(xì)菌和真菌OTUs 代表序列進(jìn)行物種分類學(xué)注釋；利用QIIME2（2019.4）和R 語言進(jìn)行分類學(xué)組成、α 多樣性和β多樣性分析。其中α多樣性包括Chao1指數(shù)、Simpson 指數(shù)、Shannon 指數(shù)和Shannoneven指數(shù)；β 多樣性分析包括主成分分析（principalcomponent analysis，PCA）和樣本層級聚類。基于R語言進(jìn)行相關(guān)性Heatmap分析；利用SPSS 25.0軟件對土壤理化性質(zhì)和alpha多樣性指數(shù)進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品根際土壤理化性質(zhì)分析

由圖1可知，KR 樣品pH 呈偏堿性，而LL 和GB樣品呈偏酸性；LL樣品中的SOM含量顯著高于GB 樣品，但與KR 樣品無顯著差異，且KR 與GB間無顯著差異；GB、KR和LL樣品中TN和TP含量差異顯著，且KR 中含量最高，GB中含量最低，KR樣品中AN和AP含量顯著高于GB，但KR樣品與LL樣品中AN含量無顯著差異，GB和LL樣品中AP含量無顯著差異；GB、KR和LL樣品中TK含量差異顯著，且LL樣品中最高，KR次之，GB最低；KR和LL樣品中AK含量最高，且顯著高于GB樣品，但樣品KR和LL間無顯著差異。由此表明，不同地區(qū)甘青青蘭根際土壤理化性質(zhì)差異顯著。

2.2 樣品序列統(tǒng)計(jì)及alpha 多樣性分析

高通量測序結(jié)果（表2）表明，3個(gè)地區(qū)甘青青蘭根際土壤細(xì)菌共產(chǎn)生48 763條有效序列，其中，GB、KR和LL分別產(chǎn)生15 316、16 714和16 733條有效序列，序列平均長度376 bp，測序覆蓋度為97.11%～97.78%；根際土壤真菌共產(chǎn)生143 744條有效序列，其中，GB、KR 和LL 分別產(chǎn)生42 048、51 312和50 384條有效序列，序列平均長度260 bp，測序覆蓋度為99.67%～99.85%。由此說明，測序結(jié)果能基本反應(yīng)樣品真實(shí)微生物群落結(jié)構(gòu)組成。

在97%相似度水平下，3個(gè)地區(qū)甘青青蘭根際土壤共獲得3 900個(gè)細(xì)菌OTUs和1 990個(gè)真菌OTUs，其中，GB、KR、LL樣品分別注釋到的細(xì)菌OTUs 和真菌OTUs 分別為1 149、1 473、1 278 和489、883和618個(gè)。韋恩圖（圖2）分析顯示，3個(gè)地區(qū)共有的細(xì)菌OTUs和真菌OTUs分別為667和91個(gè)，分別占總數(shù)的17.10%和4.57%；GB、KR和LL樣品特有的細(xì)菌OTUs分別為190、417和280個(gè)，特有的真菌OTUs分別為242、556和347個(gè)。由此說明，不同地區(qū)甘青青蘭根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成存在差異。

α多樣性結(jié)果（圖3）表明，KR樣品根際土壤細(xì)菌和真菌的豐富度指數(shù)最高，顯著高于LL 和GB，GB樣品根際土壤細(xì)菌和真菌的豐富度指數(shù)最低，顯著低于LL樣品；KR樣品根際土壤細(xì)菌多樣性指數(shù)最高，顯著高于GB樣品，但與LL樣品無顯著差異；LL 樣品根際土壤真菌多樣性指數(shù)最高，但與KR樣品無顯著差異，GB樣品多樣性指數(shù)最低，且顯著低于LL和KR樣品。以上結(jié)果表明，不同地區(qū)甘青青蘭根際土壤微生物α多樣性存在明顯差異。

2.3 樣品微生物種群歸類分析

由表3可知，根際土壤細(xì)菌共注釋到27門、74綱、177目、269科、492屬，其中GB樣品注釋到26門、62綱、133目、197科、360屬；KR樣品注釋到26門、68綱、159目、237科、415屬；LL樣品注釋到23門、55綱、125目、193科、332屬。根際土壤真菌共注釋到11門、38綱、99目、213科、387屬，其中GB樣品注釋到10門、28綱、66目、132科、190屬；KR樣品注釋到9門、31綱、83目、163科、276屬；LL樣品注釋到8門、29綱、62目、137科、225屬。不同種源地甘青青蘭根際土壤微生物在各分類等級上的數(shù)量存在明顯差異，說明不同種源地甘青青蘭根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成存在差異。

2.4 樣品微生物群落結(jié)構(gòu)組成分析

在門水平，3個(gè)地區(qū)甘青青蘭根際土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)組成如圖4所示。對于細(xì)菌群落，放線菌門（Actinobacteriota）、變形菌門（Proteobacteria）、厚壁菌門（Firmicutes）和綠彎菌門（Chloroflexi）的相對豐度較高。其中，在GB樣品中，相對豐度>1%的有3個(gè)菌門，分別是放線菌門（45.41%）、變形菌門（19.20%）和厚壁菌門（30.63%）；在KR 和LL 樣品中，相對豐度>1%的有4個(gè)菌門，分別是放線菌門（57.84%和67.44%）、變形菌門（28.92%和16.69%）、厚壁菌門（3.84% 和3.57%）和綠彎菌門（3.09% 和6.06%）；說明3個(gè)地區(qū)甘青青蘭根際土壤優(yōu)勢細(xì)菌門類型基本相同，但相對豐度差異較大。對于真菌群落，GB 樣品中的優(yōu)勢真菌門為擔(dān)子菌門（Basidiomycota，85.43%）、子囊菌門（Ascomycota，10.01%）和被孢霉門（Mortierellomycota，2.84%）；KR和LL 樣品中的優(yōu)勢真菌門是子囊菌門（67.86%和75.25%）、擔(dān)子菌門（19.89% 和15.89%）、被孢霉門（10.83% 和7.17%）和unclassified_k_Fungi（1.21%和1.10%），說明3個(gè)地區(qū)甘青青蘭根際土壤中的優(yōu)勢真菌門組成相似，但相對豐度差異較大。

在屬水平，3個(gè)地區(qū)甘青青蘭根際土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)組成如圖5所示。在相對豐度>1%條件下，GB樣品有5個(gè)細(xì)菌屬，其中能準(zhǔn)確分類的有4 個(gè)，分別是膨脹芽孢桿菌屬（Tumebacillus， 8.46%） 、短芽孢桿菌屬（Brevibacillus， 8.43%） 、土壤紅桿菌屬（Solirubrobacter，7.22%）和芽孢桿菌屬（Bacillus，6.03%）；KR和LL樣品各有3個(gè)細(xì)菌屬，其中能準(zhǔn)確分類的有2 個(gè)，分別是土壤紅桿菌屬（Solirubrobacter，6.05% 和8.37%）和芽孢桿菌屬（2.56%和2.52%），說明KR和LL樣品中的優(yōu)勢細(xì)菌屬相同，但與GB樣品存在明顯差異。在相對豐度>1%條件下，GB樣品有6個(gè)真菌屬，分別是濕傘屬（Hygrocybe，78.31%） 、產(chǎn)油菌屬（Solicoccozyma，6.40%）、被孢霉屬（Mortierella，2.84%）、毛殼菌屬（Chaetomium，1.80%）、錐毛殼屬（Coniochaeta，1.29%）和青霉菌屬（Penicillium，1.16%）；KR樣品中有15個(gè)真菌屬，其中能準(zhǔn)確分類的有11個(gè)，分別是產(chǎn)油菌屬（15.22%）、被孢霉屬（10.83%）、赤霉菌屬（Gibberella，7.74%）、寡囊盤菌屬（Thelebolus，6.51%） 、蠟盤菌屬（Rutstroemia，6.03%）、青霉菌屬（3.83%）、枝孢瓶霉屬（Cladophialophora，3.29%）、錐毛殼屬（3.14%）、Knufia（2.20%）、Dactylonectria（1.70%）和外瓶柄霉屬（Exophiala，1.28%）；LL樣品中有15個(gè)真菌屬，其中能準(zhǔn)確分類的有9 個(gè)，分別是Montagnula（14.75%）、被孢霉屬（7.17%）、背芽突霉屬（Cadophora，6.13%）、枝孢瓶霉屬（5.62%）、瓶霉屬（Phialophora，4.19%）、鐮刀菌屬（Fusarium，2.95%）、Knufia（2.73%）、產(chǎn)油菌屬（2.32%）和錐毛殼屬（1.92%）。以上結(jié)果表明，不同種源地甘青青蘭根際土壤優(yōu)勢真菌屬存在明顯差異。

2.5 樣品微生物β 多樣性分析

為了分析不同樣品間根際土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)組成差異，對甘青青蘭根際土壤微生物進(jìn)行基于非加權(quán)組平均法（unweighted pair groupmethod with arithmetic mean，UPGMA）的樣本層級聚類和主成分分析（principal component analysis，PCA），結(jié)果如圖6和圖7所示。由圖6可知，每個(gè)地區(qū)根際土壤細(xì)菌和真菌單獨(dú)聚為1個(gè)類群，相對而言，KR和LL樣品距離較近。由圖7可知，主成分1（PC1）和主成分2（PC2）對根際土壤細(xì)菌的差異貢獻(xiàn)率分別為33.09% 和26.08%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為59.17%；對根際土壤真菌的差異貢獻(xiàn)率分別為87.64%和9.2%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為96.84%，能較好地區(qū)分不同地區(qū)甘青青蘭根際土壤樣品，說明不同地區(qū)甘青青蘭根際土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)組成差異較大。

2.6 樣品微生物核心菌群分析

甘青青蘭根際土壤細(xì)菌和真菌在屬分類水平韋恩圖見圖8。由圖8可知，甘青青蘭根際土壤細(xì)菌共注釋到492個(gè)屬，其中核心細(xì)菌菌群有257個(gè)屬，占總細(xì)菌屬的52.24%，能準(zhǔn)確分類的核心細(xì)菌菌群有133個(gè)屬；甘青青蘭根際土壤真菌共注釋到387個(gè)屬，其中核心真菌菌群有102個(gè)屬，占總真菌屬的26.36%，能準(zhǔn)確分類的核心真菌菌群有72個(gè)屬。

為了分析根際土壤理化因子與核心微生物菌群間的相互關(guān)系，基于Pearson算法對根際土壤理化因子與相對豐度前20的核心微生物菌群進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如圖9所示。TK和AK與紅游動菌屬（Rhodoplanes）、Gaiella 屬和假諾卡氏菌屬（Pseudonocardia）等8個(gè)屬的相對豐度呈顯著正相關(guān)，而與芽孢桿菌屬（Bacillus）、膨脹芽孢桿菌屬、短芽孢桿菌屬、鏈霉菌屬（Streptomyces）和類芽孢桿菌屬（Paenibacillus）的相對豐度呈顯著負(fù)相關(guān)；SOM 與紅游動菌屬、Gaiella 和假諾卡氏菌屬等8個(gè)屬的相對豐度呈顯著正相關(guān)，而與芽孢桿菌屬、鏈霉菌屬和假諾卡氏菌屬的相對豐度呈顯著負(fù)相關(guān)；TP 與假諾卡氏菌屬、微小桿菌屬（Microvirga）、芽球菌屬（Blastococcus）和節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）的相對豐度呈顯著正相關(guān)，而與固定桿菌屬（Conexibacter）和慢生根瘤菌屬（Bradyrhizobium）的相對豐度呈顯著負(fù)相關(guān)；AP和pH與微小桿菌屬和芽球菌屬的相對豐度呈顯著正相關(guān)，而與固定桿菌屬呈顯著負(fù)相關(guān)；TN和AN與假諾卡氏菌屬、芽球菌屬和節(jié)桿菌屬等呈顯著正相關(guān)，而與固定桿菌屬、 慢生根瘤菌屬和類芽孢桿菌屬等呈顯著負(fù)相關(guān)。錘舌菌屬（Leohumicola） 、Fusicolla、乳突赤殼屬（Thelonectria）、錐毛殼屬和外瓶柄霉屬與AP、pH、TN、TP和AN呈顯著正相關(guān)；枝孢瓶霉屬、Knufia和異莖點(diǎn)霉屬（Paraphoma）與TK、AK 和SOM 呈顯著正相關(guān)；鐮刀菌屬、瓶霉屬和背芽突霉屬與TK 和SOM 呈顯著正相關(guān)；濕傘屬與AK、SOM、TK、TN和AN呈顯著負(fù)相關(guān)；毛殼菌屬與AK、TK、和AN呈顯著負(fù)相關(guān)。以上結(jié)果表明，根際土壤理化性質(zhì)影響根際土壤核心微生物菌群的相對豐度。

2.7 根際土壤微生物多樣性指數(shù)與土壤理化因子的相關(guān)性分析

由圖10可知，AK、TP、TN 和AN 與根際土壤細(xì)菌的Chao1指數(shù)、香農(nóng)指數(shù)和Shannoneven均勻度指數(shù)呈顯著正相關(guān)；TK與根際土壤細(xì)菌的香農(nóng)指數(shù)和Shannoneven 均勻度指數(shù)呈顯著正相關(guān)；pH與根際土壤細(xì)菌的Chao1指數(shù)呈顯著正相關(guān)；辛普森指數(shù)與根際土壤的TK、AK、TN和AN含量呈顯著負(fù)相關(guān)。根際土壤真菌的香農(nóng)指數(shù)和Shannoneven均勻度指數(shù)與TK、AK、TN和AN含量呈顯著正相關(guān)；Chao1 指數(shù)與AP、pH、TN、TP 和AN 呈顯著正相關(guān)；辛普森指數(shù)與AK、SOM、TK、TN和AN呈顯著負(fù)相關(guān)。以上結(jié)果表明，根際土壤中AK、TK、TP、TN和AN含量是影響甘青青蘭根際土壤微生物群落多樣性的重要因子。

3 討論

微生物作為根際土壤物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換的主要驅(qū)動因子，在植物根際土壤微生態(tài)中發(fā)揮重要作用。植物類型及根際土壤理化因子在很大程度上影響根際土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)組成。研究表明，土壤pH、TK、TN、AN、TP和AP是影響喜馬拉雅紫茉莉根際土壤細(xì)菌群落組成和多樣性的重要因子[19]。魏艷晨等[18]研究表明，土壤養(yǎng)分含量、pH和含水率影響珍珠豬毛菜根際土壤細(xì)菌多樣性。李茜等[21]研究發(fā)現(xiàn)，根際土壤理化性質(zhì)與不同栽培年限人參根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的改變關(guān)系密切。李毳等[22‐23]研究發(fā)現(xiàn)，土壤環(huán)境因子和植物種類是影響藥用植物根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成和多樣性的重要因素。本研究表明，3個(gè)種源地甘青青蘭根際土壤理化性質(zhì)及根際土壤微生物多樣性存在顯著差異，且根際土壤的AK、TK、TP、TN和AN含量是影響甘青青蘭根際土壤微生物群落多樣性的重要因子。Burns等[24]研究發(fā)現(xiàn)，植物種類、土壤理化因子和空間因素對土壤微生物群落多樣性有顯著影響。綜上所述，根際土壤理化因子和空間因素是導(dǎo)致不同地區(qū)甘青青蘭根際土壤微生物群落多樣性差異的關(guān)鍵因素。

3個(gè)地區(qū)甘青青蘭根際土壤的優(yōu)勢細(xì)菌類群是放線菌門、變形菌門、厚壁菌門和綠彎菌門。研究表明，土壤優(yōu)勢細(xì)菌類群主要集中在變形菌門、放線菌門和厚壁菌門等10個(gè)門[25]，與本研究結(jié)果一致。放線菌作為一類重要的生防菌，能產(chǎn)生多種抗生素，進(jìn)而增強(qiáng)植物的抗病能力[26]；變形菌門和厚壁菌門具有固氮、土壤修復(fù)和物質(zhì)降解等功能，有助于提高藥用植物的質(zhì)量和抗逆境能力[27‐28]。這3個(gè)菌門的細(xì)菌在甘青青蘭根際土壤中的富集可能參與了甘青青蘭的生長發(fā)育、抗逆和藥用成分合成等。李潔等[29]研究表明，白首烏根際土壤中的優(yōu)勢真菌門是子囊菌門、被孢霉門、擔(dān)子菌門、球囊菌門（Glomeromycota）、類原生動物門（Rozellomycota）和梳霉門（Kickxellomycota），與本研究結(jié)果存在差異。本研究結(jié)果表明，子囊菌門和擔(dān)子菌門是甘青青蘭根際土壤中的優(yōu)勢真菌門，說明植物類型是影響根際土壤真菌類型的關(guān)鍵因素。研究表明，子囊菌門和擔(dān)子菌門是參與土壤有機(jī)質(zhì)分解的主要真菌群落，且與植物根際氮循環(huán)、植物菌根形成及植物生長發(fā)育息息相關(guān)[30]。由此說明，子囊菌門和擔(dān)子菌門的富集有助于甘青青蘭的生長發(fā)育。

本研究結(jié)果表明，在屬水平，3個(gè)地區(qū)的甘青青蘭根際土壤優(yōu)勢微生物菌群差異明顯，這與樣本層級聚類和主成分分析結(jié)果一致，說明土壤環(huán)境因子和氣候類型等因素是影響根際土壤微生物群落組成的關(guān)鍵因素[24]。核心微生物菌群是一類影響宿主健康和生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵物種，在植物生長發(fā)育和物質(zhì)代謝調(diào)控中發(fā)揮重要作用[31]。本研究將3個(gè)地區(qū)甘青青蘭根際土壤中共有的微生物確定為核心菌屬，從根際土壤微生物種類和分布規(guī)律來看，甘青青蘭根際土壤核心細(xì)菌菌群種類明顯多于核心真菌類群。芽孢桿菌屬、假諾卡氏菌屬、鏈霉菌屬、慢生根瘤菌屬、鞘氨醇單胞菌屬和節(jié)桿菌屬等是甘青青蘭根際土壤細(xì)菌中的核心菌屬；被孢霉屬、赤霉菌屬、背芽突霉屬、亞隔孢殼屬、青霉菌屬、鐮刀菌屬和毛殼菌屬等是根際土壤真菌中的核心菌屬。研究表明，芽孢桿菌有促進(jìn)植物生長和增加藥用成分合成的作用[32‐33]；假諾卡氏菌屬中的許多成員能夠產(chǎn)生抗生素、維生素和酶制劑活性物質(zhì)[34]；鞘氨醇單胞菌屬能促進(jìn)大豆的生長和抗?jié)B透脅迫[35]；節(jié)桿菌屬和鏈霉菌屬能增強(qiáng)植物的抗逆境脅迫[36‐39]；被孢霉屬具有產(chǎn)不飽和脂肪酸和抗植物病原菌的潛在功能；毛殼菌屬在自然界中廣泛存在，具有潛在生防功能[40]；青霉菌屬具有抑制植物病害的功效，并能促進(jìn)櫻桃和玉米等植物的生長[41‐42]。以上結(jié)果表明，甘青青蘭根際土壤富含豐富的、具有潛在生物學(xué)功能的核心微生物菌群。根際土壤理化因子與根際土壤核心微生物菌群相關(guān)分析表明，根際土壤理化因子與核心微生物菌群存在一定程度的相關(guān)性，為甘青青蘭的人工種植提供了理論依據(jù)。綜上所述，甘青青蘭根際土壤富含豐富的微生物資源，研究不同地區(qū)甘青青蘭根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成，分析核心微生物菌群與土壤理化因子間的相互關(guān)系，對充分挖掘益生微生物資源和指導(dǎo)甘青青蘭人工種植具有重要理論意義。

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（責(zé)任編輯：張冬玲）