不同薄殼山核桃品種的根際土壤真菌群落結(jié)構(gòu)研究

湯玉潔， 劉俊萍， 儲(chǔ)國林， 劉帥， 彭方仁

(1.南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，江蘇 南京 210037； 2.南京林業(yè)大學(xué)南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210037)

根際即指植物根部周圍的土壤區(qū)域，是承接土壤與植物界面的中間媒介。而根際微生物作為根際活躍區(qū)系中重要組成部分，在土壤界面上能夠促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)及營養(yǎng)元素的分解、形成、轉(zhuǎn)化和循環(huán)過程[1]，成為評(píng)價(jià)土壤環(huán)境條件和肥力參數(shù)指標(biāo)之一；在植物界面上可以調(diào)控植物生產(chǎn)力、抗逆性和生長發(fā)育等方面[2-3]，達(dá)到促進(jìn)植物生長、提高產(chǎn)量的目的。研究表明，土壤環(huán)境和宿主植物都會(huì)影響根際微生物的組成[4]，而在植物因素中，除了宿主、年齡等差異外，品種的不同也會(huì)對(duì)根際微生物的群落結(jié)構(gòu)造成影響，在茶樹(Camelliasinensis)[5]、苧麻(Boehmerianivea(L.)Gaudich.)[6]、馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)[7]等植物中均有相關(guān)論述。因此，有關(guān)根際微生物的研究在提高土壤有效利用，維持植物生長發(fā)育等方面有著重要意義。

近年來，隨著高通量測序等分子生物學(xué)技術(shù)的興起，使得根際微生物特征的研究得到了進(jìn)一步發(fā)展。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，根際微生物與林木根系之間存在著相互作用[8]，其多樣性及群落組成在一定程度上反映林木的健康和生長情況。其中，真菌可以與根系建立共生關(guān)系，形成外生菌根、內(nèi)外生菌根及叢枝菌根等類型[9]。DE VRIES等[10]的研究表明，干旱條件下真菌比細(xì)菌具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性和抗逆性，但在已有認(rèn)知的數(shù)據(jù)中僅3%～8%的真菌物種得到命名[11]，其研究體系略顯不足。因此，作為根際微生物中一類重要資源，真菌具有不可忽視的作用與地位。

薄殼山核桃[Caryaillinoinensis(Wangenh.)K. Koch]是胡桃科(Juglandaceae)山核桃屬(Carya)的重要干果經(jīng)濟(jì)林樹種，集經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、生態(tài)綜合效益于一體，市場潛力巨大。研究薄殼山核桃根際微生物的生物群落特征是開發(fā)利用有益微生物資源及實(shí)現(xiàn)薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑之一。研究表明，薄殼山核桃品種與根際細(xì)菌多樣性存在聯(lián)系[12]，但有關(guān)不同品種根際真菌群落的研究較少。目前，薄殼山核桃真菌相關(guān)研究多以生物防治[13]為主，在土壤界面上集中于單一真菌群體研究，如塊菌[14]、叢枝菌根真菌[15]等，缺乏對(duì)薄殼山核桃根際土壤真菌群落特征的整體認(rèn)知。

李永榮等[16]篩選出了6個(gè)包括波尼(Pawnee)、馬罕(Mahan)、金華(Jinhua)在內(nèi)的綜合經(jīng)濟(jì)性狀高的薄殼山核桃品種，適宜推廣種植。其中，波尼和金華是“中果型”品種，馬罕則是“大果型”品種。研究表明，在生長特性、光合能力及果實(shí)性狀等方面3個(gè)品種存在差異[17-18]，但品種間地上部分生物學(xué)特性的不同是否會(huì)導(dǎo)致地下根際土壤真菌存在差異還不清楚。因此，本研究選擇以上3個(gè)品種的薄殼山核桃根際土壤為研究對(duì)象，采用高通量測序技術(shù)分析根際土壤真菌群落組成、多樣性及主要生態(tài)功能，同時(shí)進(jìn)一步探究土壤因子與根際土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的關(guān)系，以期為調(diào)控根際微生物組構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)薄殼山核桃有益微生物資源的開發(fā)利用提供相關(guān)理論依據(jù)，在推動(dòng)薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及維護(hù)林木健康等方面具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選擇位于江蘇省句容市后白鎮(zhèn)張廟村的南京林業(yè)大學(xué)薄殼山核桃試驗(yàn)基地(31°52′47″N，119°9′5″E)。該試驗(yàn)地地處丘陵地帶，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季高溫多雨，冬季低溫少雨，年平均氣溫為15.6 ℃，活動(dòng)積溫4 840 ℃，年均降水量可至1 018.6 mm，無霜期達(dá)229 d。土壤類型為黃棕壤土，土壤密度為1.39～1.50 g·m-3，孔隙度為44 %～48 %，pH值為6.3，全氮含量為1.38 g·kg-1，有效磷、速效鉀含量分別為37.88、188.80 mg·kg-1[19]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與材料

試驗(yàn)材料為種植在同一薄殼山核桃試驗(yàn)林中的3個(gè)7 a生主栽品種：波尼、馬罕、金華，其基本長勢(shì)如表1所示，種植期間灌溉、施肥及其他管護(hù)措施保持一致。

表1 采樣地不同薄殼山核桃品種的生長情況Table 1 Growth of different varieties of pecan in sampling area

試驗(yàn)采取單因素完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)，以根際土樣為試驗(yàn)樣本，設(shè)置6個(gè)生物學(xué)重復(fù)，同時(shí)為保證取樣的代表性，減少組內(nèi)誤差，遵循多點(diǎn)取樣的原則，每一樹木選擇4點(diǎn)(東、南、西、北)取樣，并將3株樹木的根際土樣混為1個(gè)樣本，即1次重復(fù)，采樣方法參照前人研究[20-21]的抖落法取樣，3個(gè)品種共選取54株樣樹，獲得18份根際土樣。

1.3 研究方法

1.3.1 根際土壤的采集 于2020年9月在上述試驗(yàn)林內(nèi)每品種隨機(jī)選取18株樹齡相同、生長健壯、無病蟲害的薄殼山核桃樹木，距離樹干基部0.5 m為半徑范圍，距離地表0～60 cm深度，設(shè)置“東”“南”“西”“北”方位的4個(gè)取樣點(diǎn)進(jìn)行挖土，采集土壤中直徑2 mm以下的細(xì)根。首先將不含根系的大塊土樣抖落，再借助無菌的小刷子將黏附根系周圍(<5 mm)的土壤刷下，3株樹下4個(gè)取樣點(diǎn)的土壤混勻作為1份根際土樣，土樣裝入無菌袋中帶回實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)除去18份根際土樣中的雜物并過2 mm篩：一部分新鮮土樣在-80 ℃下保存，用于根際土壤微生物分析及土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量測定；另一部分自然風(fēng)干后用于剩余土壤性質(zhì)指標(biāo)測定。

1.3.3 根際土壤DNA的提取 稱取0.5 g新鮮土壤按照FastDNA?Spin Kit for Soil試劑盒上操作步驟進(jìn)行土壤微生物DNA的提取，以1%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA質(zhì)量(5 V·cm-1, 20 min)，利用NanoDrop 2000分光光度計(jì)檢測DNA純度及濃度。

1.3.4 根際土壤微生物序列的擴(kuò)增及高通量測序 提取的DNA作為模板，以真菌通用引物ITS1F(5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′)和ITS2R(5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′)對(duì)真菌ITS基因的ITS1區(qū)域進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR選擇TaKaRa rTaq DNA聚合酶，20 μL反應(yīng)體系，反應(yīng)條件及擴(kuò)增程序?yàn)?95 ℃預(yù)變性3 min，35個(gè)循環(huán)數(shù)(95 ℃變性30 s；55 ℃退火30 s；72 ℃延伸45 s)；然后72 ℃延伸10 min，最終10 ℃停止并保存。每個(gè)樣本3次重復(fù)(PCR儀：ABI GeneAmp?9700型)。

擴(kuò)增結(jié)束后回收PCR產(chǎn)物并經(jīng)過純化、檢測、定量，下一步利用Illumina Miseq技術(shù)測序平臺(tái)(PE300)進(jìn)行文庫構(gòu)建、測序等后續(xù)操作，委托至上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司操作。原始數(shù)據(jù)已上傳至NCBI SRA數(shù)據(jù)庫(序列號(hào)：PRJNA777363)。

1.3.5 數(shù)據(jù)的處理及分析 測序的原始數(shù)據(jù)(Raw Data)利用fastp(version 0.20.0)和FLASH(version 1.2.7)軟件進(jìn)行質(zhì)控、過濾、拼接得到有效的測序數(shù)據(jù)(Effective Tags)。

通過UPARSE軟件(version 7.1)在97 %的相似度下對(duì)序列進(jìn)行分類操作單元(OTU)聚類并去除嵌合體，經(jīng)過RDP classifier(version 2.2)并比對(duì)Unite真菌數(shù)據(jù)庫(Release 7.2，置信度閾值0.7)得到不同分類水平下物種分類注釋的OTU數(shù)據(jù)，以各樣本最小數(shù)據(jù)量為標(biāo)準(zhǔn)作均一化處理，后續(xù)均基于抽平處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

α多樣性分析：采用Mothur軟件計(jì)算Alpha多樣性指數(shù)，包括指示群落豐富度(Sobs、Chao、Ace)、群落多樣性(Shannon、Simpson)和群落覆蓋度(Coverage)的參數(shù)。

β多樣性分析：利用R語言軟件進(jìn)行基于weighted_unifrac距離矩陣的PCoA分析、Adonis檢驗(yàn)(vegan包)和PLS-DA分析(mixOmics包)。其中PLS-DA(Partial Least Squares Discriminant Ana-lysis)，即偏最小二乘法判別分析，是一種有監(jiān)督的多變量統(tǒng)計(jì)分析方法。其原理是利用偏最小二乘回歸建立關(guān)系模型，通過數(shù)據(jù)降維及增強(qiáng)組間系統(tǒng)差異來處理分類和判別的問題。研究表明，當(dāng)PCoA分析無法很好地顯示樣本區(qū)分時(shí)，通過有監(jiān)督的PLS-DA分析可以對(duì)樣本劃分的分組進(jìn)行線性判別和分類建模，從而實(shí)現(xiàn)有效分離和識(shí)別樣本的分組[23]。

通過R語言軟件進(jìn)行門(Phylum)、科(Family)、屬(Genus)分類下群落豐度柱形圖(Others<0.01)繪制、土壤環(huán)境因子與微生物的CCA分析(vegan包)及Spearman相關(guān)性熱圖繪制(pheatmap package)；利用Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)進(jìn)行樣本物種間的差異分析(P<0.05)，F(xiàn)DR多重檢驗(yàn)校正P值；利用LEfSe軟件中的線性回歸分析(LDA>3.5)判定具有顯著差異物種的影響效果；比對(duì)FUNGuild數(shù)據(jù)庫進(jìn)行真菌功能預(yù)測。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同薄殼山核桃品種的根際土壤真菌多樣性分析

本次測序共得到1 028 467條有效序列，平均長度約為258 bp，總堿基數(shù)達(dá)265 432 017 bp，經(jīng)過最小樣本序列數(shù)40 014為標(biāo)準(zhǔn)均一化處理后共得到720 252條有效序列，1 765個(gè)OTU。

對(duì)波尼、馬罕和金華3個(gè)品種的根際土壤進(jìn)行真菌稀釋曲線分析，如圖1所示。各樣本曲線在測序量到達(dá)一定深度后進(jìn)入緩慢上升期，逐漸趨向于平坦。說明試驗(yàn)中測序數(shù)據(jù)量合理，均一化處理并不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)有大量的損失，測序深度足夠覆蓋到大多數(shù)真菌類群，增加測序量只會(huì)產(chǎn)生少量的新物種。

圖1 不同薄殼山核桃品種的根際真菌稀釋曲線圖Fig.1 Dilution curves of rhizosphere soil fungi under different varieties of pecan

對(duì)波尼、馬罕和金華3個(gè)品種根際土壤真菌的α多樣性指數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果如表2所示。Sobs指數(shù)以馬罕最高，顯著高于金華根際樣本43.57 %；Chao和Ace指數(shù)以波尼高于馬罕且兩者差異不顯著。因此，金華根際土壤真菌的豐富度和多樣性顯著低于馬罕、波尼2個(gè)品種。另外，3個(gè)品種根際樣本的Coverage均在0.99以上，結(jié)合稀釋曲線圖說明本研究樣本測序量及測序深度的合理性，可以很好地反映不同薄殼山核桃品種的根際土壤真菌群落情況。

表2 不同薄殼山核桃品種的根際土壤真菌Alpha多樣性指數(shù)Table 2 Alpha diversity index of rhizosphere soil fungi under different varieties of pecan

2.2 不同薄殼山核桃品種的根際土壤真菌群落組成分析

在波尼、馬罕和金華3個(gè)品種的根際樣本中共檢測出14個(gè)門類、231個(gè)科類及458個(gè)屬類真菌類群。制作門、科、屬水平上的群落豐度柱形圖用于反映根際土壤真菌組成的優(yōu)勢(shì)情況及相對(duì)豐度占比，如圖2所示。

在門水平上，3個(gè)品種的根際土壤真菌主要由子囊菌門(Ascomycota)、擔(dān)子菌門(Basidiomycota)及被孢霉菌門(Mortierellomycota)組成，平均合計(jì)占比達(dá)99.28%。其中，子囊菌門(Ascomycota)和擔(dān)子菌門(Basidiomycota)是主要優(yōu)勢(shì)類群，平均豐度分別為59.32%、39.26%。而被孢霉菌門(Mortierellomycota)豐度占比較小，僅在馬罕根際樣本中達(dá)到1%以上(圖2-a)。

在科水平上，3個(gè)品種的根際土壤真菌主要包括盤菌科(Pezizaceae)、革菌科(Thelephoraceae)、火絲菌科(Pyronemataceae)、層腹菌科(Hymenogastraceae)、叢赤殼科(Nectriaceae)等，其中盤菌科(Pezizaceae)、革菌科(Thelephoraceae)在3個(gè)品種的根際土壤中均占有一定優(yōu)勢(shì)，平均豐度分別為27.25%、25.38%(圖2-b)。

在屬水平上，3個(gè)品種的根際土壤真菌主要包括unclassified_f__Pyronemataceae、Delastria、unclassified_f__Thelephoraceae、滑銹傘屬(Hebeloma)、絲蓋傘屬(Inocybe)等，其中unclassified_f__Thelephoraceae在3個(gè)品種的根際土壤中均占有一定優(yōu)勢(shì)，平均占比在25%以上(圖2-c)。

由此可以看出，3個(gè)品種根際門類真菌的物種組成相似；在科、屬水平上，盤菌科(Pezizaceae)、革菌科(Thelephoraceae)及unclassified_f__Thelephoraceae是薄殼山核桃根際土壤真菌的優(yōu)勢(shì)物種。另外相較于其他2個(gè)品種，金華根際土壤真菌的組成結(jié)構(gòu)明顯較為單一。

2.3 不同薄殼山核桃品種的根際土壤真菌結(jié)構(gòu)差異性分析

根據(jù)樣本中真菌OTU組成的差異情況進(jìn)行PCoA分析，并結(jié)合Adonis進(jìn)行組間差異檢驗(yàn)，用于反映樣本差異及距離并判斷差異的顯著性，結(jié)果如圖3(a)所示，其中R2值代表分組因素對(duì)樣本差異的解釋度，R2越大解釋度越高；P值小于0.05，說明本次檢驗(yàn)的可信度高。PC1和PC2的解釋度分別為45.22%、28.30%，累積達(dá)到73.52%；樣本點(diǎn)越接近，表明樣本物種組成越相似，而3個(gè)品種的根際土壤真菌OTU樣本離散分布，分組區(qū)分效果并不理想(R2=0.419 9，P=0.002)。

進(jìn)一步通過PLS-DA分析結(jié)果如圖3(b)所示，可以看出3個(gè)品種根際樣本分布各自為一類，說明不同薄殼山核桃品種的根際土壤真菌群落存在顯著差異(P<0.05)，其中波尼和馬罕樣本分布更為接近，相似度更高，而金華與其他2個(gè)品種差異更大。

圖3 不同薄殼山核桃品種根際土壤真菌OTU組成的PCoA圖(a)及PLS-DA圖(b)Fig.3 Principal co-ordinates analysis(a)and partial least squares discriminant analysis (b)

在屬水平上，對(duì)波尼、馬罕和金華3個(gè)品種根際樣本中豐度前15的真菌群落進(jìn)行Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)，用于找出不同樣本中具有顯著差異的物種，結(jié)果如圖4所示。利用LEfSe分析中的LDA分值可判別具有顯著差異物種的影響程度，LDA值越高，其差異效果越明顯，統(tǒng)計(jì)具有顯著差異的真菌LDA值(LDA>3.5)如表3所示。

在3個(gè)品種根際樣本中，Delastria、滑銹傘屬(Hebeloma)、unclassified_f__Pyronemataceae、毛殼菌屬(Chaetomium)、鐮刀菌屬(Fusarium)、脆銹傘屬(Naucoria)等真菌具有顯著差異(P<0.05)，其中，Delastria(LDA=5.44)在金華根際土中顯著富集，相對(duì)豐度為61.01%；unclassified_f__Pyronemataceae(LDA=5.11)在波尼根際土中顯著富集，相對(duì)豐度為27.01%；滑銹傘屬(Hebeloma)(LDA=4.64)、脆銹傘屬(Naucoria)(LDA=4.45)在馬罕根際土中顯著富集，相對(duì)豐度分別為9.88%、5.67%，這些物種均表現(xiàn)出較大的差異影響和較高的豐度優(yōu)勢(shì)。由此可知，3個(gè)品種的根際土壤各自形成了具有一定富集效應(yīng)的標(biāo)志真菌群。

圖4 不同薄殼山核桃品種的根際土壤屬類真菌組間差異比較圖Fig.4 Statistical comparison of the relative abundance of rhizosphere soil fungi under different varieties of pecan

表3 不同薄殼山核桃品種的根際土壤屬類真菌差異判別分析表(LDA>3.5)Table 3 LEfSe analysis of rhizosphere fungi under different varieties of pecan (LDA>3.5)

2.4 不同薄殼山核桃品種的根際土壤因子與真菌關(guān)聯(lián)分析

由表4可知，金華根際土壤銨態(tài)氮含量顯著低于波尼和馬罕(P<0.05)；pH值及有效磷含量均為波尼和馬罕高于金華根際土壤，而硝態(tài)氮及速效鉀含量為馬罕根際土壤最低，全氮含量為波尼根際土壤最低。

表4 不同薄殼山核桃品種的根際土壤化學(xué)性質(zhì)分析Table 4 Chemical properties of rhizosphere soil under different varieties of pecan

根際土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)與真菌的關(guān)聯(lián)分析如圖5-a所示。第一、二排序軸解釋度分別為15.06%、10.99%，共計(jì)26.05%。其中pH值(r2=0.532，P=0.004)、銨態(tài)氮(r2=0.469，P=0.007)及有效磷(r2=367，P=0.032)是影響根際土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子，呈現(xiàn)顯著相關(guān)性。

屬水平上豐度前15的根際真菌與土壤化學(xué)性質(zhì)的Spearman相關(guān)性熱圖如5-b所示，可以看出根際細(xì)菌物種與特定的土壤因子之間存在相關(guān)性。其中,在3個(gè)品種根際土壤中具有富集效應(yīng)的標(biāo)志真菌unclassified_f__Pyronemataceae與銨態(tài)氮、pH值及有效磷呈現(xiàn)顯著正相關(guān)性，Delastria與銨態(tài)氮呈顯著負(fù)相關(guān)性，滑銹傘屬(Hebeloma)則與pH值呈顯著正相關(guān)性(P<0.05)。

圖5 薄殼山核桃根際土壤因子與真菌的關(guān)聯(lián)分析圖Fig.5 Correlation analysis of rhizosphere soil factors and fungi in pecan

2.5 不同薄殼山核桃品種的根際土壤真菌功能預(yù)測分析

對(duì)波尼、馬罕和金華3個(gè)品種根際樣本進(jìn)行FUNGuild真菌功能預(yù)測，結(jié)果如圖6所示，注釋功能真菌占比在96%以上。以營養(yǎng)方式(Trophic Mode)劃分，3個(gè)品種根際樣本主要由3種基本營養(yǎng)型及3類交叉營養(yǎng)型組成，包括共生營養(yǎng)型、腐生營養(yǎng)型、病理營養(yǎng)型、腐生-共生營養(yǎng)型、病理-共生營養(yǎng)型、病理-腐生-共生營養(yǎng)型。根據(jù)Guilds小類，在波尼和馬罕根際樣本中主要由外生菌根真菌(ectomycorrhizal)、糞生-外生菌根-土壤腐生-木質(zhì)腐生真菌(dung saprotroph-ectomycorrhizal-soil saprotroph-wood saprotroph)、外生菌根-未定義腐生真菌(ectomycorrhizal-undefined saprotroph)等功能真菌群組成。其中，外生菌根真菌(ectomycorrhizal)在波尼根際樣本中占比最高為27.69%，外生菌根-未定義腐生真菌(ectomycorrhizal-undefined saprotroph)在馬罕根際樣本中占比最高為26.73%；而金華根際樣本主要由外生菌根真菌(ectomycorrhizal)和外生菌根-未定義腐生真菌(ectomycorrhizal-undefined saprotroph)2類功能真菌群組成，累積占比達(dá)92%以上。

由此可以看出，薄殼山核桃根際樣本功能真菌以腐生-共生營養(yǎng)型、共生營養(yǎng)型為主，平均相對(duì)豐度分別為42.90%、38.16%，其次為病理-共生營養(yǎng)型(12.52%)、病理-腐生-共生營養(yǎng)型(4.22%)、腐生營養(yǎng)型(3.17%)，而病理營養(yǎng)型的平均相對(duì)豐度較低，僅為0.57%。

3 結(jié)論與討論

根際微生物以共生、寄生或互生等方式附著在根際土壤中[24]，形成數(shù)量豐富的活躍區(qū)系，其多樣性特征可以作為反映整個(gè)根際結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及植物生長狀況的重要指標(biāo)。在本研究中，金華根際土壤真菌的多樣性顯著低于馬罕、波尼。這可能與品種間的性狀差異有關(guān)。研究表明，根系分泌物是影響根際微生物多樣性的重要因素，在一定程度上決定根際微生物的分布數(shù)量及種類[25]。馬罕和波尼作為薄殼山核桃樹種中的優(yōu)良品種，具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力和推廣價(jià)值[26-27]，而金華在生長及適應(yīng)性上處于劣勢(shì)，根系發(fā)育能力較低，影響了根系分泌物的釋放，根際微生物的繁殖受到抑制[28]，最終導(dǎo)致多樣性水平低于其他2個(gè)品種。另一方面，植物根系在向土壤中分泌相關(guān)物質(zhì)，誘導(dǎo)微生物向根際聚集的同時(shí)，也會(huì)影響土壤pH值、礦質(zhì)元素形態(tài)等來改變根際環(huán)境，形成明顯的根際效應(yīng)[29]。在本研究中，pH值、銨態(tài)氮及有效磷是影響根際土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子。研究表明，土壤pH值和養(yǎng)分狀況都會(huì)對(duì)微生物群落組成產(chǎn)生一定的影響[30]，其中由于微生物存在生長最適pH值和一定的耐受范圍，所以當(dāng)pH值出現(xiàn)變化時(shí)，其作用會(huì)逐漸增強(qiáng)成為首要影響因子[31]。SHEN等[32]和李德會(huì)等[33]的研究也證明了土壤pH值對(duì)真菌群落的影響。這與本研究結(jié)果一致。

圖6 不同薄殼山核桃品種的根際土壤真菌FUNGuild功能分析圖Fig.6 Functional prediction based on FUNGuild of rhizosphere soil fungi under different varieties of pecan

根際微生物組與宿主植物間存在明顯的有益交互機(jī)制，包括提高養(yǎng)分的吸收利用、誘導(dǎo)產(chǎn)生抗性和促進(jìn)生長發(fā)育等，從而支撐植物體形成健康的繁殖體系[39]，其中根際微生物組的生態(tài)功能在一定程度上反映了宿主植物生長需求和健康狀況。本研究中，基于FUNGuild注釋下薄殼山核桃的根際土壤真菌功能包括共生、腐生、病理、腐生-共生、病理-共生、病理-腐生-共生等3種基本營養(yǎng)型及3類交叉營養(yǎng)型，不同品種間的功能類型基本一致，主要以腐生-共生營養(yǎng)型和共生營養(yǎng)型為主，表明根際土壤真菌主要介導(dǎo)薄殼山核桃土壤養(yǎng)分循環(huán)過程，這與肖方南等[40]的研究一致。而病理營養(yǎng)型的平均相對(duì)豐度較低，說明其根際土壤真菌群落結(jié)構(gòu)比較健康，生長環(huán)境條件適宜。另外，F(xiàn)UNGuild是基于已有文獻(xiàn)對(duì)真菌功能進(jìn)行判別分析，劃分類別不夠全面和完善，還存在未知的功能注釋，因此仍需進(jìn)一步研究。

綜上所述，本研究中不同薄殼山核桃品種根際土壤真菌的群落組成及多樣性存在顯著差異，pH值是影響其群落結(jié)構(gòu)的首要因子。在屬水平上，不同品種根際土壤中存在著具有富集效應(yīng)的標(biāo)志真菌群，多為外生菌根真菌，在功能上以腐生-共生和共生兩大營養(yǎng)型為主，對(duì)薄殼山核桃的養(yǎng)分循環(huán)及抗逆能力具有重要意義。因此，未來應(yīng)該密切關(guān)注外生菌根群落與薄殼山核桃之間的共生作用機(jī)制及其對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)情況。另外，本研究為薄殼山核桃根際有益微生物資源的篩選提供了相關(guān)的理論基礎(chǔ)，但由于試驗(yàn)僅考慮了品種因素對(duì)于薄殼山核桃根際土壤微生物的影響，存在一定的局限性，在后續(xù)工作中將繼續(xù)開展有關(guān)土壤類型、林分年齡及林木生長等因素影響的研究。