《Scientific Reports》：Effects of exogenous selenium treatment on the composition of endophytic bacterial and fungal communities in Amorphophallus muelleri
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本研究针对外源硒如何影响植物内生微生物群落这一科学问题，系统探讨了叶面喷施硒肥对疣柄魔芋(Amorphophallus muelleri)不同组织内生细菌和真菌群落组成与多样性的影响。通过16S rRNA和ITS扩增子测序技术，发现硒处理显著提高了魔芋块茎和根部组织的硒含量，并明显改变了根际微生物群落结构，增加了细菌和真菌群落的Chao1和Shannon指数。研究还发现硒处理促进了放线菌门(Actinobacteriota)、厚壁菌门(Firmicutes)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)等有益微生物的富集，并增强了微生物共现网络的复杂性。该研究为开发富硒魔芋产品和挖掘功能微生物资源提供了理论依据。
在当今追求健康饮食的时代，硒(Se)作为人体必需的微量元素，因其增强免疫力、抗衰老等功效而备受关注。通过施用硒肥培育富硒农产品，成为人们补充硒的重要途径。魔芋(Amorphophallus spp.)作为天南星科多年生草本植物，其块茎提取的魔芋葡甘聚糖(Konjac Glucomannan, KGM)是一种优质膳食纤维，被广泛应用于食品、医药和化工领域。其中，疣柄魔芋(Amorphophallus muelleri)因具有较强的软腐病抗性和较高的KGM含量，成为重要的栽培品种。虽然前人研究表明适宜浓度的硒能促进植物生长、提高光合作用效率，且硒肥可改变根际土壤微生物群落结构，但关于硒如何影响植物体内内生微生物群落的研究仍属空白。内生微生物作为与植物共生的“隐形伙伴”，在促进植物营养吸收、增强抗逆性等方面发挥着关键作用。因此，解析外源硒处理对疣柄魔芋内生菌群的影响，不仅有助于阐明硒-微生物-植物的互作机制，也为富硒魔芋的开发和功能微生物资源的利用提供新思路。
研究人员主要采用叶面喷硒实验设计，结合高通量测序和生物信息学分析。实验在广东韶关武江区进行，以疣柄魔芋品种“珠芽金一号”为材料，设置硒处理组(TSe)和清水对照组(TCK)。通过16S rRNA(V3-V4区)和ITS扩增子测序技术，对魔芋块茎、根、叶柄和叶片4种组织的内生细菌和真菌群落进行解析；利用主坐标分析(PCoA)和PERMANOVA统计方法评估群落结构差异；并通过SparCC算法构建微生物共现网络，探究物种间互作关系。
2.1 外源硒处理后不同魔芋组织硒含量的变化
硒含量测定结果显示，叶面喷硒显著提高了魔芋块茎、根和叶片组织的硒积累量，分别为对照组的82.73倍、7.42倍和182.24倍，表明硒在叶片中富集能力最强。
2.2 外源硒处理对魔芋内生菌群结构及多样性的影响
维恩图分析表明，硒处理增加了各组织特有细菌OTU(操作分类单元)数量，尤其是块茎和根部的真菌OTU数量显著高于对照组。PCoA分析显示，根部微生物群落结构对硒响应最敏感，处理组与对照组明显分离。α多样性分析发现，硒处理使根部细菌Chao1指数提高66.81%，块茎真菌Shannon指数和Chao1指数分别增长69.47%和1287.92%，表明硒显著提升了地下组织微生物多样性和丰富度。
2.3 硒处理对微生物群落组成的影响
在门水平上，硒处理提高了块茎中厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota)、根部放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota)的相对丰度。真菌中子囊菌门(Ascomycota)在根部、叶柄和叶片中丰度降低，而担子菌门(Basidiomycota)显著上升。属水平上，根部慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)和链霉菌属(Streptomyces)等有益菌显著富集。
2.4 内生微生物共现网络分析
微生物网络分析显示，硒处理增强了菌群间互作强度，跨界(细菌-真菌)网络以负相关为主(68.35%)，可能通过竞争关系提升群落稳定性；界内(细菌-细菌/真菌-真菌)网络则以正相关为主，放线菌门和担子菌门在硒处理后互作增强，暗示其可能在碳氮循环中发挥协同作用。
本研究首次系统揭示外源硒处理可通过改变疣柄魔芋组织硒含量，驱动内生微生物群落重组，尤其促进块茎和根部有益菌群富集。放线菌门、链霉菌属等具有抗生素产生和养分转化功能的微生物类群显著增加，可能间接增强植物抗病性。微生物网络复杂性的提升进一步表明硒处理可优化菌群互作模式。该研究为富硒魔芋的定向栽培提供了微生物学依据，未来需通过分离培养和宏基因组学验证功能菌株的实际作用。
