《Frontiers in Plant Science》：Management affects the diversity and functions of root and leaf-associated microbiomes: implications for olive resilience
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本研究通过宏条形码技术揭示了有机、常规和传统农业管理对油橄榄（Olea europaea L. cv. Ortice）根际和叶际微生物组的显著调控作用。研究发现不同管理模式通过改变微生物群落结构（如常规管理叶际富集Rhizobiaceae、Rhodocyclaceae；有机根际富集Actinophytocola、Streptomyces）和功能特征（如传统管理根际光养功能增强），直接影响油橄榄的养分循环、病原抗性等生理过程，为通过微生物组管理提升地中海农业生态系统韧性提供了新视角。
研究背景与意义
油橄榄（Olea europaea L.）作为地中海地区千年来的标志性作物，深刻影响着该区域的经济、社会和文化景观。随着农业集约化发展，有机、常规和传统三种主要管理模式对油橄榄健康和生产力的影响日益受到关注。微生物组作为植物的"第二基因组"，在调控宿主养分吸收、病害抵抗和环境适应性方面发挥着关键作用。然而，关于不同农业管理如何同时影响油橄榄地上和地下微生物组群落结构及功能的研究尚不充分。本研究以意大利南部主栽品种Ortice为对象，通过多组学分析揭示了管理模式对油橄榄全株微生物组的塑造机制，为可持续农业管理提供了微生物学依据。
材料与方法
研究在意大利南部Sannio橄榄种植区的15个果园展开，每种管理模式（有机、常规、传统）各设5个重复样地。通过采集根系（包括根内圈、根表和根际土壤）和叶片（包括叶面和叶内）样本，利用16S rRNA和ITS扩增子测序技术分析细菌和真菌群落结构。采用LEfSe分析鉴定不同管理的微生物标志物，并通过FAPROTAX和FungalTraits数据库预测微生物功能特征。
叶际微生物组对管理的响应
叶际细菌群落组成在三类管理间呈现显著差异。常规管理叶际具有最丰富的微生物标志物，主要涉及根瘤菌科（Rhizobiaceae）和红环菌科（Rhodocyclaceae）。有机管理叶际则以镰刀菌属（Fusarium）为优势类群。传统管理的细菌α多样性显著低于其他两类管理，其标志性类群为放线菌纲（Actinomycetes）。功能分析显示，传统管理叶际细菌的厌氧化能异养和固氮功能显著低于有机和常规管理，其中甲基孢囊菌（Methylocystis heyeri）是介导这两种功能的关键物种。
叶际真菌群落以子囊菌门（Ascomycota）为主导。传统管理以匍柄霉（Stemphylium solani）为特征标志物；常规管理富集链格孢（Alternaria alternata）和短梗霉（Aureobasidium spp.）等潜在病原菌，并表现出更高的内生互作能力；有机管理则显著富集赤霉菌科（Nectriaceae）和外担菌目（Taphrinales）相关类群。
根际微生物组的管理特异性
根际细菌群落中，放线菌门（Actinomycetota）和变形菌门（Pseudomonadota）在所有管理中均占优势。有机管理根际特异富集链霉菌属（Streptomyces）和植物放线菌属（Actinophytocola）等具有生防潜力的类群；传统管理则以伯克霍尔德氏菌目（Burkholderiales）和岛状诺卡氏菌（Nocardioides islandensis）为特征标志物。真菌群落对管理措施的响应更为敏感，常规管理根际真菌群落结构与有机、传统管理存在显著差异，其标志性类群为粪壳菌纲（Sordariomycetes）。
功能分析表明，传统管理根际细菌的光养功能（如光合异养、光合自养）显著增强，其中沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）是介导光养功能的关键物种。有机管理根际真菌的内生互作能力显著高于其他管理，且以卵形孢霉（Oidiodendron spp.）等根内定殖菌为特征。
讨论与展望
本研究首次系统揭示了不同农业管理对油橄榄根叶微生物组的差异化塑造规律。常规管理的叶际细菌标志物富集现象可能与叶面杀菌剂使用导致的生态位释放有关，而有机和传统管理则通过减少人为干扰促进了根际有益微生物的富集。功能特征分析进一步证实，低干扰管理（有机/传统）更利于维持微生物组的养分循环（如固氮、光养）和生物防治功能，而常规管理可能导致潜在病原菌富集的风险。这些发现为通过微生物组管理提升油橄榄抗逆性提供了理论依据，未来研究可进一步解析关键微生物类群与宿主互作的分子机制，推动微生物组导向的精准农业管理策略在地中海农业生态系统中的应用。
